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农产品干燥结构特性

时间: 2018-06-08 13:49  来源: 未知   作者: chinagzsb   点击:  

  1、农产品结构特性

  农产品的结构特性(例如扩散率、渗透率和热导率)对其品质来说是很重要的,这些参数有助于理解食品物料的物理结构,对其加工、运输等过程有很大影响。农产品的结构特性参数包括表观密度、固体密度、孔隙率、比体积等。


农产品的孔隙与表现密度关系
 
  表观密度(pb)与粉末状和多孔性物料有关,它由样品的质量和表观体积所决定。

  真实密度(Pp)是不包括物料所有孔隙的密度,由样品的质量和真实体积决定。

  孔隙率(E)是表征物料的松散结构特性的物料量,可由物料的表观密度和真实密度推导出,是无单位的物理量。

  比体积(v)由固体的总体积和其质量比值决定,反应的是单位质量的物料所占有体积。

  这些指标都表征颗粒物料的结构特性。物料的密度与其含水量存在函数关系,以麦为例,如图3-1所示,随着密度的増加,谷物的孔隙率呈线性下降趋势,因此,接近水的密度。并且对于谷物,表观密度随孔隙率呈负线性变化关系。

  (2)结构特性测量

  测定物料结构特性指标是以质量表观体积和真实体积测定值为基础的,表观体积和真实体积的测定有许多方法。

  常用的测定固体物料表观体积的方法有以下几种

  体积排量法将样品放人已知液体体积的容器中,通过测定体积的变化量来获取表观体积。

  尺寸法使用千分尺测量出假设球体或平板形状的尺寸,求其平均值,从而得到表观体积。

  立体比重计法为了不使气体进入,将样品表面涂上一层硅脂,通过立体比重计测量表观体积。通常是使用气体(氯气)立体比重计,测定去除粒子闻体积后的体积平均值来得到物料的真实体积。


干燥后物料的孔隙
 
干燥温度

  (3)结构特性数据

  孔隙率是在农产品加工中经常用到的结构特性,在干燥期间和干燥后,常需要估计产品的孔隙率。孔隙率受物料含水量、干燥方法和干燥条件的影响。一般说来,由于干燥方法和干燥条件的区别,各种物料的孔隙率值是不同的。表3-4列举了不同干燥条件、干燥方式和含水量下的物料孔隙率。

  2、影响干燥后农产品结构的因素

  在干燥的初期阶段,物料内的细胞组织有足够的弹性恢复支撑水分蒸发后空间的收缩,随着干燥过程中水分去除,细胞组织结构间形成稳定网状,物料结构特性发生了显著变化,出现孔隙,这一过程取决于干燥物料的结构特性、含水量、干燥方式、干燥条件等因素。选择适当的干燥方法和干燥条件,控制农产品的表观密度和孔隙率,可获得不司物理结构的干品。绝大多数脱水制品都将复水,要求复水后结构状况应该和原始物料的结构状况接近。

  (1)含水量对结构特性的影响

  物料的含水量对其结构特性影响很大。在干燥过程中,对于组分分布不均匀的固体物料,水分子扩散使其各部分有不同程度收缩,从而出现缝隙,引起结构破坏,使得结构特性出现大的改变。图3-2是在常规干燥过程中(干燥温度70℃,相对漫度15%),苹果、香蕉和胡萝卜的真实密度、表观密度、孔隙率和比体积的变化。真实密度范围介于水的密度和干物料的密度之间,且真实密度随着水分逸出而増加。因此,随着水分的逸出,真实密度接近干物料的密度。表观密度范围介于纯水密度和绝于物料的密度(pbo)之间。高含水量时,物料的表观密度值接近水的密度,而低含水量时表观密度趋向于制品的最终孔隙率值取决于物料的结构和干燥条pbo值。如图3-2所示,在常规干燥过程中,随着水件。图3-2中,干燥后苹果有较高的孔隙率值,无分的逸出,物料的真实密度増加但苹果的表观密显著收缩,但在相同的干燥条件下,香蕉和胡萝卜度随着含水量的増加而増大,而胡萝卜和香蕉的表有剧烈收缩,孔隙率低。在常规干燥过程中,比体积观密度却随着含水量的増加而减小。随着含水量的増加而呈线性増加,在这三种物料在孔隙率方面,随着含水量减少而増加,干后中,比体积值相近。


常规干燥过程
 
干燥房山对苹果和马铃薯的影响
 
  (2)干燥方法对结构特性的影响

  物料的结构特性变化受干燥方式的影响很大。下面以马铃¥和苹果为例,说明干燥方式对这两种物料的结构特性影响趋势,如图3-3所示。

  从图3-3中可以看出,在真实密度方面,除了渗透脱水方法外,其余干燥方法对试样的真实密度影响不显著,原因是在渗透脱水处理过程中,试样中存在水分向外扩散和获取固形物(盐分或糖分)的过程,使得干品的密度接近糖分或盐分的密度值。在所涉及的干燥方法中,试样的真实密度随着含水量减少而増加,接近干物料的密度值。


压力真空干燥后的特性影响

  从图3-3中可以看出,在表观密度方面,在相同含水量下,经渗透脱水后试样的表观密度最高在真空干燥过程中,试样的表观密度值明显低于常规干燥的表观密度值;而经冷冻干燥的试样,表观密度值最低;试样的结构决定微波干燥后制品的表观密度。物料种类影响干品的表观密度。在冷冻千燥时,苹果表观密度随着含水量増加而増加;而在其余干燥方法中,只有含水量低于3kg/kg db时,
  苹果的表观密度才随着含水量的增加而増加;而当含水量高于3kg/kg db时,苹果的表观密度无显著变化。而对于马铃薯来说,在真空和常规干燥过程中,表观密度随着含水量的增加而减小;在微波和冷冻干燥过程中,表观密度却随着含水量的増加而增大。

  就孔隙率来说,在这5种干燥方法中,冻干后物料的孔隙率最高(80%-90%),随后是微波干燥,马铃薯经微波干燥后的于品孔隙率达75%,但是微波干燥后苹果的孔隙率只有25%。真空干燥后的苹果孔隙率达到70%,经真空干燥的马铃薯的孔隙率值较低只有25%。在所涉及5种干燥方法中,冻干后物料的收缩很少,比体积变化少,只有与未处理的样品相比才能分辨出来。对其它的干燥方法来说,在相同的含水量下,样品的比体积差别不显著。而在收缩方面,对常规和渗透脱水的物料来说,收缩现象非常剧烈,对真空和微波干燥的物料来说,收缩现象相对不显著。

(责任编辑:chinagzsb)
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