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相关产品推荐颗粒状切割块茎类蔬菜微波喷动均匀干燥特性及模型研究--《江南大学》2011年博士论文
颗粒状切割块茎类蔬菜微波喷动均匀干燥特性及模型研究
【摘要】：微波加热的不均匀性,是影响微波加热技术在食品及农产品加工领域中规模化应用主要原因之一。目前关于微波加热均匀性的研究,大都是采用传统的物料在微波场中旋转或移动式的方式,这些物料在微波场中二维式的运动无法从根本上克服微波加热的不均匀性问题。本研究通过微波喷动床干燥装置的研究与设计,使物料在微波干燥过程中处喷动状态,物料在随机运动的过程中实现了对微波能的均匀吸收。本课题以颗粒状切割蔬菜为原料,研究物料在微波喷动床中的温度变化规律及其传质模型;比较了物料微波干燥过程中介电特性的变化,探讨了微波喷动干燥均匀性的机理;研究物料在喷动干燥条件下的微波加热均匀性膨化的特点,并对其膨化机理进行了研究;比较物料的微波喷动床干燥与相关微波联合干燥的区别,得出微波喷动床干燥的特点与优点。
研究了微波喷动均匀干燥的传热及传质模型,通过研究微波喷动床下宏观微波场温度分布,建立微波喷动干燥中温度场变化规律及分布特点,初步探讨微波喷动干燥的均匀性。研究马铃薯颗粒单热风喷动干燥、单微波喷动干燥及微波热联合干燥的干燥动力学,并分析其干燥机理,建立各自的非稳态传质模型,进一步建立起微波热风联合干燥的传质数学模型;得到了马铃薯颗粒干燥的有效扩散系数,比较了不同干燥方式对干燥速率的影响。
为了研究微波喷动干燥的均匀性,对物料在干燥过程的介电常数与介电损耗的变化进行了研究,通过研究不同温度及含水率下的物料介电特性变化,得出物料介电常数与不同参数的模拟方程。此外,以胡萝卜为原料,采用红外温度成像等方法,对干燥均匀性的主要指标进行评价分析,在此基础上对微波喷动干燥均匀性的机理进行了研究。为了研究微波加热的膨化效果,对微波喷动干燥马铃薯的膨化工艺进行了研究。研究了不同微波喷动干燥工艺流程对膨化效果的影响,确认了先采用热风喷动干燥,当水分降至约60%再进行微波喷动干燥的工艺流程。在此基础上对微波功率、水分转换点及物料规格这三个主要影响膨化效果的因素进行了响应面分析,确认了马铃薯微波喷动膨化的微波功率、水分转换点及颗粒规格的最佳工艺条件是微波功率2~2.5w/g,水分转换点60%,颗粒规格在10~12mm。在工艺研究基础上,对微波喷动干燥机理进行了深入的研究分析,得出微波喷动干燥膨化的机理。
为了研究微波喷动床这一新型装置的干燥特点,对微波喷动干燥与微波联合不同干燥方式进行了比较。以胡萝卜颗粒为原料,比较微波喷动床、微波真空干燥、微波冷冻干燥的干燥效果,得出微波喷动干燥的主要特点。干燥效果主要评价指标是产品的品质,干燥时间,干燥能耗,干燥均匀性等,另外,采用GC-MS方法对干燥前后的胡萝卜挥发性香气成分的变化进行了分析,结果表明干燥前后香气成分变化不大。
【关键词】：
【学位授予单位】：江南大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2011【分类号】：TS205【目录】：
Abstract4-10
第一章 绪论10-30
1.1 果蔬干燥技术现状及发展趋势10-13
1.1.1 目前果蔬常用的干燥技术10-12
1.1.2 现代干燥技术的发展趋势12-13
1.2 喷动床干燥的研究进展13-14
1.2.1 喷动床干燥的研究概况13-14
1.2.2 喷动床干燥技术应用的主要问题14
1.2.3 喷动床干燥技术应用发展趋势14
1.3 果蔬微波干燥的研究进展14-19
1.3.1 微波干燥技术及应用概况14-16
1.3.2 微波干燥技术发展趋势16-17
1.3.3 微波均匀干燥的研究进展17-19
1.4 高品质脱水果蔬的研究发展19-20
1.4.1 目前高品质脱水果蔬的评价指标19-20
