白蘑菇微波冷冻干燥质热传递过程研究

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白蘑菇(Agaricus bisporus)是一种具有营养与保健功能的食物。其营养丰富独特，具有解毒消热、消炎润肺等多种功效。但由于其含水量高，质地细嫩，不耐贮存，故常采用干燥方法对其进行保藏。目前有多种干燥方法：自然晒干，热风干燥、冷冻干燥等。晒干法易致使菌褶变黑，质量不稳定，不适合大规模生产。与冷冻干燥相比，热风干燥产品外形收缩严重、复原率低、营养成分损失大；冷冻干燥产品可最大限度保持产品原有形状结构和颜色，而且复水性好，蛋白质、维生素C等均高于热风干制品。但白蘑菇的冷冻干燥耗时长、能耗高，导致其冷冻干燥成本高。
　　微波冷冻干燥(Microwave Freeze-drying,MFD)可弥补以上不足，因为微波能以电磁波形式穿透到介质内部，冰晶受热升华快，提高干燥速率，缩短干燥时间。微波冷冻干燥技术是一种快速干燥脱水技术，可应用在一些特定食品上，尤其是海产品、水果和蔬菜等。与传统冷冻干燥技术(Freeze drying,FD)相比，微波冷冻干燥可节约干燥时间和能量，提高产品质量。但是微波冷冻干燥过程中的质热传递机理始终制约着该技术的发展，以至于该技术还未能大规模应用在实际生产中。
　　本文针对以上问题主要有以下三方面研究：(1)在前人建立的干燥模型及相应控制方程组的基础上考虑微波物料介电特性因素，使用Matlab进行数值模拟，进一步研究传热传质机理及各参数对干燥过程的影响规律；(2)白蘑菇介电特性的测定：介电常数ε′和介电损耗因子ε′′，所用仪器为网络分析仪；(3)白蘑菇验证试验，分析干燥压强、物料厚度等因素对干燥速率的影响以及物料温度的变化。数值模拟与验证试验进行比较，得出结论。
　　主要结论：(1)白蘑菇介电特性的测定：得出了介电常数和介电损耗因子分别对温度、含水率的回归方程；其中介电损耗因子回归方程为：y=62.4943365-124.61825910x1+0.28264244820x2-0.15420650792x1x2+89.72199675x12，方程高度显著；(2)在白蘑菇微波冻干验证试验中，得出了白蘑菇厚度、干燥压力对干燥速率的影响以及白蘑菇温度变化规律；白蘑菇微波冷冻干燥的较为合理参数：初始压力120Pa，解析干燥阶段压力为100Pa，物料厚度为10mm，干燥时间约为11h，得到含水率为7％的产品；(3)微波冷冻干燥数值模拟与白蘑菇验证试验进行比较，在传热传质方面得到较好的效果。

著录项

作者
闫沙沙;
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作者单位

河南科技大学;

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授予单位河南科技大学;
学科食品工程
授予学位硕士
导师姓名段续,刘英杰;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类蔬菜加工食品;
关键词
白蘑菇; 微波冷冻干燥; 传热传质; 数值模拟; 营养成分;

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