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干燥知识
第二十三篇:西芹热风干燥工艺研究(1)

     
 
摘 要: 研究了西芹的干燥过程,考察了实验的预处理时间、预处理温度、干燥温度、风量、形状、装载量等不同因素对干燥过程的影响。结果表明,西芹干燥具有典型的物料干燥升温、等速、降速三个阶段,提高干燥温度与风量,对强化干燥过程有利。较好的干燥工艺条件是:西芹薄片在90 ℃热水中烫漂3 min ,干燥风温80 ℃、风量0. 021 m3 / s(1. 34 m/ s) ,物料为薄而双层。干燥方程符合Page 模型。
关键词: 西芹;热风干燥;工艺条件;模型

     西芹又称西洋芹菜,为引进国外的大型芹菜品种,株形紧凑粗大,叶柄宽而肥大、纤维少,品质脆嫩,是优良的芹菜品种,每100 g 鲜重含水分94 g、碳水化合物2 g 左右、蛋白质约2. 2 g 和矿物盐及维生素等多种营养物质,还含有芹菜油,具芳香气味,有降低血压、健脑和清肠利便的作用[1 ] 。西芹在采后若不及时食用、加工,则容易腐烂。因此西芹的储存和保鲜是必要的,而脱水则是一种较好的保鲜方法,它可调剂季节差别。脱水储藏除可基本保持其原有的品味外,还有缩小体积降低重量(便于储存和运输) ,抑制微生物的繁殖及增加蔬菜本身价值等优点。目前,国内只有龚卫清等关于《西芹冷冻干燥工艺条件的研究》的报道[ 2 ] ,它是用冷冻干燥技术来干燥西芹,得到西芹的共晶点、共熔点、冻干曲线,以及西芹的预热、预泵时间、冷冻干燥时间等参数。虽冻干产品具有品质好的优点,但其具有易吸潮、易破碎、设备投资和操作费用高等缺点。关于采用热风干燥西芹方法未见报道。本实验采用热风进行干燥,考察了影响干燥性能的预处理时间、预处理温度、干燥热风温度、热风流量、物料厚度及装载量等因素,得到干燥曲线和速度曲线以及复水性能,确定了较佳干燥工艺参数,为工业化生产提供依据。
1  干燥实验
1. 1  实验设备与物料
    新鲜西芹(市售) ,FS 西芹3 号,选择叶柄宽2~4 cm的内外(老、嫩) 茎干若干,实验时切片后掺匀备用。
    干燥实验采用隧道式干燥器,实验时干燥条件恒定,采用减重法测定物料质量随时间的变化情况,至质量不变时停止实验。物料的初始状态为预处理后的西芹。
1. 2  实验步骤
    工艺流程为: 原料→清理→清洗→沥水→切制→烫漂→脱水干制。
    烫漂可破坏或钝化蔬菜中的氧化酶系统,防止褐变和维生素的氧化[3 ] ,并有利于加快干燥速度,使干制品复水时易重新吸水。但过度烫漂会导致蔬菜色泽、风味和组织劣变及营养成分的损失,同时也会过多地消耗能源。因此烫漂时间与温度应该适宜。
1. 3  测定项目和方法
    物料干基含水率:水分质量与绝干物料质量之比,以X 表示,即:X = (水分质量/ 湿物料中干物料的质量) ×100 %临界含水量Xc :恒速阶段转入降速阶段的转折点所对应的含水率。某时刻ti 的干燥速率Ui :

    
    式中:G为干制品复水前的质量; G为干制品复水后沥干后的质量[4 ] 。
    感官指标:色、味。
2  实验结果与讨论
2. 1  预处理条件的考察
2. 1. 1  烫漂时间对干燥的影响 在烫漂温度90 ℃、干燥温度80 ℃(湿球温度为42 ℃,相对湿度Φ=0.33) 、风量0. 021 m3 / s (风速1. 34 m/ s ,下同) 、装载量1. 75 kg/ m2 、西芹为片状(约2 mm 厚) 的条件下考察了烫漂时间分别为0 、2 、3 、4 、5 min 对干燥过程的影响,得到各条件下的干燥曲线见图1 ,速度曲线见图2 及复水性见表1 。
         
         
    干制品保持西芹原有颜色,具有比新鲜料更浓的芳香味;复水后能基本恢复西芹新鲜时的状态,但手感比新鲜的软一些。
    由图1 、2 可见,在相同的干燥条件下,随着烫漂时间的增加,西芹的初始含水量也增大。这是因为烫漂对细胞组织有影响,烫漂时间越长组织中的细胞膜被破坏的越多,使水分渗入的也越多,则含水量越高;但是烫漂时间过长也会导致细胞组织严重破坏而变烂且能耗增大。从图2 可以看出,烫漂时间在3 min 和4 min 时干燥速度最快。由表1 复水性得知,烫漂有利于提高复水比,同样是3 min 和4min 时的复水性明显好于其他时间的复水性。考虑
到能耗问题,选择烫漂时间为3 min 。
2. 1. 2  烫漂温度对干燥的影响 在烫漂时间3min 、干燥温度80 ℃(湿球温度42 ℃,相对湿度Φ=0.33) 、风量0. 021 m3 / s (1. 34 m/ s) 、装载量1. 75kg/ m2 、片状的条件下, 考察了烫漂温度为80 ℃、90 ℃和100 ℃时对干燥过程的影响。干燥曲线见图3 ,速率曲线见图4 ,复水性如表2 所示,感官指标差别不明显。
                         

    显示,在其他条件相同的情况下,烫漂温度在80 ℃、90 ℃和100 ℃下,干燥速度没有明显的差别,在90 ℃时干燥速度为最好。从表2 可得,烫漂温度在100 ℃时的复水性最差,分析是由于温度过高对西芹的细胞组织结构产生了破坏而导致组织糜烂,复水差。比较80 ℃和90 ℃下的复水性,可知90 ℃下复水性略好,故最佳烫漂温度可选为90 ℃。
    由以上情况可以得出, 物料在90 ℃下烫漂3 min较佳,以下考察就以此为预处理条件。
 
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