CN106017049A - 一种卤水槟榔的热泵干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卤水槟榔的热泵干燥方法，该方法分为初始段、干燥段和结束段三段，采用高温低湿干燥、常温高湿缓苏的组合方式对槟榔进行循环干燥，最后采用低温高湿的环境对槟榔进行收尾，明显提升槟榔的口感。通过多阶段循环干燥的实验结果表明采用常温高湿缓苏能较好促进槟榔入味，较短时间的高温低湿干燥能较快达到除湿的目的，防止卤水表面结壳严重，所得产品与传统阴干比较，芳香气息更浓，缩短干燥时间，提高生产效率的目的，所得卤水槟榔干燥工艺对生产实践及实现自动化生产有重要意义。

Description

一种卤水槟榔的热泵干燥方法

技术领域

本发明涉及干燥工艺领域，尤其涉及一种通过合理控制干燥温度和湿度，有效提升卤水槟榔出品质量的热泵干燥方法。

背景技术

我国槟榔消费市场广阔，槟榔的加工过程大致如下：采摘鲜果→蒸煮、入味→洗涤烘烤→分选、切片→去芯、入香→点卤水、加葡萄→二次干燥(晾片)→真空包装。在国内做槟榔深加工的企业中，大部分采用室内自然阴干的二次干燥工艺，该工艺通过对点好卤水的槟榔进行批量装盘，然后放在一个房间里面自然干燥，这种二次干燥工艺主要依靠人工作业、人工成本高、所需干燥时间长、占地面积广、槟榔芳香气息散失严重而且易遭受鼠虫害。另外，有小部分企业采用热风干燥工艺，但热风干燥工艺会使槟榔的外壳失水严重，且粘黏在槟榔中间的卤水在干燥过程中表面极易结壳而下层卤水不干，大大降低槟榔的良品率，最终影响整个批次的质量。此外，传统的槟榔二次干燥工艺还存在以下不足：品质保障低、干燥效率低、人为因素影响大、成本高、自动化程度低等等，这些不足已经严重影响了槟榔深加工企业的进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种干燥时间短、加工成本低、出品质量好、能够实现自动化生产的卤水槟榔热泵干燥方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种卤水槟榔的热泵干燥方法，该干燥方法为分段干燥法，包括初始段、干燥段和结束段，其中，具体操作步骤如下：

(1)将一次干燥后的槟榔经过煮子，分选、切片，去芯、入香，点卤水、加小颗粒坚果(如：葡萄子等)后放入热泵干燥区内，开启热泵加热和风循环系统；热泵作为热源或冷源，在风机的作用下对干燥区内的卤水槟榔升温或降温，其中，风机、热泵和排湿风机在系统设定的温度和湿度范围内自动开启或停止工作，使实际温度和湿度处在设定范围内。

(2)二次干燥槟榔壳水分含量为30％左右(常温)，而卤水水分含量为40％左右(50～70℃)，为了缓和槟榔与卤水间温度和水分梯度，使卤水往槟榔内部渗入，减少二者水分分布的不均匀性，提高出品的质量，因此使槟榔进入初始段，该初始段设为常温高湿缓苏段，并设定常温温度范围为20℃(含)至30℃(不含)之间，高湿湿度范围为大于等于75％。该阶段对槟榔起过渡和缓冲作用，使槟榔与卤水之间的温度和水分得到充分交换，交换完成后的槟榔内外温度差、湿度差大大缩小，各部分的水分分布较为均匀。

(3)初始段完成后，槟榔进入复合干燥段，该阶段由高温低湿干燥段和常温高湿缓苏段组合而成。槟榔先进入高温低湿干燥段，该阶段设定高温温度范围为30℃(含)至35℃(含)之间，低湿湿度范围为小于75％，在该阶段，卤水表面水分得到快速蒸发，迅速除湿，槟榔和卤水的含水率进一步降低。经过一段时间的快速干燥，卤水外表水分较少，内部卤水水分较多，因此让槟榔进入常温高湿缓苏段，并设定常温温度范围为20℃(含)至30℃(不含)之间，高湿湿度范围为大于等于75％。在该阶段，卤水表面通过适当吸收水分而软化，同时槟榔内的水分和温度也向外扩散，使槟榔与卤水之间的温度和水分得到充分交换，交换完成后的槟榔内外温度差、湿度差大大缩小，各部分的水分分布较为均匀。

