CN107212315A - 一种适合果蔬的联合干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适合果蔬的联合干燥方法，先将待干燥果蔬进行二氧化碳浸渍处理后取出；再置于热风‑间歇微波干燥箱内，将热风源和微波源耦合在一起，进行热风‑间歇微波联合干燥。本发明通过二氧化碳浸渍处理改善果蔬物料的微观孔隙结构，增强物料的通透性和导热性，提高其颜色和营养品质的保留；同时热风‑间歇微波可实现内外同时加热，间歇式和变功率微波使物料中温度和水分得以重新分布，起到节能保质的作用。

Description

一种适合果蔬的联合干燥方法
技术领域
本发明涉及一种果蔬加工方法，具体涉及一种适合果蔬的联合干燥方法。
背景技术
果蔬脱水干燥已成为我国食品加工业的重要组成部分。在我国，脱水果蔬加工业中90％以上的产品仍采用常压热风干燥。然而由于热风干燥干燥速率低、干燥时间长、产品外观品质差、营养成分损失严重等缺点，导致脱水果蔬成本高、品质差，严重限制了我国果蔬脱水行业的发展。热风-微波干燥技术是在微波干燥和热风对流干燥基础上发展起来的新型耦合干燥技术，它可以实现真正的内外同时加热，对流热空气加大系统抽湿能力，大大提高干燥速率。但热风-微波干燥技术应用于果蔬物料仍面临很多问题。其一、微波加热不均匀是限制该技术应用的主要瓶颈，随着干燥的进行，果蔬内部温度显著高于外部温度，物料内部逐渐形成致密孔隙结构，导热性变差，引起果蔬的受热不均；其二、热风中的高温氧气使富含酚类物质的果蔬容易发生酶促褐变，降低了果蔬感官品质。因此，开发干燥效率高、能耗低、产品品质高的新型果蔬脱水干燥技术具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种适合果蔬的联合干燥方法，能有效的提高干燥效率和干燥后果蔬产品的品质；同时也降低果蔬干燥过程中的能耗。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种适合果蔬的联合干燥方法，先将待干燥果蔬进行二氧化碳浸渍处理后取出；再置于热风-间歇微波干燥箱内，将热风源和微波源耦合在一起，进行热风-间歇微波联合干燥。
优先的，本发明所述二氧化碳浸渍处理过程：待干燥果蔬放入二氧化碳浸渍罐中，然后向罐中注入二氧化碳，罐内二氧化碳压力为0.2-5MPa，浸渍罐至于30-40℃的恒温水浴中3-30h后取出。
进一步的，向罐中注入二氧化碳初始，浸渍罐的进气阀和排气阀同时打开，排净罐内空气后，关闭排气阀；当压力表达到设定值时，关闭进气阀。
优先的，本发明所述干燥箱内微波功率调整为200-1200W、热风温度调整为60℃
优先的，本发明待干燥果蔬刚置于干燥箱内时，微波间歇比调整为2-3，待干燥至湿基含水率为50％后，微波间歇比调整为6，直至干燥至湿基含水率为10-25％。
本发明的有益效果：
1.节能高效：二氧化碳浸渍处理可以增强细胞的通透性，增加孔隙结构，从而提升果蔬物料的干燥速率。热风-间歇微波干燥可以实现内外同时加热，对流热空气加大系统抽湿能力，进一步提高干燥速率。联合干燥相比热风干燥，时间可缩短70％以上。
2.加热均匀：二氧化碳浸渍处理使孔隙分布更加均匀，减少内外温差，水分散失更佳均衡，减少了“冷点”、“热点”的出现。热风-微波干燥采用间歇式微波，使内部水分自动平衡。
3.抑制褐变：二氧化碳浸渍处理可以显著钝化果蔬物料中的多酚氧化酶和过氧化物酶，从而抑制干燥过程中果蔬酶促褐变反应，使干燥果蔬颜色更接近于新鲜样品。
4.提高品质：二氧化碳浸渍对多酚氧化酶的钝化作用减少了果蔬酚类物质的损失。此外，厌氧反应使果蔬产生一些新的酚类化合物，酸性环境可以使酚类物质更佳稳定，从而提高果蔬物料的营养品质。采用间歇式和变功率式微波，遵循水分含量的变化，使干燥更佳温和，适合果蔬等热敏性物料。
附图说明
图1为本发明实施例中使用的二氧化碳浸渍结构示意图。
图2为本发明实施例中使用的热风-间歇微波联合干燥装置结构示意图。
