發(fā)布時(shí)間：2020-06-06 12:55

【摘要】：梨是薔薇科梨屬植物,含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,具有生津潤(rùn)燥、清熱降火、止咳化痰等功效。梨除了鮮用之外,將其干制成梨片進(jìn)行銷售,這不僅能保證梨的食用價(jià)值,也拓寬了梨的消費(fèi)市場(chǎng)。直觸式超聲干燥能夠促進(jìn)物料的傳質(zhì)效果,遠(yuǎn)紅外輻射干燥能夠提高物料的傳熱效果,將直觸式超聲技術(shù)與遠(yuǎn)紅外輻射技術(shù)相結(jié)合,理論上既能提高物料的傳熱效果,又能促進(jìn)物料的傳質(zhì)效果,使物料的干燥速率和產(chǎn)品品質(zhì)得到提高。本研究將2種干燥技術(shù)相結(jié)合,以梨片為試材,研究了超聲聯(lián)合遠(yuǎn)紅外輻射干燥梨片的干燥特性與品質(zhì)特性,研究成果以期為超聲聯(lián)合遠(yuǎn)紅外輻射干燥技術(shù)的理論研究及實(shí)際應(yīng)用提供參考。研究主要內(nèi)容如下:1.以梨片為試材,探討超聲對(duì)常規(guī)熱風(fēng)干燥過(guò)程的強(qiáng)化效應(yīng)。結(jié)果表明:熱風(fēng)干燥梨片過(guò)程中施加超聲有利于加快干燥進(jìn)程,且超聲功率越高,脫水速率越快、干燥時(shí)間越短,當(dāng)超聲功率為48 W時(shí),干燥時(shí)間可縮短50%以上。利用掃描電鏡觀察不同干燥條件下梨片的微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果表明,超聲功率越高,越有利于在梨片表面形成更疏松的組織結(jié)構(gòu),微細(xì)孔道越大、越多。梨片內(nèi)部流動(dòng)性最大的自由水在干燥過(guò)程中峰面積呈下降趨勢(shì)且最先被完全脫除,超聲功率越大,自由水被完全脫除的時(shí)間就越短。結(jié)合水及不易流動(dòng)水的峰面積整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),超聲功率越大,對(duì)不易流動(dòng)水及結(jié)合水的影響越顯著。當(dāng)溫度為35℃,超聲功率從0 W提升至48 W時(shí),梨片的總酚含量增加了32.97%;總黃酮含量增加了21.06%;復(fù)水率增加了21.61%。但當(dāng)溫度為55℃,超聲功率從0 W提升至48 W時(shí),總酚含量減少了30.25%;總黃酮含量減少了8.66%;復(fù)水率增加了16.34%。表明低溫下施加超聲有利于提高梨片的品質(zhì)特性,且總酚含量、總黃酮含量、復(fù)水率隨超聲功率的增加而增大,但溫度過(guò)高則不利于產(chǎn)品的品質(zhì)。2.研究超聲聯(lián)合遠(yuǎn)紅外輻射干燥梨片的干燥特性及水分遷移規(guī)律。結(jié)果表明:超聲聯(lián)合遠(yuǎn)紅外輻射干燥梨片過(guò)程中,超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度均對(duì)干燥特性影響顯著(P0.05),提高超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度能夠顯著縮短梨片干燥時(shí)間并加快干燥速率,其平均干燥速率增幅為25.81%~62.24%。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)干燥過(guò)程中含水率變化進(jìn)行訓(xùn)練和預(yù)測(cè),所建立的數(shù)學(xué)模型能夠?qū)崿F(xiàn)較高的預(yù)測(cè)精度,決定系數(shù)R~2為0.9992。超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度越高,梨片縱切面的組織結(jié)構(gòu)更加疏松,孔道直徑越大。利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)表明,提高超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度,梨片T_2反演圖譜信號(hào)幅值減少越快,自由水被完全脫除的時(shí)間顯著縮短。不易流動(dòng)水和結(jié)合水在干燥前期呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),且隨超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度的增大而增加的越多,兩種水分狀態(tài)在自由水被完全脫除后呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),且隨超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度的增大而脫除的時(shí)間越短。通過(guò)MRI圖像的H~+質(zhì)子密度圖可形象直觀地表征梨片干燥過(guò)程的水分分布變化規(guī)律,在干燥過(guò)程中,超聲功率和遠(yuǎn)紅外輻射溫度越大,其紅度值和含水區(qū)域減小得越快。3.研究超聲聯(lián)合遠(yuǎn)紅外輻射干燥梨片的品質(zhì)特性,并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。結(jié)果表明:遠(yuǎn)紅外輻射溫度較低時(shí),提高超聲功率有利于提高梨片的品質(zhì)特性。過(guò)高的遠(yuǎn)紅外輻射溫度和過(guò)大的超聲功率聯(lián)合干燥則有損于梨片的品質(zhì)。相同超聲功率下,梨片的總酚、總黃酮、總糖含量及復(fù)水率隨遠(yuǎn)紅外輻射溫度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),色差?E值呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),Vc含量、硬度隨遠(yuǎn)紅外輻射溫度的升高呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。利用AHP法和加權(quán)綜合評(píng)分法對(duì)超聲聯(lián)合遠(yuǎn)紅外輻射干燥梨片參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到的最優(yōu)干燥參數(shù)為:遠(yuǎn)紅外輻射溫度為220℃、超聲功率24 W。此時(shí)總酚、總黃酮、Vc、總糖含量分別為459.06mg/100 g、231.36 mg/100 g、34.86 mg/100 g、553.55 mg/100 g,復(fù)水率為3.34,色差?E值、硬度分別為11.62、653.44 g。
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS255.3

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