海參微波-凍干聯(lián)合干燥工藝與機(jī)理研究.pdf

1、海參(Stichopus japonicus)具有極高的營(yíng)養(yǎng)和商品價(jià)值，是最為昂貴的海產(chǎn)珍品之一。由于海參離開海水很快會(huì)自溶，因此必須盡快加工，世界上約80%的海參都被加工成干參。海參體壁的主要成分是膠原蛋白，干燥過程中很容易腐敗變質(zhì)，且高溫脫水后會(huì)發(fā)生硬化，食用前的復(fù)水過程經(jīng)常需2-3天。目前市場(chǎng)流行的海參主要是傳統(tǒng)的鹽干海參和凍干海參。鹽干海參整個(gè)過程需要3天以上的時(shí)間，質(zhì)量很差；凍干海參雖然質(zhì)量很好，但干燥時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20 h以上，能

2、耗也很高。因此，本文引入了基于凍干的聯(lián)合干燥手段加工海參，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的冷凍干燥技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、低能耗的干燥。
　　 為了縮短傳統(tǒng)冷凍干燥的時(shí)間，采用了凍干.真空微波分段聯(lián)合干燥技術(shù)。發(fā)現(xiàn)聯(lián)合干燥的海參在產(chǎn)品品質(zhì)方面接近冷凍干燥產(chǎn)品，同時(shí)可縮短冷凍干燥時(shí)間約40%；發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換含水率對(duì)分段聯(lián)合干燥過程的影響最大；通過響應(yīng)面分析方法給出了聯(lián)合干燥的具體操作工藝參數(shù)；聯(lián)合干燥方式是一種可以替代傳統(tǒng)冷凍干燥來加工海參的新技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)也非

3、常適合現(xiàn)有冷凍干燥生產(chǎn)線的升級(jí)改裝，值得進(jìn)一步推廣。
　　 為了縮短傳統(tǒng)冷凍干燥的時(shí)間，并進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，采用了微波作為加熱源的微波輔助凍干同步聯(lián)合干燥技術(shù)。對(duì)干燥室的電場(chǎng)分布進(jìn)行了有限元模擬，從而使電場(chǎng)分布均勻；通過研究擊穿功率密度和干燥壓力的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了干燥過程中低壓氣體放電的規(guī)律；提出了干燥過程的微波加載方案，以獲得較快的干燥速度和較好的產(chǎn)品質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)了微波凍干過程的殺菌特性，提出了納米銀涂膜結(jié)合微波凍干生產(chǎn)活性海參的

4、新工藝；采用微波冷凍干燥保質(zhì)新工藝生產(chǎn)的海參與傳統(tǒng)凍干海參質(zhì)量沒有差別，但干燥時(shí)間縮短了近一倍。
　　 為了進(jìn)一步縮短微波冷凍干燥的時(shí)間，對(duì)海參的介電特性進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)海參的介電常數(shù)和介電損耗因子隨溫度和含水率變化的規(guī)律，特別是海參凍結(jié)后其介電損耗因子急劇下降，造成微波吸收能力下降；在保證干燥速率的前提下提出了避免熱失速的方法，從而使產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象；在不影響產(chǎn)品外觀和食品安全的前提下提出了通過納米鈣真空浸漬處理和鹽水浸漬

5、處理來改善海參的介電特性的方法，發(fā)現(xiàn)納米鈣真空浸漬處理后可顯著提高升華速率，而鹽水浸漬處理對(duì)常壓微波干燥較為適用。
　　 為了進(jìn)一步降低微波冷凍干燥能耗，對(duì)海參的凍干前處理技術(shù)進(jìn)行了研究。將滲透脫水技術(shù)引入干燥前處理，考慮海參的傳統(tǒng)加工工藝，將鹽水作為滲透劑，來對(duì)海參進(jìn)行預(yù)脫水以降低后期干燥負(fù)荷；發(fā)現(xiàn)超聲波輔助滲透處理可明顯提高滲透過程的傳質(zhì)速率，使失水率增加，同時(shí)對(duì)固形物增加率的提高效果則并不明顯，有利于控制海參的含鹽量，從而