CN105767849A

CN105767849A - 一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法

Info

Publication number: CN105767849A
Application number: CN201610168028.5A
Authority: CN
Inventors: 张柔佳; 王易芬; 栾东磊; 焦阳
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University; Shanghai Ocean University
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2016-07-20

Abstract

本发明涉及一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，包括清洗预处理、第一阶段流态化冷风干燥、第二阶段微波与流态化冷风联合干燥、第三阶段流态化冷风干燥四个步骤。其优点表现为：该方法可使干燥过程中食品物料的传热传质更加均匀，利用微波辅助冷风干燥，解决了传统冷风干燥时间长、效率低的问题，同时以二氧化碳作为干燥介质，可有效避免干燥过程食品与空气接触而导致的氧化褐变，提高食品干燥品质。

Description

一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法

【技术领域】

本发明涉及食品干燥技术领域，具体地说，是一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法。

【背景技术】

干燥加工是食品加工与贮藏的一种重要方式。采用干燥技术除去食品中的水分，降低水分活度，可防止食品腐败变质，延长贮藏期。干制品具有保藏期长、质量轻、体积小、无需冷链、便于贮藏运输等诸多优点。传统干燥加工方式包括日光干燥和热风干燥。日光干燥无需特殊设备、成本低，但由于日光干燥完全依赖自然环境条件，不能根据各类食品的特性人为控制干燥条件，尤其是在阴雨潮湿天气下不能进行正常干燥，连续性差、不可预测性大。另外，由于干燥时间长(一般需干燥数天，在夜间需收回储藏)，且干燥过程中，如砂土、蚊蝇等会引起干制品的质量和产量的显著下降。热风干燥是利用加热后的空气将水产品进行加热，从而促进内部水分的蒸发、同时去除表面水分的一种干燥方法。但热风干燥温度较高且干燥过程中温度梯度分布不均匀，会产生表面干燥效应，在食品表面形成硬壳，使内部水分难以得到扩散，热敏性营养成分损失，中心严重塌陷并产生较多较大裂纹，品质劣变。同时由于热风干燥所需时间较长，食品与氧气长时间接触后，会引起氧化变质，产生不良气味，破坏食品组织结构。此外，热风干燥能量消耗巨大、效率低，相同条件下热风干燥机的能耗是其他方式干燥设备的15～20倍。

冷风干燥是将低温低湿空气强制循环于食品间，使之含水量逐渐减少最终达到干燥效果的工艺。冷风干燥过程中食品温度不超过40℃。因此，冷风干燥尤其适于一些热敏性食品的干燥。在低温低湿环境下，可减弱因微生物作用、酶的作用以及非酶作用引起的食品变质的过程。同时冷风干燥一般采用热泵系统，与热风干燥相比，热泵干燥充分利用了干燥散出的水蒸汽潜热，在整个干燥过程中无能量损失，设备能耗较小。例如公开号CN104432233A、公开日为2015年3月5日的中国发明专利就公开了一种冷风干燥调味竹荚鱼片的制作方法，其干燥温度为18～20℃、干燥2～3小时；公开号为CN101301001A、公开日为2008年11月12日的中国发明专利公开了一种蔬菜及食用菌的冷风干燥工艺，其干燥温度为25～30℃、湿度为5～8％、风速为3～5m/s、干燥时间为1.5～2小时；公开号为CN104473083A、公开日为2015年4月1日的中国发明专利公开了一种桂圆肉低温干燥加工工艺，其干燥温度小于40℃、风速8～20m/s、湿度小于50％。上述冷风干燥方法均能得到较好的干燥品质。

然而，冷风干燥技术也存在以下缺陷：(1)水分分布不均匀。冷风干燥时，根据出风口和回风口的设置，只能形成单一风向，干燥品受风侧的水分迁移速度较快，而背风侧速度较慢，极易导致干燥品内部水分分布不均匀的现象；(2)干燥时间较长。冷风干燥的进风温度较低(一般为5～40℃)，相对于高温热风，干燥时食品内的水分子运动较缓慢，因此需要消耗较长的时间达到所需的干燥条件。(3)物料长时间与氧气接触、易氧化。冷风干燥时一般直接采用空气作为干燥介质，由于干燥时间长，食品与空气中的氧气长时间接触，易导致食品氧化，影响品质。

利用微波干燥可弥补冷风干燥的缺点，它是一种内部加热方法。食品处于振荡周期极短的微波高频电场内，其内部的水分子会发生极化并沿着微波电场的方向整齐排列，而后迅速随高频交变电场方向的交互变化而转动，并产生剧烈的碰撞和摩擦，一部分微波能转化为分子运动能，并以热量的形式表现出来，使水的温度升高而离开食品，从而使食品得到干燥。若将冷风干燥与微波联合使用，不仅可以得到较好的干燥品质，同时干燥速率也较快。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种能够缩短食品干燥时间、提高食品干燥效率，同时提高干燥品质的利用微波辅助流态化冷风干燥的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，包括清洗预处理、第一阶段流态化冷风干燥、第二阶段微波与流态化冷风联合干燥、第三阶段流态化冷风干燥四个步骤：

a.清洗预处理：将需干燥的物料置于水中一段时间进行清洗预处理，去除表面污垢杂质，沥干表面水分后进入流化床干燥装置，同时开启二氧化碳发生装置；

b.第一阶段流态化冷风干燥：将步骤a中二氧化碳发生装置中的二氧化碳作为干燥介质，通过热泵系统得到低温低湿的二氧化碳气体，将得到的低温低湿的二氧化碳气体送入流化床干燥室中对物料进行一段时间的冷风干燥；