(4)重复步骤(3)使槟榔和卤水的含水率进一步降低，色泽和口感进一步提升，所述高温低湿干燥段与常温高湿缓苏段的运行时间比小于1：2，设定该时间比的目的在于，使槟榔在每干燥一段时间后都有一个较长的缓苏阶段，使卤水表面在高湿度的环境下重新吸收部分水分而变软，口感更佳，同时可以消除槟榔因内外温度差、湿度差过大而导致卤水表面结壳、开裂、上下分层的缺陷，可以明显改善槟榔的品质。

(5)通过步骤(3)和步骤(4)，槟榔的含水率降低到合适的范围，为了进一步改善槟榔的外观、色泽和口感，使槟榔进入结束段，该阶段设为低温高湿段，设定低温温度范围为15℃至20℃之间，高湿湿度范围为大于等于75％，在该阶段，槟榔内外进行进一步的热交换和水分交换，达到均匀状态，卤水表面在高湿度的环境下进一步软化，含水率提升，以获得更好的外观和口感效果。

作为本发明的优选方案，所述常温高湿缓苏段、高温低湿干燥段、低温高湿结束段中的任意一段的运行时间大于等于30分钟。此种干燥工艺所得槟榔产品卤水渗入槟榔充分味道更浓香，槟榔外壳柔软性好，槟榔油附着于表面光泽性好，最重要的是卤水干燥程度最好，大大降低了槟榔的返卤现象，提高出品的品质。

作为本发明的优选方案，整个干燥过程持续的时间不少于4小时，约为传统阴干工艺耗时间的1/6。大大缩短了二次干燥的时间，有效节约了成本。

作为本发明的优选方案，所述高温低湿干燥段与常温高湿缓苏段的运行时间比设为1：3。这样设置可以促使温度梯度与湿度梯度同向，长时间缓苏有效提高了卤水向槟榔壳内部的渗入量，所得产品卤水味道更浓更纯。

作为本发明的优选方案，所述步骤(5)的运行时间大于所述常温高湿缓苏段与高温低湿干燥段之和的1/3。以促使槟榔外壳在高湿环境下充分吸湿回软，确保所得出品的柔软性达到要求。

本发明的工作原理是：本发明利用温度、风速和湿度对槟榔干燥效果的影响，通过控制干燥时的温度、风速和湿度参数对卤水槟榔进行分段干燥，二次干燥的卤水槟榔中卤水温度较高，而且槟榔和卤水的水分分布不均，所以在开始阶段给槟榔提供一个常温高湿的环境，让内部积聚的热量向外散发，同时也让卤水表面因内部渗透而下沉，形成弧形面增大蒸发面积。然后进入干燥阶段，将卤水槟榔置于高温低湿的环境当中，将槟榔的水分降至合理范围内。最后进入结束阶段，使槟榔在高湿低温的环境下软化，进一步提升出品的质量，改善槟榔的色泽和口感。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)传统干燥工艺耗时长，卤水中的香料散失多，影响出品的口感，而本发明采用分段干燥，最大程度缩短干燥时间，提高生产效率；另外，快速干燥后设有缓苏段，避免卤水外表结壳，影响外观和口感，同时可以保存香料，避免过快蒸发。

(2)本发明的干燥段和缓苏段的运行时间比为1：3，使槟榔的出品更贴近自然干燥的效果，色泽较好，槟榔的芳香气息更浓郁。

(3)槟榔上的卤水是由糖类等多种物质混合配置而成，这种厚度超过5mm的含糖较高的粘性物料在干燥过程中如果采用单一温度和湿度均不能完全干燥，所以本发明采用分段多参数控制的方法，可以将槟榔由内而外完全干燥，同时保留卤水槟榔特有的芳香气息。