图中各个部件的名称为：二氧化碳气罐1、二氧化碳浸渍罐2、进器阀3、出气阀4、压力表5、恒温水浴缸6、支撑板61、电阻加热装置62、温度调节器63、二氧化碳过滤器7、箱体8、热风源9、鼓风机91、热风加热器92、控温探头93、风机管道94、微波抑制挡板95、微波加热干燥腔体10、微波腔体门11、微波腔体排风孔12、电路控制单元13、热风进风口14、物料转盘15、电机16、自动称重器17、称重器固定支架18。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示本发明实施例中使用的二氧化碳浸渍结构示意图，将二氧化碳浸渍罐2置于恒温水浴缸6中，恒温水浴缸6中设置支撑板61，二氧化碳浸渍罐2搁置于支撑板61上；恒温水浴缸中的水由设置在缸内的电阻加热装置62加热，通过温度调节器63使水浴缸6中水恒温在设定的温度。二氧化碳浸渍罐2上设置有进器阀3、出气阀4、压力表5；二氧化碳浸渍罐2中的二氧化碳由二氧化碳气罐1来提供，在两者的连接管路上连接有二氧化碳过滤器7；向罐中注入二氧化碳初始，浸渍罐的进气阀和排气阀同时打开，排净罐内空气后，关闭排气阀；当压力表达到设定值时，关闭进气阀。
图2所示本发明实施例中使用的联合干燥装置示意图，包括设置有常用微波发生器的微波加热腔体10、热风源9和热风进风口14；热风源9包括鼓风机91、热风加热器92和风机管道94，微波加热腔体10经进风口14与风机管道94连通，使热风和间歇微波在微波加热腔体10中耦合。微波加热腔体10设有微波腔体门11，腔体内也设置排风孔12和用于放置待干燥物料的转盘15。上述鼓风机91和热风加热器92设在微波加热腔体10下方的箱体8空间内，在风机管道94内设有温控探头93，以检测热风的温度；另外，为了防止微波从热风进口14泄漏出去，在热风进口14后侧的风机管道94内设置一个陶瓷材料的微波抑制挡板95，挡板95上分布有通孔以便热风流通进入。
为增加干燥后重量精准控制，可以设置一个自动称重器17，自动称重器17可选用通用的电子秤，带动上述物料转盘15的电机16置于自动称重器17上，自动称重器17底座设置支架18；电机、电子秤和支架也是置于加热腔体10下方的箱体8空间内，自动称重器17可记录转盘上物料的重量变化。上述微波发生器的间隙微波加热；电子秤重量的记录和显示；鼓风机、热风加热器和温控探头的加热控制；这些功能均可通过一个常用的MCU单板电路控制单元13来实现控制。
控制过程如下：初始阶段先调节热风温度进行腔体预热，待热风温度达到预设温度时，将待干燥物料放入干燥加热腔体内托盘上，关闭干燥腔体门，进行微波功率、起始间歇比、转换含水量、转换间歇比及终点含水量的设定。自动称重器开始记录随加热干燥变化的物料重量。当物料重量变化达到设定的水分含量时切换间歇比，当到达干燥终点时，自动停止加热。
具体干燥各种果蔬的实例如下：
实施例1：联合干燥龙眼
取脱壳和脱核处理后的龙眼肉2kg有序放入二氧化碳浸渍罐2，放入过程中尽量避免原料的重叠挤压，放入后，向二氧化碳浸渍罐2注入二氧化碳。开始时，同时打开进气阀3和排气阀4，将罐内空气排空，排气30s后，调小排气阀4，使罐内二氧化碳压力升至3MPa，关闭进气阀3和排气阀门4，将二氧化碳浸渍罐2放入30℃恒温水浴。浸渍3h后取出龙眼肉，放入热风-间歇微波干燥箱内。调整微波功率1200W，热风温度60℃，转盘装载量1.8kg，微波间歇比PR＝2(5s on-5s off)，当水分含量达湿干基含水量50％后，调整微波间歇比为PR＝6(5s on-25s off)，至干燥终点湿基含水量25％。结果显示，经联合干燥后的龙眼肉，色泽鲜亮透明，具有很强的美拉德反应的香味。龙眼干的总酚、游离酚和结合酚与热风干燥相比分别提高了1.193倍、1.342倍和1.069倍。
实施例2：联合干燥红提