c.第二阶段微波与流态化冷风联合干燥：打开步骤b中所述的流化床床体外壁上的微波发生器，一定功率的微波对物料进行加热，使得物料内部的水分更快逸出，微波与冷风联合干燥一段时间后，关闭微波发生器；

d.第三阶段流态化冷风干燥：利用低温低湿的二氧化碳气体充分干燥物料一段时间后，当含水量达到一定比例时，将物料从流化床干燥装置中取出，整个干燥过程完成。

作为优选，步骤a中所述的清洗物料的水为自来水、蒸馏水、电解水中的一种或两种及以上的组合。

作为优选，步骤a中所述的清洗预处理时间为2～10min。

作为优选，步骤b所述的第一阶段流态化冷风干燥的二氧化碳气体温度为15～40℃，湿度为3％～10％，风速为2～5m/s，干燥时间为20～120min。

作为优选，步骤c所述的第二阶段微波与冷风联合干燥的二氧化碳气体温度为5～35℃，湿度为3％～10％，风速为2～8m/s，微波功率为0.5～2.0W/g，干燥时间为60～180min。

作为优选，步骤d所述的第三阶段流态化冷风干燥的二氧化碳气体温度为5～25℃，湿度为3％～10％，风速为2～8m/s，干燥时间为20～120min。

本发明优点在于：

1、在传统冷风干燥过程中，风向单一不会变化，导致食品干燥不充分，内部水分分布不均匀，在贮藏期易引起细菌滋生，而本发明方法利用流化床装置进行干燥，可使物料与干燥介质充分接触，干燥较完全。

2、传统冷风干燥虽然不会由于温度过高而导致食品表面硬化产生干燥效应，但整体干燥时间较长，在低温条件下食品内部水分逸出较慢，而本发明方法利用微波辅助冷风干燥，可使被加热食品内部的水分在电磁场的作用下有序排列作高速摆振运动，产生大量的摩擦热，从而使食品内各部分在同一瞬间获得热能而升温，大量的水分子从食品逸出，达到缩短冷风干燥时间、提高冷风干燥效率的目的。

3、传统冷风干燥以空气为干燥介质，干燥过程中食品会被空气中的氧气氧化，而本发明方法利用二氧化碳作为干燥介质，可有效防止氧化褐变，最大限度保留营养成分。

【具体实施方式】

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例1

一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法如下：

(1)清洗预处理：将物料置于自来水中清洗5min，去除表面泥沙等杂质；

(2)第一阶段流态化冷风干燥：将上述食品物料置于流化床干燥室内，开启二氧化碳发生装置，将二氧化碳通过热泵系统制备成温度为30℃、湿度为5％的低温低湿二氧化碳，同时开启流化床干燥装置，上述低温低湿二氧化碳由进气口进入流化床干燥室，风速为5m/s，干燥时间为60min；

(3)第二阶段微波与流态化冷风联合干燥：开启微波发生器，微波功率为0.5W/g，同时二氧化碳气体调整为25℃、湿度为5％的低温低湿二氧化碳，风速为5m/s，干燥时间为120min；

(4)第三阶段流态化冷风干燥：关闭微波发生器，同时二氧化碳气体调整为20℃、湿度为3％的低温低湿二氧化碳，风速为8m/s，干燥时间为30min。

实施例2

一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法如下：

(1)清洗预处理：将物料置于自来水中清洗3min，去除表面泥沙等杂质；

(2)第一阶段流态化冷风干燥：将上述食品物料置于流化床干燥室内，开启二氧化碳发生装置，将二氧化碳通过热泵系统制备成温度为25℃、湿度为10％的低温低湿二氧化碳，同时开启流化床干燥装置，上述低温低湿二氧化碳由进气口进入流化床干燥室，风速为8m/s，干燥时间为90min；

(3)第二阶段微波与流态化冷风联合干燥：开启微波发生器，微波功率为0.7W/g，同时二氧化碳气体调整为20℃、湿度为10％的低温低湿二氧化碳，风速为8m/s，干燥时间为180min；

(4)第三阶段流态化冷风干燥：关闭微波发生器，同时二氧化碳气体调整为20℃、湿度为5％的低温低湿二氧化碳，风速为8m/s，干燥时间为60min。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，其特征在于，包括清洗预处理、第一阶段流态化冷风干燥、第二阶段微波与流态化冷风联合干燥、第三阶段流态化冷风干燥四个步骤：

2.根据权利要求1所述的利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，其特征在于，步骤a中所述的清洗物料的水为自来水、蒸馏水、电解水中的一种或两种及以上的组合。

3.根据权利要求1所述的利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，其特征在于，步骤a中所述的清洗预处理时间为2～10min。

4.根据权利要求1所述的利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，其特征在于，步骤b所述的第一阶段流态化冷风干燥的二氧化碳气体温度为15～40℃，湿度为3％～10％，风速为2～5m/s，干燥时间为20～120min。

5.根据权利要求1所述的利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，其特征在于，步骤c所述的第二阶段微波与冷风联合干燥的二氧化碳气体温度为5～35℃，湿度为3％～10％，风速为2～8m/s，微波功率为0.5～2.0W/g，干燥时间为60～180min。

6.根据权利要求1所述的利用微波辅助流态化冷风干燥的方法，其特征在于，步骤d所述的第三阶段流态化冷风干燥的二氧化碳气体温度为5～25℃，湿度为3％～10％，风速为2～8m/s，干燥时间为20～120min。