(4)本发明采用了一种缓苏-干燥-缓苏的分段干燥工艺，可通过设定多段不同的环境最终达到实现卤水槟榔二次干燥和连续生产的目的，是实现槟榔深加工生产线的重要一环。

附图说明

图1是实施本发明的流程图。

图2是单因素实验中湿度对干燥效果的影响曲线图。

图3是单因素实验中温度对干燥效果的影响曲线图。

图4是理想的干燥曲线图。

图5是本发明提供的分段干燥方法的曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

传统二次干燥工艺采用自然风干或热风风干的方法降低卤水槟榔的含水率，但是这种采用单因素(温度)的干燥方法存在口感、外观较差，含水率不达标、色泽不好，槟榔的芳香气息较淡等产品缺陷，下面结合图2、图3来详细说明：

湿度对干燥效果的影响：空气湿度是衡量空气介质干燥能力的重要指标之一，相对湿度值越小则表示空气干燥吸水能力越小。槟榔中加入的卤水是一种混合的粘性物料，因此，干燥过程中需要保持一定的湿度。如图2所示为温度为27℃，相对湿度为40％、55％、70％、85％的干燥曲线。当温度为27℃时，干燥前期相对湿度越小曲线上表现为切线越陡，斜率越小，随着相对湿度的增大曲线逐渐平缓，即干燥除水速率逐渐减小。干燥1.5小时后，相对湿度40％和55％干燥曲线后期几乎没有太大变化，主要原因在于干燥前期失水过快导致卤水表面结壳严重，卤水上下分层，热风几乎不与内部湿物料进行传热传质，所得产品外壳失水严重，较硬无光泽，而内部卤水下层依然成水溶状态。相对湿度为70％和85％的前阶段下降更加平缓，其最终水分含量更低和卤水干燥均匀度更好。以上四种干燥方式所得产品卤水都未能达到干透的效果。事实上，卤水槟榔的晾干其主要除湿部分在于卤水，而卤水为含糖较高的粘性物质，相对湿度太低，干燥速率太快卤水表面结壳严重，反而不能达到降低物料水分，尤其是降低卤水部分水分的目的。因此，干燥过程中应保持的相对湿度约为80％，防止前期卤水表面过快结壳。

温度对干燥效果的影响：温度是衡量干燥能力的重要指标之一，温度越高空气干燥能力越强，但是对于混合粘性物料，温度够高并不一定能够得到理想效果。如图3所示为相对湿度为70％，温度为20℃、25℃、30℃、35℃的干燥曲线。根据图中数据曲线可知，当相对湿度为70％时，温度从20℃～30℃曲线发生变化较为显著，30℃和35℃曲线走势相差较少，说明升高温度确实有利于水分去除。当温度为20℃时，一段时间水分几乎保持平衡，主要是干燥温度低且前期库房湿度较高，而后随着干燥过程进行，热泵主机工作逐渐将库房湿度维持在设定湿度值附近，物料水分逐渐减少，但6小时后整体水分含量为27.65％，虽然在要求的范围(26％～28％)，但卤水水分含量较高，呈水溶状态，不符合要求。温度调高到25℃，曲线过渡平滑，前期流动卤水向油槟榔渗透较好，最终水分达到厂商要求，但是最底层卤水未能干燥，产品不合格。温度为30℃和35℃干燥曲线前期除湿较快，高温下卤水向油槟榔渗透性更好，但前期过快干燥也导致卤水内部水分往表面传送脱节，卤水表面结壳、开裂，上下分层严重，最终经过6小时干燥，油槟榔失水严重，卤水底层仍然未能干透，最终水分过低，产品不合格。事实上，温度的提高有两个方面的好处：其一，能够提高干燥除水的速率，缩短晾片的时间；其二，温度较高流动卤水向油槟榔渗透性更好，起到提高槟榔口感效果。

