熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥工藝的研究

方良材 黃衛(wèi)萍 黃佳念

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西 南寧 530007）

熱風(fēng)干燥是一種使用熱風(fēng)干燥機(jī)械進(jìn)行干燥的方法。用熱風(fēng)爐加熱空氣，由風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)送入烘箱與鮮竹筍接觸實(shí)現(xiàn)加熱干燥。此方法成本較低，處理量大，易于操作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但有效成分損失較大，品質(zhì)較差[1]。

微波干燥具有速度快、熱效率高、加熱均勻、無污染的優(yōu)點(diǎn)，是近幾年來發(fā)展很快的新技術(shù)。在干燥過程中，微波透入物料內(nèi)，與物料的極性分子互相作用而轉(zhuǎn)化為熱能，使干燥物料內(nèi)各部分在同一瞬間獲得熱量而升溫，因此，具有加熱速度快、能量利用率高、干燥效率高等優(yōu)點(diǎn)。然而微波干燥溫度高，在密閉空間中空氣流通速度慢，而且干燥全部采用電能，能耗高，干燥成本較大[2]。

熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥技術(shù)是指根據(jù)物料的特性，將微波干燥和熱風(fēng)干燥兩種方式優(yōu)勢互補(bǔ)，分階段進(jìn)行的一種復(fù)合干燥技術(shù)，其目的是縮短干燥時(shí)間、降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

竹筍是斑竹或百家竹春季生長的嫩筍，富含多種氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和大量的膳食纖維，味美質(zhì)脆，具有清腸減肥、降血脂預(yù)防腸癌等功效，由于受環(huán)境污染少，是現(xiàn)代人追求的綠色食品。一般竹筍的出筍期只有30~40天，采收期短而集中，特別容易老化，長期貯藏比較困難。干燥精制的脫水筍片，能最大限度地保持其營養(yǎng)及色香味，延長貨架期，滿足人們對快節(jié)奏、方便食品的需求[4]。因此，對竹筍進(jìn)行了熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥的研究，試圖尋求較佳的聯(lián)合干燥工藝，降低能耗，縮短干燥時(shí)間，提高脫水筍片質(zhì)量。

1.材料與方法

1.1 材料

竹筍購于廣西南寧市西鄉(xiāng)塘菜市場, 選尖葉發(fā)黃、根部扁平、嫩度適中的毛竹筍。

1.2 儀器

6CW- 6E 型微波干燥設(shè)備、ZYD- 009型熱風(fēng)干燥機(jī)、CR-10小型色差計(jì)、FA 1104上皿電子天平。試驗(yàn)還需要不銹鋼刀、測溫計(jì)、秒表、天平、水分測定儀、樣品袋 20個(gè)、標(biāo)簽紙及鐵絲網(wǎng)等輔助器具。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程 原料選擇—原料預(yù)處理—護(hù)色—熱風(fēng)干燥—微波干燥—挑選—除雜—包裝—貯藏。

原料預(yù)處理:去皮，清洗，切除根部20mm和尖部適當(dāng)，切成（粗片）長80mm，寬10-15mm，厚2-3mm和（細(xì)片）長80mm，寬5mm，厚2-3mm的片狀。

護(hù)色：熱湯、預(yù)煮1min。

1.3.2 試驗(yàn)方案 （1）將預(yù)處理好的竹筍先進(jìn)行預(yù)煮護(hù)色處理，再分別用100g樣品進(jìn)行60℃、70℃、80℃和100℃熱風(fēng)干燥，每隔30min稱量一次，并記錄、直至達(dá)到恒重，繪制熱風(fēng)干燥曲線圖。根據(jù)干燥時(shí)間，產(chǎn)品的形狀、色澤、質(zhì)地去分析，找出熱風(fēng)干燥的最佳溫度。

（2）根據(jù)熱風(fēng)干燥曲線，找出在熱風(fēng)時(shí)間段內(nèi)當(dāng)產(chǎn)品達(dá)到一定水分含量時(shí)，轉(zhuǎn)換用微波干燥到最終成品的最佳轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

（3）找出轉(zhuǎn)換點(diǎn)后，分別用20g熱風(fēng)干燥到轉(zhuǎn)化點(diǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行200W、400W、600W、800W的微波干燥，每隔一分鐘稱量一次，并記錄、直至達(dá)到恒重，繪制微波干燥性曲線。根據(jù)微波干燥時(shí)間長短、耗能高低，產(chǎn)品色澤好壞，選擇最佳微波功率。

1.3.3 試驗(yàn)樣品的評審 色澤測定：用色差儀測出干燥產(chǎn)品的L值和a值，并對不同溫度和不同功率干燥得出的產(chǎn)品的L、a值進(jìn)行比較分析，找出較佳的熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥工藝。

2.試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 熱風(fēng)干燥特性

2.1.1 不同溫度對熱風(fēng)干燥速率的影響 在相同條件下分別對粗片竹筍和細(xì)片竹筍進(jìn)行60℃，70℃，80℃的熱風(fēng)干燥，竹筍熱風(fēng)干燥曲線如圖1、圖2。

