微波真空干燥膨化苹果脆片的研究

微波真空干燥膨化是指在真空条件下利用微波能进行物料的干燥膨化加工。微波穿透力强，能深入物料内部，使物料内、外同时升温形成整体加热，干燥时间大大缩短；由于内部水分迅速汽化和迁移，产生强大的径向推动力，膨胀内部组织结构，可使产品形成疏松、均匀的微孔结构，起到膨化作用；但常压微波干燥易导致过热损害产品品质，出现烧焦糊化、表面硬化等现象真空环境可允许水分在较低温度下快速蒸发，使物料能在低温条件下进行干燥，同时还可防止物料的氧化反应。采用微波真空干燥膨化技术加工苹果脆片，可在40C左右，数分钟内达到干燥和膨化苹果片的目的；极大地提高生产能力，产品外形美观色香味俱佳、口感酥脆、营养成分高；克服了油炸膨化和真空膨化的缺陷，实现了苹果脆片的快速、低温非油炸膨化加工本文研究微波真空干燥膨化苹果脆片的工艺，探讨各干燥参数对干燥特性和膨化率的影响。
1试验材料与方法1试验材料加工的苹果均购于农贸市场，要求新鲜果形完整、果肉疏松成熟度和大小均匀，无损伤，无腐烂。1.2试验装置微波真空干燥膨化设备示意图见，主要包括验苹果片的初始含水率误差不大于。在试验中每当微波功率在时微波功率率对进料系统、真空干燥室、真空系统、微波系统、输送系统、输送电动机和出料系统。真空干燥室采用圆筒结构，尺寸为300mmK1200mm，压力可在4~100kP之间任意调节微波系统采用6支恒功率磁控管（2支2kW和4支1kW），每个磁控管可单独控制；由专用微波变压器给磁控管提供灯丝电源和阴极负高压；磁控管产生连续微波，通过各自的标准波导独立输送到真空干燥室。整机的总输出功率为5kW，物料采用螺旋输送，相对微波场可径向转动和横向移动，能均匀接受微波能。
干燥室6.输送电动机7.出料系统1.3试验方法工艺流程：苹果?清洗?去皮去核?切片?护色?预处理?微波真空干燥膨化。
用清水将苹果表面冲洗干净，去除表面的泥沙及杂质，去皮、去核后，切成厚度为4~14mm的半圆形切片后的苹果片与空气接触会迅速变成褐色，需进行护色处理将切好的苹果片放入护色液中浸泡，护色液是由质量分数0. 3柠檬酸、0. 2亚硫酸氢钠、0.4氯化钙、0.5食盐所配置而成的水溶液，浸泡时间为0.5h苹果片护色处理后，将其捞出，反复冲洗干净。然后沥干苹果片表面水后，放入烘箱进行低温干燥，在50~70°C条件下干燥卜3h，再在干燥环境下放置5h，对预处理后、进行微波真空干燥膨化前的初始含水率进行调整，使苹果片的水分均匀一致。然后将处理后的苹果片放入微波真空干燥设备内进行微波真空干燥膨化，苹果脆片终止含水率小于6测试在不同微波功率压力、物料厚度和预处理后苹果片初始含水率的条件下，苹果片的干燥曲线与膨化率曲线。
1.4测定方法1.4.1干燥曲线的测定在苹果片进行微波真空干燥膨化试验前，使用精密电子天平和电热鼓风干燥箱，按照标准水分检测方法检测预处理后苹果片的初始含水率，每组试隔1min，将苹果片从干燥腔内取出，快速检测其质量变化，每组试验重复3次，取试验的平均值作为苹果片含水率，绘制含水率随干燥时间变化的干燥曲线，苹果脆片终止含水率小于。
