微波真空干燥扇贝柱的物理和感观特性研究

大连市黑石礁街52号大连水产学院机械工程学院，116023制仪、JWSL-3AT温湿度变送器EDK-1A手持风速仪、螺旋加力及测量装置（自制）等1.2试验方法1.2.1干燥曲线的测定在进行干燥试验前，检测经预处理的扇贝柱的初始含水率；在试验中，每隔一定时间（微波真空干燥5min，热风干燥30min，室内日光干燥12h）检测扇贝柱质量变化，得出扇贝柱湿基含水率随干燥时间变化的干燥曲线，干燥终止含水率为20±1（湿基）1.2.2扇贝柱物理及感观特性的检测及评定中采用浮力法进行测试。V0一一干燥终止后扇贝柱的体积，cm3由于干贝的复水速度很快，所以不能用浮力法进行体积测定，本试验中Torringa等测定干燥草莓体积的方法，采用置换法进行干贝体积的测定，置换介质为小米，粒度大小经筛分后控制在Y0.9~ 1.1mm范围内。
将扇贝柱放入100*C的恒温水中进行复水率的测定，每隔2min将扇贝柱捞出，用滤纸擦干表面水分后检测质量变化，试验持续20min，由下式求出复水率。
质量，g扇贝柱周向受力，在螺旋加力器的作用下，破碎时的压力值主要根据色泽表面缝隙及原有形状保持情况进行评定色泽呈嫩黄的为优，呈褐色的为差；表面致密、无开裂的为优，表面疏松、有较多缝隙的为差；基本保持原有形状的为优，严重畸变的为差。
2结果与分析2.1干燥速度试验研究分别利用自然干燥热风干燥和不同参数组合的微波真空干燥对扇贝柱进行干燥试验，得到所示干燥速度曲线。
扇贝柱的干燥曲线由可见，扇贝柱的微波真空干燥速度远大于热风干燥速度和自然干燥速度，在微波平均功率为3W/g真空度为0. 090MPa时，仅需30min就达到了20的湿基含水率，而同样的扇贝柱在55~70C的热风下需6.5到7.5h，在室内自然干燥条件下则需5d时间这主要是因为微波对扇贝柱内外同时加热，加热速度快且在扇贝柱内部产生较高的蒸汽压力，并且由于外部是真空状态，所以形成了大的压力梯度，在此压力梯度推动下，水分得以快速去除；另外，由于表面水分的蒸发，表面温度会低于内部温度，所以热量也从内向外传递，与水分转移方向一致，因此传热和传质方向相同，极大地提高了干燥速度；而热风干燥热量是由外向内传递，热量的传递和水分的转移方向相反，所以干燥速度比较低；由于自然干燥时的干燥强度很低，因此扇贝柱的自然干燥需较长时间。在微波真空条件下，不同的微波功率和真空度组合对干燥速度也有明显影响，在0. 090MPa真空度下微波功率由3W/g减小到2W/g波功率保持3W/g，真空度由0. 074MPa时，干燥到20*湿基含水率所需时间由30min加到45min由此可见，就微波功率和真空度而言，微波功率对扇贝柱干燥速度的影响更为显著。
2.2物理特性的试验研究22.1对收缩率及抗破碎力的影响扇贝柱在不同干燥方式及干燥参数下脱水后的收缩率及抗破碎力检测结果见由可见，热风干燥的扇贝柱收缩率小（45），自然干燥的收缩率较大（6），在较高真空度和较大功率时可得到与自然干燥接近的收缩率，降低真空度和减小功率后的收缩率明显加大，如3W/g0.收缩率分别为5660和58，而2W/g0.074MPa时的收缩率则高达69分析原因，一方面是经预处理后的扇贝柱含水率较大（73左右），另一方面是扇贝柱的组织结构基本全部由横纹肌组成，当微波真空干时干燥到20湿慎含水率分别需30 Omin厉hin美时，内部水分以较快速度传至表面表面肌纤维与内传统方法加工的干贝在储运和销售过程中，存在着碎粒率较高的现象，严重地影响了干贝的价格和利润由可见，几种参数组合下的微波真空干燥扇贝柱的抗破碎力均较高，如在V3~90条件下的抗破碎力为35.5N，远大于热风干燥（11. 5N）和自然干燥（21. 0N）分析影响扇贝柱抗破碎力大小的原因，主要是在整个干燥过程中表面肌纤维与内部肌纤维的紧密连接程度。由于在微波真空条件下，内部水分以较快速度传至表面，肌纤维间始终保持紧密连接，因此抗破碎力大；而热风干燥时由内部应力引起的裂纹不断产生，大大地降低了扇贝柱的抗破碎力；自然干燥过程中，扇贝柱仍会产生少许裂纹（见表1），肌纤维间的连接不如微波真空干燥时紧密，因此抗破碎力低于微波真空干燥扇贝柱。