先将红提置于热风干燥箱内60℃烘干5h去除部分水分，避免浸渍过程中红提发生崩裂。将半干红提有序放入二氧化碳浸渍罐2，然后将活化好的酵母缓缓倒入浸渍罐中，使其均匀分散在红提表面。填装好后，密封二氧化碳浸渍罐2。向二氧化碳浸渍罐中注入二氧化碳，使压力达到0.3MPa，将浸渍罐放入40℃的恒温水浴中浸渍12h后取出红提，放入热风-间歇微波干燥箱内。微波功率700W，热风温度60℃，转盘装载量1kg，微波间歇比PR＝3(5son-10s off)，当水分含量达到50％后，调整微波间歇比为PR＝5(5s on-20s off)，至干燥终点含水量为20％。经过联合干燥的红提，比晾房干燥时间可缩短90％以上。此外，总酚、抗氧化能力以及复水性分别提高28.43％,73.9％和32.24％。
实施例3：联合干燥美人椒
将美人椒洗净，去蒂，果肉剖开，除掉籽和筋脉，一层层摆在二氧化碳浸渍罐中，总量为1.5kg。经过排空后，使二氧化碳压力上升至0.2MPa关闭进气阀3和出气阀4。将二氧化碳浸渍罐2置于30℃恒温水浴6中30h后取出美人椒，放入热风-间歇微波干燥箱内。微波功率200W，热风温度60℃，转盘装载量500g，微波间歇比PR＝2(5s on-5s off)，当水分含量达到50％时，调整微波间歇比为PR＝6(5s on-25s off)，至干燥终点含水量15％。结果表明，二氧化碳浸渍处理的美人椒的干燥速率是新鲜美人椒的150％-185％。经二氧化碳浸渍处理后的干制美人椒的DPPH、FRAP、总酚含量和Vc保留率分别是未处理组的170.1-190.9％、140.2-147.8％、140.1-160.0％和212.7-682.4％。二氧化碳浸渍处理组的干燥辣椒的颜色也比未处理组好。
实施例4：联合干燥生姜
将生姜进行清洗，切成直径为3.5cm，厚为5mm的圆片，然后放入浸渍罐中，以6、8、10-姜酚、6-姜烯酚以及总酚含量作为考察指标，生姜二氧化碳浸渍的最佳条件为0.2MPa、30℃，10h。二氧化碳浸渍处理后，将生姜片放入热风-间歇微波干燥箱内。微波功率700W，热风温度60℃，装载量2.5kg，微波间歇比PR＝2(5s on-5s off)，当水分含量达到50％后，调整间歇比为PR＝6(5s on-25s off)，至干燥终点12％。结果表明，经联合干燥的样品比直接微波干燥样品的时间缩短35％。经过二氧化碳浸渍处理后的干燥生姜样品的颜色与鲜姜更接近，亮度值L*大于直接干燥样品的L值，红度值a*小于直接干燥样品a值，说明二氧化碳浸渍有效抑制了生姜的酶促褐变。经二氧化碳浸渍处理后生姜中主要的活性成分6-姜酚、8-姜酚、10-姜酚含量均有不同程度的升高。
上面结合附图对和实施例对本发明作了详细的说明，但本发明不限于上述的实施方式，在本领域内普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出种种变化，其它果蔬的干燥在上述技术方案的取值范围内选取合适的取值，均可实现其高效、高品质的干燥；凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种适合果蔬的联合干燥方法，其特征在于，先将待干燥果蔬进行二氧化碳浸渍处理后取出；再置于热风-间歇微波干燥箱内，将热风源和微波源耦合在一起，进行热风-间歇微波联合干燥。
2.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述二氧化碳浸渍处理过程：待干燥果蔬放入二氧化碳浸渍罐中，然后向罐中注入二氧化碳，罐内二氧化碳压力为0.2-5MPa，浸渍罐至于30-40℃的恒温水浴中3-30h后取出。
3.根据权利要求2所述的干燥方法，其特征在于，向罐中注入二氧化碳初始，浸渍罐的进气阀和排气阀同时打开，排净罐内空气后，关闭排气阀；当压力表达到设定值时，关闭进气阀。
4.根据权利要求1所述的干燥方法，其特征在于，所述干燥箱内微波功率调整为200-1200W、热风温度调整为60℃。
5.根据权利要求4所述的干燥方法，其特征在于，待干燥果蔬刚置于干燥箱内时，微波间歇比调整为2-3，待干燥至湿基含水率为50％后，微波间歇比调整为6，直至干燥至湿基含水率为10-25％。
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