热风微波联合干燥工艺的研究

2014-05-16方良材黄卫萍黄佳念

山东工业技术 2014年9期

方良材黄卫萍黄佳念

（广西农业职业技术学院广西南宁 530007）

热风干燥是一种使用热风干燥机械进行干燥的方法。用热风炉加热空气，由风机将热风送入烘箱与鲜竹笋接触实现加热干燥。此方法成本较低，处理量大，易于操作，可实现自动化，但有效成分损失较大，品质较差[1]。

微波干燥具有速度快、热效率高、加热均匀、无污染的优点，是近几年来发展很快的新技术。在干燥过程中，微波透入物料内，与物料的极性分子互相作用而转化为热能，使干燥物料内各部分在同一瞬间获得热量而升温，因此，具有加热速度快、能量利用率高、干燥效率高等优点。然而微波干燥温度高，在密闭空间中空气流通速度慢，而且干燥全部采用电能，能耗高，干燥成本较大[2]。

热风微波联合干燥技术是指根据物料的特性，将微波干燥和热风干燥两种方式优势互补，分阶段进行的一种复合干燥技术，其目的是缩短干燥时间、降低能耗、提高产品质量[3]。

竹笋是斑竹或百家竹春季生长的嫩笋，富含多种氨基酸、维生素、矿物质和大量的膳食纤维，味美质脆，具有清肠减肥、降血脂预防肠癌等功效，由于受环境污染少，是现代人追求的绿色食品。一般竹笋的出笋期只有30~40天，采收期短而集中，特别容易老化，长期贮藏比较困难。干燥精制的脱水笋片，能最大限度地保持其营养及色香味，延长货架期，满足人们对快节奏、方便食品的需求[4]。因此，对竹笋进行了热风微波联合干燥的研究，试图寻求较佳的联合干燥工艺，降低能耗，缩短干燥时间，提高脱水笋片质量。

1.材料与方法

1.1 材料

竹笋购于广西南宁市西乡塘菜市场, 选尖叶发黄、根部扁平、嫩度适中的毛竹笋。

1.2 仪器

6CW- 6E 型微波干燥设备、ZYD- 009型热风干燥机、CR-10小型色差计、FA 1104上皿电子天平。试验还需要不锈钢刀、测温计、秒表、天平、水分测定仪、样品袋 20个、标签纸及铁丝网等辅助器具。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程原料选择—原料预处理—护色—热风干燥—微波干燥—挑选—除杂—包装—贮藏。

原料预处理:去皮，清洗，切除根部20mm和尖部适当，切成（粗片）长80mm，宽10-15mm，厚2-3mm和（细片）长80mm，宽5mm，厚2-3mm的片状。

护色：热汤、预煮1min。

1.3.2 试验方案（1）将预处理好的竹笋先进行预煮护色处理，再分别用100g样品进行60℃、70℃、80℃和100℃热风干燥，每隔30min称量一次，并记录、直至达到恒重，绘制热风干燥曲线图。根据干燥时间，产品的形状、色泽、质地去分析，找出热风干燥的最佳温度。

（2）根据热风干燥曲线，找出在热风时间段内当产品达到一定水分含量时，转换用微波干燥到最终成品的最佳转折点。

（3）找出转换点后，分别用20g热风干燥到转化点的产品进行200W、400W、600W、800W的微波干燥，每隔一分钟称量一次，并记录、直至达到恒重，绘制微波干燥性曲线。根据微波干燥时间长短、耗能高低，产品色泽好坏，选择最佳微波功率。

1.3.3 试验样品的评审色泽测定：用色差仪测出干燥产品的L值和a值，并对不同温度和不同功率干燥得出的产品的L、a值进行比较分析，找出较佳的热风微波联合干燥工艺。

2.试验结果与分析

2.1 热风干燥特性

2.1.1 不同温度对热风干燥速率的影响在相同条件下分别对粗片竹笋和细片竹笋进行60℃，70℃，80℃的热风干燥，竹笋热风干燥曲线如图1、图2。

图 2（粗）竹笋热风干燥曲线

80℃热风干燥水分流失最快，其次是70℃，最后到60℃。在整个试验阶段，分别从产品的形状、色泽、质地方面进行比较发现：80℃热风干燥至绝干较快，但是产品颜色焦黄，色泽差。70℃热风干燥至绝干比80℃的略慢，但是产品颜色浅黄，很接近原材料颜色，色泽好。60℃热风干燥至绝干颜色浅黄，色泽较好，但干燥时间明显增加，耗能大。在试验过程中，细片的竹笋，损失率较高，变形严重，形状不好，色泽也比粗片的差。所以得出结论：用70℃对粗片竹笋进行热风干燥，损失率小，耗能小，得出的产品色泽好，形状变化小，产品品质最好。

2.1.2 热风温度对脱水竹笋色泽的影响如表1所示，不同温度热风干燥的竹笋干制品的L、a值比较如下：因为L值越大表明干制品的褐变越少，70℃热风干燥的竹笋L=63.9是最大值，所以用70℃热风干燥竹笋褐变最少。a的正值表示红色，a数值越小表示颜色越浅，70℃热风干燥的竹笋a=7.5是最小值，所以70℃热风干燥的竹笋比较鲜艳，其他温度热风干燥得的产品比较暗红，所以得出结论：用70℃热风干燥竹笋得到的产品品质，色泽最好。

2.1.3 热风干燥与微波干燥转折点的选择从图3所示，粗片竹笋热风干燥在150min以前水分蒸发很快，但是在150min以后就会很慢，甚至接近停滞的状态，导致干燥时间长，耗能大，所以竹笋热风150min以后适合用速度快、热效率高、加热均匀的微波干燥进行干燥。70℃下热风干燥150min，为热风干燥转到微波干燥的最理想转折点。

2.2 联合干燥特性

2.2.1 不同微波功率对（粗）竹笋干燥速率的影响如图4所示，对70℃下热风干燥150min的产品分别进行200W、400W、600W、800W的微波干燥发现：200W、400W微波干燥得出的产品颜色较浅，接近原材料颜色，但是微波时间最长，耗能大，效率低；800W微波干燥时间最短，但是干燥得出的产品颜色焦黄、暗淡，色泽差，易有焦味；600W微波干燥时间较短，而且干燥得出的产品颜色浅黄或浅白，接近原材料颜色，色泽好，有竹笋干燥特有的香味。所以得出结论：对70℃下热风干燥150min的产品进行600W的微波干燥得出的产品品质最好。

2.3.2 微波功率对热风微波联合干燥的竹笋色泽的影响

如表2所示，不同功率微波干燥的粗竹笋干制品的L、a值比较如下：a的正值表示红色，a数值越小表示颜色越浅，L值越大表明干制品的褐变越少。由于800w微波时a值较大颜色暗红，L值较小，容易褐变；200w、400w微波得出的a值较小，颜色较浅，L值较大，褐变较少，但是微波时间长，耗能大；600w微波得出的a值适中颜色较浅，L值较大褐变较少，而且微波至绝干的时间快，耗能小。综合上述得出结论：热风干燥150min至转折点后用600w微波干燥竹笋得到的产品品质，色泽最好。