CN102986838A - 一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法 - Google Patents

Abstract

一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法，属于食用菌食品加工技术领域。本发明为：食用菌类先进行预处理（精选、清洗、整理切分、漂烫灭酶（90~100℃），再在调味液中冷却浸泡、沥干，然后用中短波红外预脱水（60~70℃，风速1~3m/s，辐射距离10~18cm）使水分含量降低到30%~60%，之后进行射频干燥（极板间距20.5cm，频率27MHz，功率6KW，物料温度为50-60℃，可设置三层物料板），使食用菌含水量降至8%。本发明采用中短波红外干燥与射频干燥联合干燥脱水的方法，射频的穿透性极强，可解决中短波红外干燥后期水分难脱除的问题，且射频干燥时的物料可放置多层，最大程度保留产品的营养与形状的同时，显著缩短干燥时间，降低干燥能耗，节约成本。

Description

一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法

技术领域

一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法，属于食用菌加工技术领域。

背景技术

食用菌是一类集营养、保健功能于一体的开发潜质巨大的食品，食用菌富含蛋白质、维生素和矿物质等营养素以及不饱和脂肪酸和纤维素等生物活性成分，具有增强人体免疫、抗肿瘤、调节血脂、保肝解毒和降血糖等功能。

红外干燥技术是利用许多物质易于吸收红外线的特点，通过红外辐射材料将热能转变为红外辐射能量，直接辐射到被加热物体上，引起分子共振，迅速升温，从而达到快速加热与干燥的目的，红外线可穿透物料内部粒子间微小间隙，迫使分子运动加剧而内部发热，温度迅速升高，同时内部分子由内向外扩散，由于红外干燥具有加热迅速，吸收均一，加热效率高，化学分解作用小，原料不易变性等优点，因此对于热敏性物质的干燥表现出独特的优点，目前已用于农产品干燥。例如。经远红外干燥的菠菜，其Vc的残存量为传统干燥方法的2倍；另外对青葱、马铃薯和胡萝卜进行的远红外干燥试验表明：产品的营养成分保存率比传统的干燥方法有显著的提高，且干制品表面具有多孔特性，复水性好。

但红外干燥的穿透性不是很强，相对于传统的热风干燥，射频干燥是一种新型的加热技术，常应用于食品等的解冻、加热、杀菌、烘干等方面。常用的有13.56、27.12、40.68 MHz 射频段及 915、2450 MHz的微波段。分子的极化现象是射频干燥的主要原因，介质处于电场中，受到电场作用的分子会发生转动，分子间的作用，使物料中的分子运动，而产生的摩擦挤压效应，因而物料被加热。射频干燥具有高效、节能等优点，它的缺点是温度分布不均匀，温度控制存在一定的困难，而且设备投资大。

目前在国外，射频热风的联合干燥技术在食品及农产品等一些领域已广泛的应用，且有相对较长的发展时间，我国目前还没有这方面的报道。

王俊等（1999年，浙江大学）针对远红外和微波干燥两种干燥方式的特点，即：远红外干燥的前期速度快，水分扩散速率快，但其穿透性不够强，而微波干燥的穿透性强，在干燥后期可将物料内部难排出的水分及时排除，但微波在干燥前期由于失水速度过快而产生排湿困难，从而加大设备的干燥负荷。采用前期远红外干燥与后期微波干燥的联合干燥方式可以解决这一问题。并优化了远红外干燥箱内温度、微波干燥功率和远红外转换微波时的含水率作为试验三因素，得到的以干后质量为主要目的获得的最优组合为：远红外干燥箱温62.3℃，微波干燥功率0.5W/g，远红外转换成微波时含水率58.78％。试验还发现远红外越早转化成微波，干燥过程越短；远红外越早转化成微波耗电越大，但过迟换成微波，远红外脱水困难，干燥过程加长，能耗也加大。

贾洪雷、徐艳阳、刘春喜等人申请了发明专利“一种提高玉米脱水速率的联合干燥方法”（授权号：201010153889.9）该专利属于粮食食品加工技术领域，主要用于脱水粮食的生产。该发明是采用前期热风/微波干燥，干燥至一定水分含量时，转换为微波干燥至终点。前期采用PH070A干燥箱，热风温度为50~60℃，风速为0.2~0.5m/s，在常压下干燥至含水量为20%±2%，后将热风干燥后的玉米采用WP700A型微波炉，微波功率为100~140W，在常压下进行干燥，至玉米水分含量为14 % ± 1%。该发明解决了粮食干燥时间长，干燥效率低及污染严重等问题。

