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干燥条件对结构特性的影响

时间: 2018-06-08 16:34  来源: 未知   作者: chinagzsb   点击:  

  干燥条件对结构特性的影响

  干燥条件对物料结构有显著影响,对于同一种物料,在不同干燥条件下干燥,干后产品结构特性可能完全不同。

  (1)真空干燥过程中压力的影响

  在真空干燥过程中,压力对脱水制品结构特性有影响,尤其是对物料的孔隙率有显著影响,如图3-4所示。

  物料的表观密度随真空度増加(压力减小)而减小,这表明在真空脱水过程中,较低压力遏制物料结构收缩,这种现象在胡萝卜和香蕉中比在苹果和马铃薯中明显。脱水制品的孔隙率随着压力的减小而増加,这意味着可以通过控制压力能抑制收缩产生,使得最终制品中可能出现较高的孔隙率。

  (2)冷冻干燥过程中温度的影响

  冷冻干燥条件对干后物料的结构特性有显著影响,如图3-5所示,在冷冻干燥过程中,低温(〈-50℃)下所有样本的收缩都不显著,物料的表观密度下降。当冷冻干燥处于低真空度且温度较高时,有显著的收缩出现。随着冻干温度从一50℃上升到-8℃时,物料表观密度下降。冷冻干燥时,温度对苹果的表观密度影响最大,然后是胡萝卜的表观密度,而对香蕉和马铃薯的影响最小。


温度对冷冻干燥后物料结构特性影响

干燥方法

  冷冻干燥条件对物料孔隙率的影响很大,如图2-5所示。在低(〈-50℃),物料的孔隙率高于90%,随着冷冻干燥温度升高,物料的孔隙率下降,在-8℃时,苹果的孔隙率降低30%,而其它物料降低10%。在冷冻干燥过程中,随着样品温度的増加,物料的物理特性发生变化,冰晶升华加速,使孔隙率减少。新鲜苹果的孔隙率最高,收缩空间较大。

  4、干燥方法对复水制品结构特性的影响

  复水率是评价干燥后产品质量的一项重要参数。如果干燥过程对物料的细胞组织结构没有严重影响,干品应该吸收与干燥前物料初始含水量相同的水分。但是干燥条件对物料的质构特性有不同程度的影响,会影响干品复水过程中的水分吸收。这是由于十燥过程中物料结构塌陷,外观相通的空穴变成独立孔穴,从而降低干品的复水能力。在干燥过程中,物料结构发生的变化,不能简单地通过复水来使之获得恢复。可以通过脱水制品在复水过程中的结构特性,来分析因干燥引起的物料结构变化程度。

  (1)结构特性指标的变化

  苹果经5种干燥方法处理后,在脱水和复水过程中质构特性指标会发生变化,如图3-6所示。

  a、真实密度

  从图3-6(1)中可以看出,所涉及的4种干燥方法,对苹果在脱水和复水过程中真实密度影响很小,即在相同含水量情况下,真实密度相近。这表明仅有含水量影响苹果的真实密度。在脱水过程中,随着水分逸出,真实密度接近干物料的密度值,相反,在复术过程中,随着水分沿着脱水路径重新获得,真实密度再降低。

  b.表观密度

  如图3-6(2)所示,苹果的表观密度随含水量的增加而略有增加,在复水过程中,苹果的表观密度显著降低,而在脱水过程中表观密度下降较少,这种复水滞后程度取决于干燥方法。这是由于在干燥过程中,苹果细胞组织遭到破坏,形成多孔结构,在复水过程中导致亲水性降低,不能充分吸水,使得表观密度下降。

  c.孔隙率

  如图3-6(3)所示,农产品在脱水过程中发生收缩现象阻止物料复水,使得制品的孔隙率降低。苹果的孔隙率随含水量増加而减少,在含水量相同时,苹果复水时的孔隙率高于脱水时的值,这是干品孔隙中含有空气所导致的结果。因孔隙率存在,干制品存在复水滞后现象,并随孔隙率的増加而増加。冻干物料有较高的复水能力,而空气和微波真空干燥的复水能力最低。

  d,比体积

  从图3-6(4)可以看出,经冷冻干燥处理后苹果的比体积显著高于其它干燥方法,并且在同一含水量下,苹果复水时的比体积高于脱水时的值。

  在所涉及的5种干燥方法中,对节果在复水和脱水时的结构特性影响从大到小依次是冷冻干燥、真空干燥、微波干燥、常规干燥和渗透干燥。

  (2)数学模型

  可以用数学模型表示质构指标与物料含水量的关系,以及预测干燥过程中结构特性指标的变化。如果物料的含水量为M(kg)kg db),考虑到真实密度介于固形物的体密度pbo与水的密度pw之间,用含水量来确定真实密度Pp(kg/m3) Pp一(l+M)/(I/ps+M/pw),相当于混合模型的两个连续阶段。比体积u(m3)kg db)包括的3个参量干固形物的体密度ps(kg/ma),闭合水域的密度Pw(kg/m3和收缩相关系数P',它们的关系是u=1/pbo+ P·M/Pw。表观密度pb{kg/m乃的范围介于图形物的体密度pb(kg/ma)和闭合水域密度pw等式是两阶段的结构模型。物料的孔隙率是表观密度ph(kg/ma)和真实密度Pp(kg/ma)的函e=l-pb / Ppo。


苹果干燥脱水

  以苹果为例,采用5种方法对其干燥:常规干燥、真空干燥、渗透干燥、微波干燥和冷冻干燥。测定了脱水和复水过程中结构特性参数的变化,结果如表3-5所示。在测定结构特性时,应该考虑到物料种类、干燥方法及条件等因索对组织结构模型四个参数产生的影响。在真空干燥过程中,固形物的体密度pbo与压力p的关系为pbo=0.55po0':与温度T存在指数关系为pbo=1.1 × 104 exp(0.048T),而其它参量不受压力和温度变化的影响。(3)预处理对干制品的脱水和复水性的影响干燥前对水果、蔬菜的预处理一般包括有杀青、冷冻、高压处理和机械挤压等方法,这些处理可去除果蔬表层破损的细胞组织、改善表皮的渗透性,改变细胞壁的通透性,提高干燥速率,但这些变化会影响到物料的收缩、密度、脱水和复水特性,对不同物料的影响程度不同。

  杀青杀青是用热水(95~98℃)或蒸汽漂烫待处理的果蔬,可使果蔬中的酶失活,并去除细胞组织间空气,引起结构聚合物的分解或水解。但杀青会引起果蔬中的固形物流失,也会导致淀粉颗粒糊化,比结晶状原淀粉持水量増大,影响复水产品的持水力。杀青可使在细胞膜间流动的细胞内空气膨胀。冷冻:冷本处理可以破坏生物材料的细胞结构。慢速冷冻使得物料内出现较大的冰晶,伴随养分、风味物质流失。因此,在融解时,细胞内的液体从破坏的细胞壁中溢出,可提高干燥速度。由于冷冻过程破坏了细胞组织结构,随着干燥速度增加!干燥后的产品收缩程度増大,密度増加。

  高压处理高压处理对绿扁豆、胡萝卜和马铃薯的干燥特性有影响。高压处理降低了绿扁豆的干燥速率,而对胡萝卜没有影响,对马铃薯的干燥速率有所提高。把高压处理与其它预处理方式组合使用,要比单独使用高压处理方式有效,压力増加会使产品的结构更密实。通过实践表明,高压处理会使干品不完全复水,与没有预处理的情况比较,热水杀青后的干品有较好的复水性。
 

(责任编辑:chinagzsb)
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