1.4.2膨化率的测定测定苹果片预处理后微波真空干燥膨化前的体积和干燥膨化到含水率小于6的体积，苹果片体积测定采用置换法，置换介质为小米，小米粒度控制在2结果与分析2.1微波功率分别选取单位质量的微波平均功率为8 1012141618W/g，在苹果片厚度为8mm压力为15kPa预处理后苹果片的初始含水率为37. 5的条件下，测得各功率下苹果片的干燥曲线以及膨化率变化曲线，见由可知，在初始含水率相同的条件下，微波功率越大，苹果片所需的干燥膨化时间越短当微波功率为8W/g，苹果脆片干燥膨化到含水率为4.76时需要12min；当微波功率为12W/g时，只需4min就可将苹果脆片干燥膨化到含水率为干燥速度的影响明显减少；微波功率为18W/g时，干燥时间仍需要2min这是因为微波功率过大，物料快速吸收大量微波能，从而导致内部水分扩散撄移速度超过了水分的表面蒸发速度，使内部水分远低于表面水分，降低了微波能的吸收利用，因此干燥速度增加缓慢，还可能出现苹果片内部糊化的现象由可知，微波功率在较大或较小时，膨化率都较小。在微波功率为2W/g时，膨化率为6私，苹果片干燥后体积收缩，干燥后体积仅为干燥前体积的64，因为微波功率过小，内部水分汽化产生的蒸汽压力不足，导致物料无法膨化而出现体积收缩，只处于被干燥状态。在微波功率为8W/g时，膨化率为142，干燥后体积为干燥前体积的1.42倍，稍有膨化；当微波功率增加为12W/g时，膨化率增大到321，达到大随着微波功率增大，产生的蒸汽压力增大，形成较大的径向推动力，使得苹果片内部组织结构急剧胀大，形成微孔结构，膨化效果也越好但当微波功率再增加时，膨化率开始下降，在微波功率为18W /g时，膨化率下降到128微波功率太大产生过大的压力差，从而将物料中的部分水分以液态水形式直接移出表面，削弱了膨化作甩2压力果片厚度为8mm微波功率为12W/g预处理后苹果片的初始含水率为37.5的条件下，测得各压力下苹果片的干燥曲线和膨化率变化曲线，见图由可看出，随着压力减小，干燥时间缩短，干燥速度有所提高，当压力由30kPa减小到5kPa时，苹果片含水率从37.5减至4.76左右，所需要的时间由8min缩短到4min当压力为30kPa时，苹果脆片干燥膨化到含水率4. 7需要8min；当压力降低到20kPa时，干燥时间为5min，可见减小压力，蒸发温度降低，缩短了达到蒸发温度所需的时间，增大了干燥速度当压力低于15kPa时，干燥速度增加变缓，压力为1510 5kPa，3条干燥曲线相差不大，干燥膨化到含水率4.76均需4min，此时压力对9干燥速度的影响已不显著lalEleetraniepub 1015kPa，苹果脆片的膨化率分别为320311、32，变化不大；当压力增大到20kPa，膨化率快速下降，仅为205；当压力为25kPa时，膨化率为120，苹果片膨化效果较差；而压力为30kPa时，相应的膨化率为84，苹果片体积变小，出现收缩现象可见，低压力减小了蒸汽传递阻力，增加了径向推动力，使膨化率快速增加但当压力小于15kPa时，膨化率随着压力的减小无显著变化2.3物料厚度在微波功率为12W/g压力为15kPa预处理后苹果片的初始含水率为37.5的条件下，测得各物料厚度下苹果片干燥曲线和膨化率变化曲线，见物料经过预处理后会产生一定程度的收缩，预处理后苹果片含水率为37.5时，苹果片的厚度从46分别收缩为22.53.55 6.58mm从可知，在相同试验条件下，物料厚度对干燥速度影响很大，物料厚度过厚或过薄，干燥速度缓慢。物料过厚，微波能达到中心的距离就会加大中心部分获得的微波能减少延长了干燥时间；hinglouse.rightsreservehttp：/兴钿物料过薄，微波会从内部反射到表面，产生能量损失，降低干燥速度当物料厚度为14mm，需要10min才能将苹果脆片干燥膨化到含水率为85；物料厚度为4mm和12mm，干燥速度变化基本相同，干燥膨化到含水率4.76所需干燥时间8min；物料厚度为1mm，干燥时间降为6min；物料厚度为6mm时，干燥时间为5min；物料厚度为8mm，干燥速度快，干燥膨化到含水率5.