总结上述单因素实验可知，传统工艺采用单一温度或相对湿度的干燥方式并不能达到最终干透卤水的目的，一方面因为卤水含糖量较高，表面极易结壳的物料特性，另一方面在于油槟榔物理结构使得流动卤水各部分的厚度不一，中间凹陷的部分卤水较为集中难以干燥。

本发明通过分段多因素干燥法来解决传统干燥工艺所存在的问题，如图1所示，该干燥方法为分段干燥法，包括初始段、干燥段和结束段，其中，具体操作步骤如下：

(1)将二次干燥的卤水槟榔放入热泵干燥区内，开启热泵加热和风循环系统；热泵作为热源或冷源，在风机的作用下对干燥区内的卤水槟榔升温或降温，其中，风机、热泵和排湿风机在系统设定的温度和湿度范围内自动开启或停止工作，使实际温度和湿度处在设定范围内。

(2)二次干燥的卤水槟榔中卤水温度较高，而且槟榔和卤水的水分分布不均，为使槟榔内部水分分布均匀，提高出品的质量，因此使槟榔进入初始段，该初始段设为常温高湿缓苏段，并设定常温温度范围为20℃(含)至30℃(不含)之间，高湿湿度范围为大于等于75％。该阶段对槟榔起过渡和缓冲作用，使槟榔与卤水之间的温度和水分得到充分交换，交换完成后的槟榔内外温差、湿度差大大缩小，各部分的水分分布较为均匀。

(3)初始段完成后，槟榔进入复合干燥段，该阶段由高温低湿干燥段和常温高湿缓苏段组合而成。槟榔先进入高温低湿干燥段，该阶段设定高温温度范围为30℃(含)至35℃(含)之间，低湿湿度范围为小于75％，在该阶段，卤水表面水分快速蒸发，迅速除湿，卤水的含水率进一步降低。经过一段时间的快速干燥，卤水外表水分较少，槟榔内部水分较多，因此让槟榔进入常温高湿缓苏段，并设定常温温度范围为20℃(含)至30℃(不含)之间，高湿湿度范围为大于等于75％。在该阶段，卤水表面通过适当吸收水分而软化，同时卤水内的水分也向槟榔渗透，使槟榔与卤水之间的温度和水分得到充分交换，交换完成后的槟榔内外温差、湿度差大大缩小，各部分的水分分布较为均匀。

(4)重复步骤(3)使槟榔和卤水的含水率进一步降低，色泽和口感进一步提升，所述高温低湿干燥段与常温高湿缓苏段的运行时间比小于1：2，设定该时间比的目的在于：卤水在每干燥一段时间后都有一个较长的缓苏阶段，使卤水表面在高湿度的环境下重新吸收部分水分而变软，口感更佳，同时可以消除槟榔因内外温差、湿度差过大而导致卤水表面结壳、开裂、上下分层的缺陷，可以明显改善槟榔的品质。

(5)通过步骤(3)和步骤(4)，槟榔的整体含水率降低到合适的范围，为了进一步改善槟榔的外观、色泽和口感，使槟榔进入结束段，该阶段设为低温高湿段，设定低温温度范围为15℃至20℃之间，高湿湿度范围为大于等于75％，在该阶段，槟榔内外进行进一步的热交换和水分交换，达到均匀状态，卤水表面在高湿度的环境下进一步软化，含水率提升，以获得更好的外观和口感效果。

如图4所示为槟榔的理想干燥过程，其中最初卤水为产品高水分部分(含水量取39％)，油槟榔是产品低水分部分(含水量取30％)，而干燥后的产品卤水含水量必须低于20％(含水量取20％)以保证卤水整体为固态，同时最终产品的含水量需高于26％。因此，油槟榔的含水量必须大于26％，通过计算得到槟榔初始含水量为32.25％，最终含水量取27％，计算得到油槟榔最终水分含量为28.81％。由图3结合上述单因素实验的分析结果可知，槟榔片和卤水初始水分不同导致卤水槟榔干燥过程中出现了局部干燥曲线交错现象，干燥过程采用单一参数很难达到干燥要求。因此，干燥过程中加入缓苏阶段有着重要的意义，采用多阶段缓苏—干燥交错循环的方式有助于达到最终的干燥卤水的目的。