22.2对复水率的影响扇贝柱在不同干燥方式及干燥参数下脱水后的复水率曲线见由于热风干燥扇贝主的收缩率较小、表面有较多缝部肌纤维能够一起逐渐收缩，肌纤维间始终保持较紧密连接，因而收缩率较大另外，由于微波真空能使扇贝柱形成一定的内外压差，而微波功率愈高及真空度愈大则该压差愈大，“膨胀”作用会更显著，所以较高真空度和较大功率下的收缩率比较小；在进行热风干燥时，由于热量是由外部传到内部，外部干燥强度大，表面肌纤维束干燥速度很快，与内层纤维束之间形成较大的水分梯度，因而会出现较大的内部应力而产生裂纹，干燥结束后干贝的视在体积（即干贝的实际体积加上缝隙体积）较大，因而收缩率较小；在自然干燥时，由于自然环境的温度较低相对湿度较高，所以干燥强度很低，内部水分有足够时间传至表面，表面肌纤维与内部肌纤维也能够一起逐渐收缩，因此自然干燥干贝的收缩率也较大不同干燥方式的扇贝柱复水率曲线隙（见表1），所以在复水初期的复水速度很快（见），复水能力很强，12min复水率可达到1.24；几种微波真空干燥扇贝柱在复水初期的复水速度均较慢，在8min以后复水速度加快，当复水时间足够时也能达到较高的复水率，如3W/g0.090MPa时经20min复水率达到Q83；自然干燥由于表面有少许缝隙存在，所以在复水初期的复水速度快于微波真空干燥，但在足够复水时间后与微波真空干燥接近另外，自然干燥和微波真空干燥扇贝柱的耐煮性好，20min复水后仍能保持完整形状，而热风干燥扇贝柱经12min复水后即己溃散。
23对感观特性的影响研究不同干燥方式及干燥参数下脱水扇贝柱的表面情况见表1由表1可见，热风干燥扇贝柱色泽发暗、表面有较多较大裂纹，中心发生塌陷使形状改变，所以表面质量综合评价差；在适宜干燥的良好自然条件下，自然干燥扇贝柱具有好的综合表面质量，但在不同天气条件下干燥的扇贝柱表面质量相差很大；较大微波功率和较高真空度组合下（V3~90）的微波真空干燥扇贝柱也具有较好的表面质量，但当微波功率和真空度均较低时（V2-74）表面质量变差表1干燥方式对扇贝柱表面质量的影响表面干燥方式及干燥参数情况色泽嫩黄黄褐淡黄黄白缝隙少量细缝较多较大无形状整齐中心塌陷整齐塌腰注：不同天气条件下SD（自然干燥）的色泽相差很大，表中所列为好状态。
3结论综合各种干燥方式和干燥参数组合对扇贝柱的物理特性和感观特性的影响，可得出初步结论如下：扇贝柱在微波真空条件下具有非常快的干燥速度，抗破碎能力显著好于自然干燥及热风干燥。
不同微波功率和真空度组合对扇贝柱的物理和感观特性有明显影响，较大微波功率和较高真空度组合House.Allrightsreserved，http://www.cnki.net时能得到很好的干燥效果，如在微波功率和真空度为3W/g和Q090MPa时，干燥扇贝柱具有良好的色泽及表面质量，且干燥速度快，仅需30min即可达到20湿基含水率，收缩率和复水率与自然干燥扇贝柱相近当减小微波功率和降低真空时，干燥扇贝柱的收缩率会姐色泽和表面质量会变差3）单独使用热风干燥扇贝柱，总体效果远不如微波真空干燥但由于热风干燥扇贝柱具有小的收缩率，而微波真空干燥扇贝柱收缩率较大，所以如将微波真空干燥技术与热风干燥技术组合用于扇贝柱的干燥，可能会获得更好的效果。佳工艺还待进一步试验研究魏利平。山东省扇贝养殖现状及持续发展的技术措施。齐鲁渔业，200017（2）：21-22.中华人民共和国农业部渔业局。中国渔业统计资料。http://wTww.纪家笙，黄志斌，杨运华，等。水产品工业手册。北京：中国轻工业出版社，1999陈仲仁。微波干燥在食品干燥制程之应用。食品工业，2002，34（7）：31-45.汤大卫，张天使。微波真空干燥技术的运用与前景。2000，21（196）：27-35.张静，袁惠新。几种食品干燥技术的进展与应用。包装与食品机械，2003，21（