由可知，物料厚度为8mm时，膨化率大，为321，其他厚度膨化率均小于30（.当物料厚度为4mm和6mm时，膨化率分别为122和256，物料太薄会导致一部分能量损失，产生的蒸汽压力小，膨化动力不足，降低膨化效果，膨化率随着厚度加而大；当物料厚度为101214mm时，膨化率分别为241、180和94，膨化率随着厚度加而下降；物料厚度为14mm，干燥后的苹果片体积无膨化，还出现收缩现象物料过厚使微波未深入到物料内部己大大减弱，需要依靠热传导方式进行干燥，不仅达不到膨化作用，还可能引起物料体积收缩。
4预处理后苹果片初始含水率分别选取预处理后苹果片初始含水率为16.7、28.6、37.3、44.4、5Q0、54.3.在苹果片厚度为8mm微波功率为12W/g压力为15kPa的条件下，测得各含水率条件下苹果片的干燥曲线以及膨化率变化曲线，见从可以看出，预处理后初始含水率越高，苹果片所需的干燥膨化时间越长，当含水率为54.550. 、44.4时，苹果片干燥膨化到含水率4.76左右分别需要12 86min；当含水率为37. 5时，干燥膨化到含水率5.66时，需要4min；当含水率为16.7时，干燥膨化到含水率3. 85时需要3min含水率越高，需要干燥蒸发的水分越多，相应所需干燥时间加从干燥曲线可看出，干燥趋势相似，当含水率较高时，干燥初期干燥速度较慢，为升速阶段；含水率低于37.5，干燥速度加快，处于恒速阶段；而含水率为16.7以下，干燥速度又开始变缓，为降速阶段由可知，初始含水率对膨化率影响较大，含水率37.5为膨化率曲线走势变化点，其膨化率大，为32当初始含水率为28. 6和16.7时，膨化率分别为123和88，膨化率随着初始含水率加而大，水分含量加，使内部有足够的水分来产生膨化动力，而充足的水分不会导致物料内部受热过度而引起焦糊，所以膨化效果较妊当初始含水率为44.4、50.（、54.5时，膨化率分别为250、184和115，膨化率随着初始含水率加而下降含水率过高，大量水分快速蒸发，致使物料内部空隙中的水分和空气迅速迁移至物料表面，不能形成足够的膨化动力，影响了膨化效果，降低了膨化率3结束语试验可见，微波真空干燥膨化加工高品质苹果脆片是切实可行的，实现了苹果脆片的快速低温非油炸膨化微波功率为12W/g压力为15kPa苹果片厚度为8mm预处理后苹果片初始含水率为37. 5的条件下，可在4min内干燥膨化苹果脆片，膨化后的苹果脆片含水率为5. 6，膨化率为321达到大，产品蓬松酥脆可口，颜色浅黄，接近于苹果原色，具有较浓的苹果香味，是一种纯天然的非油炸果蔬脆片。
微波功率压力、物料厚度、预处理后苹果片初始含水率对干燥过程和膨化率都有较为显著的影响微波功率越大，干燥时间越短，微波功率达到12W/g时膨化率大，可达到321c；压力减小，干燥速度和膨化率均有不同程度的提高，但当压力低于15kPa时，压力对干燥速度和膨化率的影响己不显著；当物料厚度为8mm时，干燥速度快，膨化率达到大，物料厚度过厚和过薄，都会减缓干燥速度，降低膨化率；预处理后苹果片初始含水率越高，干燥时间越长，但在数十分钟内均可将苹果片干燥至含水率小于6，在初始含水率为37. 5时，膨化率大（下转第167页）26卜（上接第158页）