【摘要】：梨是薔薇科梨屬植物,含有豐富的營養(yǎng)成分,具有生津潤燥、清熱降火、止咳化痰等功效。梨除了鮮用之外,將其干制成梨片進行銷售,這不僅能保證梨的食用價值,也拓寬了梨的消費市場。直觸式超聲干燥能夠促進物料的傳質(zhì)效果,遠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)合遠紅外輻射干燥技術(shù)的理論研究及實際應(yīng)用提供參考。研究主要內(nèi)容如下:1.以梨片為試材,探討超聲對常規(guī)熱風干燥過程的強化效應(yīng)。結(jié)果表明:熱風干燥梨片過程中施加超聲有利于加快干燥進程,且超聲功率越高,脫水速率越快、干燥時間越短,當超聲功率為48 W時,干燥時間可縮短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),微細孔道越大、越多。梨片內(nèi)部流動性最大的自由水在干燥過程中峰面積呈下降趨勢且最先被完全脫除,超聲功率越大,自由水被完全脫除的時間就越短。結(jié)合水及不易流動水的峰面積整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,超聲功率越大,對不易流動水及結(jié)合水的影響越顯著。當溫度為35℃,超聲功率從0 W提升至48 W時,梨片的總酚含量增加了32.97%;總黃酮含量增加了21.06%;復水率增加了21.61%。但當溫度為55℃,超聲功率從0 W提升至48 W時,總酚含量減少了30.25%;總黃酮含量減少了8.66%;復水率增加了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、復水率隨超聲功率的增加而增大,但溫度過高則不利于產(chǎn)品的品質(zhì)。2.研究超聲聯(lián)合遠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)合遠紅外輻射干燥梨片過程中,超聲功率和遠紅外輻射溫度均對干燥特性影響顯著(P0.05),提高超聲功率和遠紅外輻射溫度能夠顯著縮短梨片干燥時間并加快干燥速率,其平均干燥速率增幅為25.81%~62.24%。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對干燥過程中含水率變化進行訓練和預測,所建立的數(shù)學模型能夠?qū)崿F(xiàn)較高的預測精度,決定系數(shù)R~2為0.9992。超聲功率和遠紅外輻射溫度越高,梨片縱切面的組織結(jié)構(gòu)更加疏松,孔道直徑越大。利用低場核磁共振技術(shù)表明,提高超聲功率和遠紅外輻射溫度,梨片T_2反演圖譜信號幅值減少越快,自由水被完全脫除的時間顯著縮短。不易流動水和結(jié)合水在干燥前期呈現(xiàn)上升的趨勢,且隨超聲功率和遠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,且隨超聲功率和遠紅外輻射溫度的增大而脫除的時間越短。通過MRI圖像的H~+質(zhì)子密度圖可形象直觀地表征梨片干燥過程的水分分布變化規(guī)律,在干燥過程中,超聲功率和遠紅外輻射溫度越大,其紅度值和含水區(qū)域減小得越快。3.研究超聲聯(lián)合遠紅外輻射干燥梨片的品質(zhì)特性,并進行參數(shù)優(yōu)化。結(jié)果表明:遠紅外輻射溫度較低時,提高超聲功率有利于提高梨片的品質(zhì)特性。過高的遠紅外輻射溫度和過大的超聲功率聯(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、總糖含量及復水率隨遠紅外輻射溫度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,色差?E值呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢,Vc含量、硬度隨遠紅外輻射溫度的升高呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。利用AHP法和加權(quán)綜合評分法對超聲聯(lián)合遠紅外輻射干燥梨片參數(shù)進行優(yōu)化,得到的最優(yōu)干燥參數(shù)為:遠紅外輻射溫度為220℃、超聲功率24 W。此時總酚、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,復水率為3.34,色差?E值、硬度分別為11.62、653.44 g。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS255.3

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本文編號：2699708