徐刚（2009）等人研究了热泵与远红外联合干燥的方法，在干燥前期采用热泵低温（40~50℃）除湿干燥，避免了高水分环境下由于高温导致一些热敏性营养成分的损失，同时在较低温度下物料表面不会结壳；热泵可以回收较多的显热和潜热，有利于降低干燥过程中的能耗。后期采用远红外加热干燥（65~85℃），利用远红外加热升温快，具有一定的穿透性等特点，达到缩短传热距离，提高干燥速率效果。确定胡萝卜热泵与远红外线联合干燥工艺的最佳工艺参数为：胡萝卜热烫120s，热泵干燥温度45℃，远红外热源辐射功率为2kW，热泵干燥与远红外干燥切换点为物料含水率为50%。

张丽（2010，西北农林科技大学硕士论文）为控制加热温度的恒定，解决水分凝积和保持物料表面温度，采用热风辅助干燥的加热过程，克服单纯使用射频干燥的缺点，使加热得到更理想的效果。研究发现在不同温度及含水率下，微波、射频在红枣中的穿透深度，随着红枣水分含量的增大、温度的升高，射频能量穿透深度持续减少，而微波能量穿透深度变化很小。热风干燥所需时间是射频热风联合干燥的3倍，可见使用射频热风联合干燥可以大大的缩短红枣的干燥时间，可提高生产效率，降低能耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法，采用前期中短波红外干燥与后期射频联合干燥的工艺快速、高效地达到干燥食用菌的目的，涉及食用菌类产品的加工技术。

本发明的技术方案：一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法，将食用菌类原料先进行预处理（选取、清洗、整理切分、漂烫灭酶），再在调味液中冷却浸泡、沥干，然后采用中短波红外预脱水使食用菌水分含量降低到30%~60%，之后进行射频干燥，使食用菌的含水量最终降至8%以下。

（1）预处理：A)漂烫灭酶：90~100℃，2min；B）调味：按照口味配制调味液，调味液为质量浓度4%-6%的糖类、或糖类和食盐混合物的水溶液，调味液:食用菌质量之比为1:1，浸泡时间1~2h；此时可平衡食用菌内部极性溶质，使其在干燥过程中各部分均匀吸收热，同步干燥，不至出现焦化现象。

    （2）中短波红外预脱水：红外灯管的波长是2~3μm，加热温度60~70℃，风速1~3m/s，辐射距离10~18cm，干燥一定时间使食用菌产品的水分含量控制在30%~60%；

（3）射频干燥：设置三层物料板，射频极板间距20.5cm，频率27MHz，射频功率为6KW，物料吸收功率1.5~2.0W/g，物料温度为50-60℃，干燥时间依前期中短波红外干燥后的含水量而定，使食用菌的含水量降至8%以下，联合干燥总时间为2.5-3.5h。

前期中短波红外干燥，食用菌先在中短波红外干燥箱中进行干燥，此时物料失水速率快，可除去食用菌中50%左右的水分，大大降低了后期射频脱水设备的干燥负荷，从而进一步降低对设备排湿能力的要求，降低设备引进成本。

本发明后期采用射频加热干燥的方式，射频加热速度快，物料内部升温快。脱水温度下降，减少了对食品营养成分的破坏，保持了原有的色泽和风味，中短波红外干燥前期失水速率比较快，而后期相对缓慢，而射频干燥对后期较难除去的一部分水分干燥速率较高，并且对物料品质影响较小，但在前期存在因失水速度过快而产生排湿困难，从而加大设备干燥负荷。另外，因射频的穿透性强，干燥时可实现多层物料同时干燥的效果，这大大提高了干燥效率，适用于大批量食用菌产品的干燥。综合利用这两种干燥方式的优点，使产品品质提高、能耗降低，是本发明的创新所在。