1.4.2 微波喷动床在高品质脱水果蔬中的研究进展20
1.5 立题背景及意义20-21
1.6 本论文的主要研究内容21-23
参考文献23-30
第二章 胡萝卜和马铃薯微波喷动干燥温度分布和传质特性30-61
2.1 前言30
2.2 材料与方法30-34
2.2.1 实验材料30-31
2.2.2 仪器设备31
2.2.3 试验干燥工艺流程31
2.2.4 原料预处理31-32
2.2.5 微波喷动干燥操作方法32
2.2.6 微波场的温度采集方法32
2.2.7 微波输出功率的测定32-33
2.2.8 单热风喷动干燥33
2.2.9 单微波喷动干燥33
2.2.10 微波与热风联合喷动干燥33
2.2.11 包装33-34
2.3 传质数学模型34-37
2.3.1 干燥数学模型理论34-36
2.3.2 有效扩散系数36-37
2.4 分析测试方法37-38
2.4.1 物料含水率测定37
2.4.2 干燥速率37
2.4.3 温度测定37
2.4.4 马铃薯颗粒当量半径的确定37-38
2.4.5 数据处理38
2.5 结果与讨论38-56
2.5.1 胡萝卜微波喷动干燥的微波场温度及含水率的变化38-39
2.5.2 微波场温度在垂直方向的变化39-40
2.5.3 微波场温度在水平方向的变化40-41
2.5.4 微波喷动床的微波场温度变化的模拟41
2.5.5 不同进风温度对胡萝卜颗粒温度分布的影响41-43
2.5.6 不同功率对胡萝卜颗粒温度分布的影响43-44
2.5.7 马铃薯颗粒单热风喷动干燥特性分析44-46
2.5.8 马铃薯颗粒单微波喷动干燥特性分析46-48
2.5.9 马铃薯颗粒微波热风联合喷动干燥特性分析48-50
2.5.10 干燥曲线数学模型的建立50-54
2.5.11 有效扩散系数的确定54-56
2.6 本章小结56
参考文献56-61
第三章 微波喷动干燥下胡萝卜介电特性及干燥均匀性研究61-75
3.1 前言61
3.2 材料与方法61-63
3.2.1 材料与设备61-62
3.2.2 干燥工艺流程62
3.2.3 原料预处理62
3.2.4 微波喷动干燥操作方法62
3.2.5 红外成像检测与分析62
3.2.6 变色硅胶标定方法62-63
3.3 测试方法63-64
3.3.1 物料含水率测定63
3.3.2 介电常数及介电损耗因子分析测试方法63
3.3.3 色差检测63-64
3.3.4 数据处理64
3.4 结果与讨论64-71
3.4.1 不同频率对物料介电特性的影响64
3.4.2 温度对介电常数的影响64-65
3.4.3 温度对介电损耗因子的影响65-66
3.4.4 水分含量对介电常数及介电损耗因子的影响66-67
3.4.5 介电常数的预测方程67
3.4.6 变色硅胶在微波喷动干燥中均匀性的标定67-68
3.4.7 胡萝卜粒在微波喷动干燥过程中水分分布均匀性的研究68-69
3.4.8 微波喷动胡萝卜颗粒的色差分析69
3.4.9 微波喷动干燥过程的红外成像分析69-70
3.4.10 单个胡萝卜颗粒表面温度成像分析70
3.4.11 不同微波馈能口下的静态干燥均匀性比较70-71
3.4.12 微波喷动干燥均匀性机理分析71
3.5 本章小结71-72
参考文献72-75
第四章 马铃薯微波喷动均匀干燥膨化特性的研究75-90
4.1 前言75-76
4.2 材料与方法76-77
4.2.1 材料和设备76
4.2.2 工艺流程76
4.2.3 单微波喷动干燥76
4.2.4 微波-热风并联喷动干燥76
4.2.5 微波-热风串联喷动干燥76
4.2.6 原料预处理76-77
4.2.7 马铃薯微波喷动干燥工艺优化的响应面分析（RSA）77
4.3 试验指标及检测方法77-78
4.3.1 含水率测定77
4.3.2 膨化度测定77
