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微波真空干燥在食品中的应用

2022-08-11
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微波真空干燥在食品中的应用

国外在20世纪80年代已经开始了食品微波真空干燥技术的研究,主要集中在美国、加拿大、德国和英国等几个国家,他们的研究为该技术在食品工业上的应用莫定了良好的基础。

Drouzas 和Schubert研究了微波真空干燥设备干燥香蕉片。通过调节微波功率和真空度,来控制产品的干燥过程,结果发现压力小于25MPa、微波功率为150W、干燥时间为30min、控制产品的干基含水率为5%~8%时,所得到的产品色泽亮丽,口感香甜,并且没有收缩。Cui等研究了微波真空烘干设备烘干不同切片厚度的胡萝卜的温度分布及干燥过程中温度的变化,并通过引人微波真空干燥的理论模型,加以改进,结果表明干燥的微波功率分别取162.8W,267,5W,336.5W,压力分别取3.0kPa、5.1kPa、7.1kPa,水分含量约为2kg/kg干基时,干燥速率与水分含量呈线性相关。继续干燥则需要引人校正系数以使数学模型与试验数据相适应。P.P. Sutar和S. Prasad等对胡萝卜进行微波真空干燥时,选用9个数学模型进行拟合。选定不同的微波密度、真空压力,设置干燥终点为干基含水率4%~6%,最后显示Page模型最适合用来预测胡萝片微波波真空干燥,并且发现微波密度对干燥速率有显著的影响,真空压力对十燥速率影响不明显,Ressing等建立了二维有限元模型用来模拟微波真空干煤条件下面团的膨化脱水过程。该模型将热与固体力学有机地耦合,指明了面团膨化的机制:十燥室与面团中空气的压力差以及面团温度上升所产生的蒸汽。它还进一步表明物料温度分布与微波的穿透深度有关。Poonnoy等建立了人工神经网络模型,用来表示番茄片的微波真空干燥过程。该模型为微波真空干燥的研究提供了一种新的途径和方法,可以避免物料的热损伤并提高干燥效率。但是该模型在预测温度和水分含量时可能出现不准确的结果,还需要进行进一步的研究。我国在20世纪80年代后期开始对微波真空干燥进行研究。

微波真空干燥可以划分为2个阶段:初始干燥阶段和第二干燥阶段。与传统的冷冻干燥不同,微波真空烘干箱的初始干燥阶段相对较短,而且温度上升得很快;在第二干燥阶段,温度上升得更快。这是微波加热的特点。有研究显示,微波真空干燥和冷冻干燥相比可以减少40%的干燥时间,得到的产品品质与冷冻干燥相似。微波真空干燥除了可以加快干燥速率,还能减少产品中微生物的浓度。黄姬俊等利用微波真空干燥技术对香菇进行干燥,按去除水分的速率将干燥过程分为加速、恒速和降速3个阶段;微波功率和装载量对干燥速率影响显著,真空度对干燥速率影响不明显。黄艳等利用微波真空干燥技术对银耳进行微波真空干燥,选取微波强度、真空度及初始含水率等因素研究它们对干燥速率的影响,结果显示微波强度对干燥速率的影响最大。李辉等研究了荔枝果肉微波真空干燥特性,探讨不同微波功率、相对压力及装载量对荔枝果肉干燥速率的影响。结果表明:微波功率和装载量对荔枝果肉干燥速率的影响较大,而相对压力的影响不明显。魏巍等为了研究茶叶在微波真空干燥过程中水分的变化规律,以绿茶为原料,进行了微波真空干燥试验。绘制了微波功率、真空度与干燥速率的曲线,并建立了相关的干燥动力学模型。最后得出的结论是:绿茶的微波真空干燥过程可分为加速和降速2个阶段,无明显恒速干燥阶段;微波功率越大干燥时间越短,真空压力越低干燥速率越快。但当相对压力降到—80kPa后对干燥速率的影响就不明显了;刘海军为了弄清果片内部的水分分布、温度变化,利用计算机模拟的方法得出微波真空膨化过程中的传质传热数学模型及体积膨胀数学模型,用来模拟干燥过程中果片内部传质和温度变化。李维新等为了避免糖姜焦湖建立了糖姜微波真空干燥动力学模型。以湿糖姜为原料,研究真空度,功率质量比及姜块的体积对糖姜微波真空干燥速率及品质的影响。结果显示糖姜微波真空干燥的动力学模型为指数模型,为实现糖姜的可控制工业化王燥提供了技术依据。田玉庭等选定微波强度和真空度,研究它们对干燥时间、干制品色含量它度、多糖含量和单位能耗的影响。通过对试验数据进行多元回归拟合,建立了

二元多项式回归模型,并确立了龙眼微波真空干燥最佳工艺参数为微波强度为(W/g,真空度为—85kPa。

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