实施例1：

如图5所示为采用高温低湿干燥-常温高湿缓苏循环多段式干燥工艺的含水率曲线图。结合表1可知，常温高湿缓苏过程中，物料水分较高的流体卤水向水分较低的油槟榔渗透，使两者水分梯度差距逐渐缩小，卤水逐渐变粘稠，随之进入短时间高温低湿干燥，卤水槟榔相应蒸发部分水分，但由于油槟榔表面积大于卤水蒸发表面积，再次进入缓苏阶段卤水中的水分将继续向油槟榔里渗透，同时也会向干燥的卤水表面转移水分，为了使两股水分牵引达到最大，必须保持卤水不出现分层现象，因此前期干燥时间不宜过长温度不能太高。得到最终产品的水分含量为26.25％，满足产品的要求，槟榔柔软度、卤水的干燥均匀度以及色泽都能获得较好的效果，且在口感上能够保持卤水的原汁原味。

表1常温高湿缓苏-高温低湿干燥分段干燥运行参数表

	初始段	第一干燥段	第二干燥段	第三干燥段	结束段
						时间(h)	0	1	2.5	4.2	5.5
含水率(％)	31.31	29.75	27.82	28.06	26.25

本发明的工作原理是：本发明利用温度、风速和湿度对槟榔干燥效果的影响，通过控制干燥时的温度、风速和湿度参数对卤水槟榔进行分段干燥，卤水槟榔经一次干燥完成后内部存储的热量较多，而且水分分布不均，所以在开始阶段给槟榔提供一个常温高湿的环境，让内部积聚的热量向外散发，同时也让卤水表面适当吸收水分，避免过于干燥而结壳、干裂。然后进入干燥阶段，将卤水槟榔置于高温低湿的环境当中，将槟榔的水分降至合理范围内。最后进入结束阶段，使槟榔在高湿低温的环境下软化，进一步提升出品的质量，改善卤水的色泽和口感。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，所述干燥方法为分段干燥法，具体步骤如下：

(1)将需要二次干燥的卤水槟榔放入热泵干燥区内，开启热泵加热和风循环系统；

(2)进入干燥段，所述干燥段由高温低湿干燥段和常温高湿缓苏段组合而成，所述高温低湿干燥段的高温温度范围为30℃至35℃之间，低湿湿度范围为小于75％，该阶段使卤水表面含水率快速降低；高温低湿干燥段完成后进入常温高湿缓苏段，所述常温高湿缓苏段的常温温度范围为20℃至29℃之间，高湿湿度范围为大于等于75％，该阶段使槟榔与卤水之间的温度和水分得到充分交换；

(3)重复步骤(2)使槟榔和卤水的含水率进一步降低，其中高温低湿干燥段与常温高湿缓苏段的运行时间比小于1：2。

2.根据权利要求1所述的卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，所述干燥方法还包括初始段，所述初始段位于干燥段前，具体操作步骤如下：

进入初始段，所述初始段设为常温高湿缓苏段，设定常温温度范围为20℃至29℃之间，高湿湿度范围为大于等于75％，使槟榔与卤水之间的温度和水分得到充分交换。

3.根据权利要求1或2所述的卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，所述干燥方法还包括结束段，具体操作步骤如下：

(4)进入结束段，所述结束段设为低温高湿结束段，设定低温温度范围为15℃至20℃之间，高湿湿度范围为大于等于75％。

4.根据权利要求3所述的卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，所述常温高湿缓苏段、高温低湿干燥段、低温高湿结束段中的任意一段的运行时间大于等于30分钟。

5.根据权利要求1所述的卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，整个干燥过程持续的时间不少于4小时。

6.根据权利要求1所述的卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，所述高温低湿干燥段与常温高湿缓苏段的运行时间比设为1：3。

7.根据权利要求2所述的卤水槟榔的热泵干燥方法，其特征在于，所述步骤(4)的运行时间大于所述常温高湿缓苏段与高温低湿干燥段之和的1/3。