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超声真空干燥及应用研究
巩鹏飞
学位类型硕士
导师赵兵 ; 赵庆生
2017-07
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业生物工程
关键词超声真空干燥 干燥动力学 干燥品质
摘要

超声波在食品工业中应用广泛,超声波既可作为预处理应用于其他干燥方法之前,也可与这些干燥方法协同使用。针对现有干燥方法均不同程度地存在干燥时间长,或干燥后产品颜色差、营养成分保留少等问题,将超声波与真空干燥相结合,可以提高有效扩散系数,促进食品的干燥,同时得到品质较高的干制品。本论文对胡萝卜、玛咖、肉苁蓉等根茎类和高粘性枸杞多糖干燥进行了研究,并与其它干燥方法进行了对比,为超声真空干燥的推广应用提供理论基础。取得的主要研究结果如下: (1)超声真空干燥可提高胡萝卜片有效扩散系数,并得到品质好的胡萝卜干片。利用热风干燥、真空干燥和不同功率超声真空干燥(300/500/700 W)对胡萝卜进行处理,有效扩散系数由低到高依次为真空干燥(3.96×10-10 m2/s)、热风干燥(8.07×10-10 m2/s)、700 W超声真空干燥(8.58×10-10 m2/s);Midilli et al.模型能很好地描述和表达超声真空干燥过程含水率比的变化规律;响应面设计得到胡萝卜片最优超声真空干燥条件为:超声功率500 W,真空度99.89 kPa,干燥温度23.73℃,此时干燥4小时后干基含水率最小为0.868;利用低场核磁技术测定胡萝卜超声真空干燥过程前60 min水分变化,0~20 min内自由水含量显著减少,且总信号幅值下降快,20~60 min胡萝卜中主要为半结合水的脱除;超声真空干燥的胡萝卜片颜色最鲜亮,产品形变最小,内部形成均匀微小孔道,复水比最高;在一定范围内,超声功率越大,形成的微小孔道数量越多,孔径越大;β-胡萝卜素含量由低到高依次为:热风干燥(81.59mg/100g)< 真空干燥(114.18 mg/100g)和300 W超声真空干燥(122.20 mg/100g)< 500 W超声真空干燥(164.79 mg/100g)和700 W(162.58 mg/100g)。 (2)超声真空干燥促进玛咖片干燥过程的水分迁移,并有利于玛咖酰胺的合成。采用与胡萝卜相似研究方法对玛咖片进行干燥。0~700 W 范围内,超声功率增大,干燥后的玛咖微小孔道数量越多,孔径越大,玛咖干片的复水比越高;玛咖酰胺含量由低到高依次为:700 W超声真空干燥(62.89μg/g DM)< 真空干燥(64.10 μg/g DM)< 300 W超声真空干燥(128.58μg/g DM))< 500 W超声真空干燥(189.52μg/g DM)。在第15周时,玛咖酰胺含量由低到高依次为:0 W(244.06 μg/g DM)< 300 W(372.34 μg/g DM)< 700 W(412.05 μg/g DM)< 500 W(422.49 μg/g DM)。 (3)干燥温度20~40°C范围内,干燥温度升高可促进肉苁蓉片的超声真空干燥。在超声功率700 W,真空度100 kPa条件下研究温度对肉苁蓉片超声真空干燥的影响。 Midilli et al. 模型可较好的描述肉苁蓉的超声真空干燥过程;肉苁蓉超声真空干燥的有效扩散系数分别为2.66 m2/s(20°C)、3.24 m2/s(30°C)、3.65 m2/s(40°C);与热风干燥和真空干燥相比,超声真空干燥不利于松果菊苷和毛蕊花糖苷的保留。(4)超声真空干燥可缩短枸杞多糖干燥时间。利用热风干燥、冷冻干燥和超声真空干燥(700 W)对枸杞多糖进行处理,枸杞多糖的干燥时间由短到长分别为冷冻干燥<超声真空干燥<热风干燥;超声真空干燥得到的枸杞多糖颜色鲜亮,质地疏松,糖损失量小。

语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/24361
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
巩鹏飞. 超声真空干燥及应用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2017.
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