南美白對蝦超聲波輔助熱泵干燥動力學(xué)及品質(zhì)特性研究.pdf

1、熱泵干燥是水產(chǎn)品干燥常用方法,但是熱泵干燥中、后期存在干燥速率低、能耗比增加問題?；诖?本文研究了南美白對蝦超聲波輔助熱泵干燥動力學(xué)及品質(zhì)特性,得到了超聲波輔助熱泵干燥的最優(yōu)工藝參數(shù)。分析了南美白對蝦的吸附等溫線及熱力學(xué)性質(zhì),探討了超聲波前處理對熱泵干燥蝦肉的吸附等溫線及熱力學(xué)性質(zhì)的影響。測定了南美白對蝦肉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,構(gòu)建了蝦肉的狀態(tài)圖,探討了超聲波前處理對熱泵干燥南美白對蝦肉貯藏穩(wěn)定性的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　

2、　1.研究了超聲波功率、超聲波頻率、超聲波處理時間、熱泵干燥溫度和風(fēng)速對南美白對蝦熱泵干燥動力學(xué)及品質(zhì)特性(硬度、韌性、色澤、收縮率、復(fù)水比和蝦青素含量)的影響。結(jié)果表明,溫度和風(fēng)速一定時,超聲波頻率、超聲波功率越小,超聲波處理時間越長,干燥速率越快;而超聲波處理對熱泵干燥南美白對蝦品質(zhì)特性的影響均不顯著(p>0.05)。綜合考慮,得到南美白對蝦超聲波前處理工藝參數(shù):超聲波頻率為35kHz,超聲波功率為180W,超聲波處理時間為30mi

3、n。熱泵干燥溫度和風(fēng)速對南美白對蝦干燥動力學(xué)和品質(zhì)特性有顯著影響。南美白對蝦熱泵干燥速率隨著熱泵干燥溫度升高和風(fēng)速加大而增加。風(fēng)速一定時,南美白對蝦的硬度和韌性隨熱泵干燥溫度的升高而增大;而色澤變化在35℃時最小;不同溫度之間收縮率和復(fù)水比的差距不大;但35℃時的蝦青素含量最高。熱泵干燥溫度一定時,南美白對蝦的硬度、韌性和色澤變化隨風(fēng)速的增大先減小后增大;不同風(fēng)速對蝦仁的收縮率和復(fù)水比的影響不大;風(fēng)速越大,蝦青素的含量越高。綜合考慮,南

4、美白對蝦超聲波輔助熱泵干燥最適溫度和風(fēng)速分別為:溫度35℃,風(fēng)速1.5m/s。采用8種數(shù)學(xué)模型擬合試驗數(shù)據(jù),得到用于描述南美白對蝦超聲波輔助熱泵干燥的最適模型為Two Term模型。溫度(35℃)和風(fēng)速(1.5m/s)一定時,超聲波輔助熱泵干燥南美白對蝦的有效水分?jǐn)U散系數(shù)(Deff)范圍為3.19?10-10~5.56?10-10 m2/s。超聲波處理條件一定時,南美白對蝦熱泵干燥的Deff范圍為2.782?10-10~7.774?10

5、-10 m2/s;而未經(jīng)超聲波處理南美白對蝦熱泵干燥的Deff范圍為2.489?10-10~6.110?10-10 m2/s。南美白對蝦超聲波輔助熱泵干燥的活化能為23.01 KJ/mol,而未經(jīng)超聲波處理的南美白對蝦熱泵干燥的活化能為29.16 KJ/mol。因此,超聲波處理增加了南美白對蝦熱泵干燥過程的有效水分?jǐn)U散系數(shù)、降低了干燥過程的活化能,進(jìn)而提高了熱泵干燥速率。
　　2.研究了超聲波前處理對南美白對蝦吸附等溫線及熱力學(xué)性

6、質(zhì)的影響,評估了熵焓互補理論在吸附過程中的應(yīng)用,確定了蝦肉吸附等溫線的最適模型。結(jié)果表明,南美白對蝦在吸附過程中,平衡含水率隨著水分活度(aw)的增加而增加。溫度(25~45℃)、aw(0.11~0.90)范圍內(nèi),GAB模型為描述南美白對蝦水分吸附特性的最適模型。南美白對蝦凈等量吸附熱、微分熵隨著含水率的增加而降低,擴張壓力隨著溫度的升高而降低,但隨著 aw的增加而升高。超聲波前處理降低了南美白對蝦的凈等量吸附熱、微分熵和擴張壓力。南美

7、白對蝦的吸附過程為熵驅(qū)動。
　　3.采用差示掃描量熱儀( DSC)測量了超聲波輔助熱泵干燥蝦肉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和凍結(jié)點,通過方程擬合試驗數(shù)據(jù)得到南美白對蝦的狀態(tài)圖。由南美白對蝦的狀態(tài)圖可知,超聲波處理南美白對蝦的最大冷凍濃縮狀態(tài)時的溶質(zhì)濃度為0.776g/g(w.b.),此時凍結(jié)終點溫度Tm’為-32.6℃,最大冷凍濃縮溶液的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg’為-54.66℃;未經(jīng)超聲波處理南美白對蝦的最大冷凍濃縮狀態(tài)時的溶質(zhì)濃度為0.795g