微波真空干燥在食品中的應(yīng)用

國外在20世紀(jì)80年代已經(jīng)開始了食品微波真空干燥機(jī)技術(shù)的研究，主要集中在美國、加拿大、德國和英國等幾個國家，他們的研究為該技術(shù)在食品工業(yè)上的應(yīng)用莫定了良好的基礎(chǔ)。

Drouzas 和Schubert研究了微波真空干燥設(shè)備干燥香蕉片。通過調(diào)節(jié)微波功率和真空度，來控制產(chǎn)品的干燥過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)壓力小于25MPa、微波功率為150W、干燥時間為30min、控制產(chǎn)品的干基含水率為5%～8%時，所得到的產(chǎn)品色澤亮麗，口感香甜，并且沒有收縮。Cui等研究了微波真空烘干設(shè)備烘干不同切片厚度的胡蘿卜的溫度分布及干燥過程中溫度的變化，并通過引人微波真空干燥的理論模型，加以改進(jìn)，結(jié)果表明干燥的微波功率分別取162.8W，267，5W，336.5W，壓力分別取3.0kPa、5.1kPa、7.1kPa，水分含量約為2kg/kg干基時，干燥速率與水分含量呈線性相關(guān)。繼續(xù)干燥則需要引人校正系數(shù)以使數(shù)學(xué)模型與試驗數(shù)據(jù)相適應(yīng)。P.P. Sutar和S. Prasad等對胡蘿卜進(jìn)行微波真空干燥時，選用9個數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合。選定不同的微波密度、真空壓力，設(shè)置干燥終點為干基含水率4%～6%，最后顯示Page模型最適合用來預(yù)測胡蘿片微波波真空干燥，并且發(fā)現(xiàn)微波密度對干燥速率有顯著的影響，真空壓力對十燥速率影響不明顯，Ressing等建立了二維有限元模型用來模擬微波真空干煤條件下面團(tuán)的膨化脫水過程。該模型將熱與固體力學(xué)有機(jī)地耦合，指明了面團(tuán)膨化的機(jī)制：十燥室與面團(tuán)中空氣的壓力差以及面團(tuán)溫度上升所產(chǎn)生的蒸汽。它還進(jìn)一步表明物料溫度分布與微波的穿透深度有關(guān)。Poonnoy等建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用來表示番茄片的微波真空干燥過程。該模型為微波真空干燥的研究提供了一種新的途徑和方法，可以避免物料的熱損傷并提高干燥效率。但是該模型在預(yù)測溫度和水分含量時可能出現(xiàn)不準(zhǔn)確的結(jié)果，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。我國在20世紀(jì)80年代后期開始對微波真空干燥進(jìn)行研究。

微波真空干燥可以劃分為2個階段：初始干燥階段和第二干燥階段。與傳統(tǒng)的冷凍干燥不同，微波真空烘干箱的初始干燥階段相對較短，而且溫度上升得很快；在第二干燥階段，溫度上升得更快。這是微波加熱的特點。有研究顯示，微波真空干燥和冷凍干燥相比可以減少40%的干燥時間，得到的產(chǎn)品品質(zhì)與冷凍干燥相似。微波真空干燥除了可以加快干燥速率，還能減少產(chǎn)品中微生物的濃度。黃姬俊等利用微波真空干燥技術(shù)對香菇進(jìn)行干燥，按去除水分的速率將干燥過程分為加速、恒速和降速3個階段；微波功率和裝載量對干燥速率影響顯著，真空度對干燥速率影響不明顯。黃艷等利用微波真空干燥技術(shù)對銀耳進(jìn)行微波真空干燥，選取微波強(qiáng)度、真空度及初始含水率等因素研究它們對干燥速率的影響，結(jié)果顯示微波強(qiáng)度對干燥速率的影響最大。李輝等研究了荔枝果肉微波真空干燥特性，探討不同微波功率、相對壓力及裝載量對荔枝果肉干燥速率的影響。結(jié)果表明：微波功率和裝載量對荔枝果肉干燥速率的影響較大，而相對壓力的影響不明顯。魏巍等為了研究茶葉在微波真空干燥過程中水分的變化規(guī)律，以綠茶為原料，進(jìn)行了微波真空干燥試驗。繪制了微波功率、真空度與干燥速率的曲線，并建立了相關(guān)的干燥動力學(xué)模型。最后得出的結(jié)論是：綠茶的微波真空干燥過程可分為加速和降速2個階段，無明顯恒速干燥階段；微波功率越大干燥時間越短，真空壓力越低干燥速率越快。但當(dāng)相對壓力降到—80kPa后對干燥速率的影響就不明顯了；劉海軍為了弄清果片內(nèi)部的水分分布、溫度變化，利用計算機(jī)模擬的方法得出微波真空膨化過程中的傳質(zhì)傳熱數(shù)學(xué)模型及體積膨脹數(shù)學(xué)模型，用來模擬干燥過程中果片內(nèi)部傳質(zhì)和溫度變化。李維新等為了避免糖姜焦湖建立了糖姜微波真空干燥動力學(xué)模型。以濕糖姜為原料，研究真空度，功率質(zhì)量比及姜塊的體積對糖姜微波真空干燥速率及品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示糖姜微波真空干燥的動力學(xué)模型為指數(shù)模型，為實現(xiàn)糖姜的可控制工業(yè)化王燥提供了技術(shù)依據(jù)。田玉庭等選定微波強(qiáng)度和真空度，研究它們對干燥時間、干制品色含量它度、多糖含量和單位能耗的影響。通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，建立了

二元多項式回歸模型，并確立了龍眼微波真空干燥最佳工藝參數(shù)為微波強(qiáng)度為（W/g，真空度為—85kPa。