圖 2（粗）竹筍熱風(fēng)干燥曲線

80℃熱風(fēng)干燥水分流失最快，其次是70℃，最后到60℃。在整個(gè)試驗(yàn)階段，分別從產(chǎn)品的形狀、色澤、質(zhì)地方面進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：80℃熱風(fēng)干燥至絕干較快，但是產(chǎn)品顏色焦黃，色澤差。70℃熱風(fēng)干燥至絕干比80℃的略慢，但是產(chǎn)品顏色淺黃，很接近原材料顏色，色澤好。60℃熱風(fēng)干燥至絕干顏色淺黃，色澤較好，但干燥時(shí)間明顯增加，耗能大。在試驗(yàn)過程中，細(xì)片的竹筍，損失率較高，變形嚴(yán)重，形狀不好，色澤也比粗片的差。所以得出結(jié)論：用70℃對粗片竹筍進(jìn)行熱風(fēng)干燥，損失率小，耗能小，得出的產(chǎn)品色澤好，形狀變化小，產(chǎn)品品質(zhì)最好。

2.1.2 熱風(fēng)溫度對脫水竹筍色澤的影響 如表1所示，不同溫度熱風(fēng)干燥的竹筍干制品的L、a值比較如下：因?yàn)長值越大表明干制品的褐變越少，70℃熱風(fēng)干燥的竹筍L=63.9是最大值，所以用70℃熱風(fēng)干燥竹筍褐變最少。a的正值表示紅色，a數(shù)值越小表示顏色越淺，70℃熱風(fēng)干燥的竹筍a=7.5是最小值，所以70℃熱風(fēng)干燥的竹筍比較鮮艷，其他溫度熱風(fēng)干燥得的產(chǎn)品比較暗紅，所以得出結(jié)論：用70℃熱風(fēng)干燥竹筍得到的產(chǎn)品品質(zhì)，色澤最好。

2.1.3 熱風(fēng)干燥與微波干燥轉(zhuǎn)折點(diǎn)的選擇 從圖3所示，粗片竹筍熱風(fēng)干燥在150min以前水分蒸發(fā)很快，但是在150min以后就會(huì)很慢，甚至接近停滯的狀態(tài)，導(dǎo)致干燥時(shí)間長，耗能大，所以竹筍熱風(fēng)150min以后適合用速度快、熱效率高、加熱均勻的微波干燥進(jìn)行干燥。70℃下熱風(fēng)干燥150min，為熱風(fēng)干燥轉(zhuǎn)到微波干燥的最理想轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

2.2 聯(lián)合干燥特性

2.2.1 不同微波功率對（粗）竹筍干燥速率的影響 如圖4所示，對70℃下熱風(fēng)干燥150min的產(chǎn)品分別進(jìn)行200W、400W、600W、800W的微波干燥發(fā)現(xiàn)：200W、400W微波干燥得出的產(chǎn)品顏色較淺，接近原材料顏色，但是微波時(shí)間最長，耗能大，效率低；800W微波干燥時(shí)間最短，但是干燥得出的產(chǎn)品顏色焦黃、暗淡，色澤差，易有焦味；600W微波干燥時(shí)間較短，而且干燥得出的產(chǎn)品顏色淺黃或淺白，接近原材料顏色，色澤好，有竹筍干燥特有的香味。所以得出結(jié)論：對70℃下熱風(fēng)干燥150min的產(chǎn)品進(jìn)行600W的微波干燥得出的產(chǎn)品品質(zhì)最好。

2.3.2 微波功率對熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥的竹筍色澤的影響

如表2所示，不同功率微波干燥的粗竹筍干制品的L、a值比較如下：a的正值表示紅色，a數(shù)值越小表示顏色越淺，L值越大表明干制品的褐變越少。由于800w微波時(shí)a值較大顏色暗紅，L值較小，容易褐變；200w、400w微波得出的a值較小，顏色較淺，L值較大，褐變較少，但是微波時(shí)間長，耗能大；600w微波得出的a值適中顏色較淺，L值較大褐變較少，而且微波至絕干的時(shí)間快，耗能小。綜合上述得出結(jié)論：熱風(fēng)干燥150min至轉(zhuǎn)折點(diǎn)后用600w微波干燥竹筍得到的產(chǎn)品品質(zhì)，色澤最好。

表 2竹筍的熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥色差分析表

3.結(jié)論

（1）在試驗(yàn)過程中，細(xì)片竹筍和粗片竹筍相比較，細(xì)片竹筍損失率較高，變形嚴(yán)重，形狀不好，色澤也比粗片的差，所以竹筍干燥選擇粗片竹筍較好。

（2）用70℃對粗片竹筍進(jìn)行熱風(fēng)干燥，損失率小，耗能小，得出的產(chǎn)品色澤好，形狀變化小，產(chǎn)品品質(zhì)較好。

（3）用不同的溫度對粗片竹筍進(jìn)行熱風(fēng)干燥找出轉(zhuǎn)折點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)分析得出：70℃下熱風(fēng)干燥150min，是轉(zhuǎn)到微波干燥最理想的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

（4）在70℃下熱風(fēng)干燥150min后，以20g/600W的裝載量進(jìn)行微波干燥得出的產(chǎn)品品質(zhì)較好。

[1] 鐘成義，肖宏儒，秦廣明.枸杞子熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù) 2010，（8）：14～16.

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[3] 張憋，王瑞.果蔬微波聯(lián)合干燥技術(shù)研究進(jìn)展[J].干燥技術(shù)與設(shè)備2005，（3）：16～19.

[4] 胡超宗,周建夷,蘭曉光等.毛竹不同筍齡營養(yǎng)成分的變化[J].竹子研究匯刊,1986.5(1):89～95.

[5] 金川,王月英,鄭文杰.我國竹筍研究現(xiàn)狀分析與展望[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 2000.17(1):75～79.

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