本发明的有益效果：与单独使用中短波红外干燥相比，进行前期中短波红外后期射频的联合干燥方法有很大的优势，先用中短波红外干燥方式可除去大部分的游离水，剩余的部分胶体结合水可采用射频这种干燥方法除去，这可显著降低干燥时间，最大程度保留了产品的形状和营养成分。克服中短波红外干燥过程中收缩变形大、表面结壳等品质恶化等现象。

与单独使用射频干燥相比，中短波红外和射频的联合干燥方法可解决干燥前期的排湿困难问题，可使脱水温度下降，使产品的外形等得到一些改善，本发明在最大程度保留产品的营养与形状的同时，通过缩短干燥时间尽可能降低能耗。

具体实施方式

实施例1：中短波红外和射频联合干燥香菇

 新鲜香菇（含水量在87%左右）20Kg，经过挑选除杂，选择大小均匀一致的香菇，清洗、切丁（1cm×1cm×5mm）、漂烫（98℃，2min）、流动水冷却、调味液浸泡（3%麦芽糖、2%白砂糖，调味液:香菇质量=1:1，1h）、沥干，采用中短波红外干燥预脱水干燥（红外灯管的波长是2~3μm，60~70℃，风速为1~3m/s，辐射距离10~18cm）至含水量30%左右，射频干燥（射频极板间距20.5cm，频率为27MHz，射频功率6KW，物料吸收功率1.5W/g，物料温度为50℃）至最终水分含量为8%以下，包装成品。干燥总时间为3.5h。

 实施例2：中短波红外和射频联合干燥双孢蘑菇

 新鲜双孢蘑菇（含水量在92%左右）10Kg，经过挑选除杂，选择大小均匀一致的双孢蘑菇，清洗、切片（5mm）、漂烫（98℃，2min）、调味液浸泡（3%海藻糖、2%白砂糖，调味液:香菇质量=1:1，1h）、沥干，采用中短波红外干燥预脱水干燥（红外灯管的波长是2~3μm，60~70℃，风速为1~3m/s，辐射距离10~18cm）至含水量50%左右，射频干燥（射频极板间距20.5cm，频率为27MHz，射频功率6KW，物料吸收功率1.8W/g，物料温度为56℃）至最终水分含量为8%以下，包装成品。干燥总时间为3.2h。

实施例3：中短波红外和射频联合干燥银耳

新鲜银耳（含水量在78%左右）10Kg，挑选、剔除耳基部培养基、进行流动水清洗、护色（3%碳酸氢钠浸泡2h）、蒸汽漂烫（98℃，2min）、调味液浸泡（3%麦芽糖、2%白食盐，调味液:香菇质量=1:1，1h）、沥干，采用中短波红外干燥预脱水干燥（红外灯管的波长是2~3μm，60~70℃，风速为1~3m/s，辐射距离10~18cm）至含水量60%左右，射频干燥（射频极板间距20.5cm，频率为27MHz，射频功率6KW，物料吸收功率2.0W/g，物料温度为60℃）至最终水分含量为8%以下，包装成品。干燥总时间为2.5h。

Claims (1)

1.一种适宜大批量调理食用菌脱水的中短波红外与射频联合干燥的方法，其特征是将食用菌类原料先进行预处理：选取、清洗、整理切分和漂烫灭酶，在调味液中冷却浸泡、沥干，然后采用中短波红外预脱水使食用菌水分含量降低到30%~60%，之后进行射频干燥，使食用菌的含水量最终降至8%以下；

（1）预处理：A)漂烫灭酶：90~100℃，2min；B）调味：按照口味配制调味液，调味液为质量浓度4%-6%的糖类、或糖类和食盐混合物的水溶液，调味液:食用菌质量之比为1:1，浸泡时间1~2h；

（2）中短波红外预脱水：红外灯管的波长是2~3μm，加热温度60~70℃，风速1~3m/s，辐射距离10~18cm，干燥一定时间使食用菌的水分含量控制在30%~60%；

（3）射频干燥：设置三层物料板，射频极板间距20.5cm，频率27MHz，射频功率为6KW，物料吸收功率1.5~2.0W/g，物料温度为50-60℃，干燥时间依前期中短波红外干燥后的含水量而定，使食用菌的含水量降至8%以下，联合干燥总时间为2.5-3.5h。