不同干燥方式对苹果片水分扩散特性影响研究

作     者：王雪媛 

作者单位：沈阳农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毕金峰

授予年度：2016年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：水分扩散 热风干燥 中短波红外干燥 脉动压差闪蒸干燥 苹果片 

摘      要：本文以富士苹果为原料,创新性的利用低场核磁共振及其成像技术、差示量热扫描技术、扫描电子显微镜等技术,以干燥曲线和有效水分扩散系数为基础,从宏观和微观两方面对不同干燥方式过程中水分的扩散特性进行研究,并对比分析不同干燥方式对水分扩散特性的影响,以期为苹果片的干燥加工提供理论指导。通过实验,得到的主要结论如下：1.热风干燥研究中,内部温度升高速度随外界环境温度的升高而增加,温度升高对水分扩散具有促进作用,50℃、70℃和90℃干燥速率比为1：1.56：2.82,温度越高,水分状态变化越快,水分逐渐由高自由度向低自由度转变;Tgaw分别随水分含量的降低而升高和降低,不易流动水和自由水的变化对aw有极显著影响(p0.97),在微观结构中表现为细胞收缩变形,从而影响苹果脆片品质。2.中短波红外干燥研究中,温度的升高加速水分扩散,50℃、70℃和90℃干燥速率比为1：1.6：4.4,中短波红外干燥显著提高水分扩散速率,水分状态在干燥过程中发生相互转变,整体表现出自由度降低的趋势;水分扩散引起Tg和aw变化,分析发现不易流动水对其影响更大,Tg和aw与水分之间变现出相关性(|r|0.85),通过二者变化和相关性分析可以预测干燥过程中水分的变化情况;水分的快速散失导致内部水分梯度变化,引起苹果片向中心发生不规则收缩变形,体积随水分含量变化而变化(p0.99),微观结构细胞也表现出明显收缩变形。3.脉动压差闪蒸研究中,利用闪蒸罐内的高温和瞬间压力变化引起相转变,使物料内部水分瞬间汽化,高温不仅可以促进水分扩散,也能为水分的瞬间相变提供动力,引起内部组织结构膨胀,从而避免干燥过程中组织的皱缩现象;闪蒸次数的增加有利于水分的扩散,缩短干燥抽空时间,水分状态变化影响水分散失速率,闪蒸前5次,苹果片以流动性较高的自由水和不易流动水为主,闪蒸瞬间水分散失量增加,后期水分散失量随水分子自由度的降低而减少,结合苹果脆片品质分析得到闪蒸5次较为适宜。4.热风-脉动压差闪蒸联合干燥研究中,将热风干燥联合脉动压差闪蒸干燥,能缩短干燥时间,提高干燥效率;不同预干燥水分含量和均湿方式对水分扩散特性影响不同,预干燥水分含量越低,水分的自由度变化越快,复水和喷淋均湿过程在一定程度上增加了水分的自由度,提高了自由水的含量;水分含量与水分状态的变化对aw和Tg有影响,预干燥水分含量越大,脆片产品的aw越大,Tg越小,复水和喷淋均湿处理后,脆片产品的aw相对较高,Tg较低,脆片酥脆口感减弱,综合分析得到预干燥水分含量30%和正常均湿条件较优。