4.3.3 复水率（RR）测定77
4.3.4 表面应力（脆度）检测77
4.3.5 扫描电镜结构分析77-78
4.3.6 数据处理78
4.4 结果与讨论78-87
4.4.1 不同干燥方式对马铃薯粒膨化特性的影响78-79
4.4.2 水分转换点对马铃薯膨化特性的影响79-80
4.4.3 马铃薯规格对其膨化特性的影响80
4.4.4 微波输出功率对马铃薯膨化特性的影响80-81
4.4.5 MWSB 最佳操作工艺的响应面分析（RSA）81-84
4.4.6 不同喷动干燥条件下的膨化过程分析84-86
4.4.7 微波喷动干燥马铃薯颗粒的扫描电镜比较86-87
4.5 本章小结87
参考文献87-90
第五章 胡萝卜微波喷动均匀干燥与相关联合干燥的比较研究90-109
5.1 前言90-91
5.2 材料和方法91-94
5.2.1 实验材料91
5.2.2 实验设备91-92
5.2.3 微波喷动干燥(MWSB)92
5.2.4 微波真空冷冻干燥（MWFD）92
5.2.5 微波真空干燥（MWVD）92
5.2.6 原料预处理92
5.2.7 GC-MS 样品处理92-93
5.2.8 GC-MS 分析条件93
5.2.9 分析检测方法93-94
5.3 结果和讨论94-106
5.3.1 不同联合干燥的干燥曲线比较94-95
5.3.2 不同干燥模式对复水率的影响95
5.3.3 不同干燥模式对产品颜色和干燥均匀性的影响95-96
5.3.4 不同微波联合干燥对产品β-胡萝卜素和维生素 C 含量的影响96-98
5.3.5 感官评价98
5.3.6 不同干燥模式的能耗比较98-99
5.3.7 胡萝卜挥发性香气成分的检测99-104
5.3.8 新鲜胡萝卜与干燥之后胡萝卜香气变化分析104-105
5.3.9 不同微波联合干燥胡萝卜的香气变化分析105-106
5.4 本章小结106
参考文献106-109
主要结论109-111
论文创新点111-112
附录112-114
作者在攻读博士学位期间发表的论文114-115
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&&&&&&&&&&&&&据越南贸易部新闻中心公布的数据，2007年6月份至今，越南从中国进口的块茎类蔬菜就达500万美元，占此类蔬菜总进口额的81.5%。&&来源：新农村商网&&作者：-&&编辑：-&分享到：相关信息今年第一季度，日本进口罐头金枪鱼呈现积极增长的势头月，日本进口的罐头金枪鱼，比去年同期增加了5%，进口数量达到了7710吨，进口金额达到35亿日元（合2860万美元）。虽然2007年头6个月，所有的各种品种的金枪鱼的价格都在上涨，但第一季度的上涨没有第二季度上涨得那么厉害，主要是在第一季度里，较便宜的罐头鱼品种的进口激剧增加，比2006年第一季度在数量上增加了81.3%,在金额上增加了68.8%。尽管金枪鱼在日本是一种比较受欢迎的产品，但是在2007年第一季度里，较贵的金枪鱼品种（如嗜鱼yellowfin品种和albacore品种）的进口，在数量上减少了4.2%,而在金额上增今年第一季度，日本进口罐头金枪鱼呈现积极增长的势头。月，日本进口的罐头金枪鱼，比去年同期增加了5%，进口数量达到了7710吨，进口金额达到35亿日元（合2860万美元）。虽然2007年头6个月，所有的各种品种的金枪鱼的价格都在上涨，但第一季度的上涨没有第二季度上涨得那么厉害，主要是在第一季度里，较便宜的罐头鱼品种的进口激剧增加，比2006年第一季度在数量上增加了81.3%,在金额上增加了68.8%。尽管金枪鱼在日本是一种比较受欢迎的产品，但是在2007年第一季度里，较贵的金枪鱼品种（如嗜鱼yellowfin品种和albacore品种）的进口，在数量上减少了4.2%,而在金额上新加坡消息：新加坡农粮兽医局对中国出品的大白兔奶糖和百荣葡萄夹层饼干进行检验后二十日发布文告，证实它们所含的防腐剂甲醛分量很少，不超过世界卫生组织规定安全标准，因此可放心食用。新加坡农粮局是在菲律宾禁止分销和出售四款中国产糖果及饼干后，对在新加坡销售的大白兔奶糖及百荣葡萄夹层饼干样品进行化验的。农粮局在文告中说，大白兔奶糖和百荣葡萄夹层饼干中含有的微量甲醛，可能是原料的天然成分，没证据显示甲醛是生产商添加的。新加坡媒体说，大白兔奶糖在新加坡售卖的历史悠久，孩童尤其爱吃，很多成年人是在它陪伴下度过童年的。新加坡去年共从中国进口了二十七万五千公斤大白兔奶糖和二十六万九千公斤百荣葡萄夹层饼干。2、橄榄油质量及其鉴定方法。橄榄油质量标准。我国的zbb0专业标准中，对橄榄油及油橄榄果渣油进行了描述性定义。但因该标准中对橄榄油理化指标定量欠缺，也非强制执行的国家标准，所对目前的我国橄榄油市场没有有效约束力。国际橄榄油协会规定，橄榄油只能是用新鲜橄榄果实直接冷榨加工的橄榄油，而任何经过化学方法从非新鲜橄榄果实中获得的油均不能称为橄榄油。按国际橄榄油协会标准，橄榄油一般分为两大类五个级别：（1）初榨橄榄油（也称原生橄榄油或天然橄榄油）分3个级别：a、特级初榨橄榄油（extravirginoliveoil），质量最好，酸性值不超过1%，可以直接饮用。b、优质初榨橄榄油（f22日，记者走访了西安各大超市了解到，食用油价格均出现不同程度上涨，尤其是菜子类食用油的价格波动最明显，5升装的个别品牌涨幅为4元到7元左右。据悉，大约在两个半月以前，食用油价格已经出现了一次上涨，各种品牌的食用油虽然价格偏高，但市场价格基本趋于平稳。对于此次食用油价格又一次出现的上涨情况，也使各个超市新一轮油品销售的硝烟再次点燃。此次涨幅最高的多为菜子类油品，如某品牌5升装的食用油已经涨了7元左右。椐西安粮油批发交易市场的卢经理向记者介绍，由于今年各地雨水相对偏多，影响菜子收成，原材料价格上涨带动了油价跟着上涨，市场上的调和油也是以部分菜子为原料，因此出现小幅上涨，对于豆油类食用油，因原材料&
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博士学位论文
颗粒状切割块茎类蔬菜微波喷动均匀干燥特性及模型研究
姓名:颜伟强
申请学位级别:博士
专业:食品科学
指导教师:张?
2011-07摘要
微波加热的不均匀性,是影响微波加热技术在食品及农产品加工领域中规模化应用
主要原因之一。目前关于微波加热均匀性的研究,大都是采用传统的物料在微波场中旋
转或移动式的方式,这些物料在微波场中二维式的运动无法从根本上克服微波加热的不
均匀性问题。本研究通过微波喷动床干燥装置的研究与设计,使物料在微波干燥过程中
处喷动状态,物料在随机运动的过程中实现了对微波能的均匀吸收。本课题以颗粒状切
割蔬菜为原料,研究物料在微波喷动床中的温度变化规律及其传质模型;比较了物料微
波干燥过程中介电特性的变化,探讨了微波喷动干燥均匀性的机理;研究物料在喷动干
燥条件下的微波加热均匀性膨化的特点,并对其膨化机理进行了研究;比较物料的微波
喷动床干燥与相关微波联合干燥的区别,得出微波喷动床干燥的特点与优点。
研究了微波喷动均匀干燥的传热及传质模型,通过研究微波喷动床下宏观微波场温
度分布,建立微波喷动干燥中温度场变化规律及分布特点,初步探讨微波喷动干燥的均
匀性。研究马铃薯颗粒单热风喷动干燥、单微波喷动干燥及微波热联合干燥的干燥动力
学,并分析其干燥机理,建立各自的非稳态传质模型,进一步建立起微波热风联合干燥
的传质数学模型;得到了马铃薯颗粒干燥的有效扩散系数,比较了不同干燥方式对干燥
速率的影响。
为了研究微波喷动干燥的均匀性,对物料在干燥过程的介电常数与介电损耗的变化
进行了研究,通过研究不同温度及含水率下的物料介电特性变化,得出物料介电常数与
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