黃蜆真空冷凍干燥工藝的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文理論分析了真空冷凍干燥的基本原理和特點(diǎn)。通過對(duì)水產(chǎn)品的特點(diǎn)剖析，總結(jié)出水產(chǎn)品真空冷凍干燥中前處理、預(yù)凍、升華干燥及解析干燥四個(gè)過程的工藝特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，在對(duì)魚、蝦、貝三大類水產(chǎn)品進(jìn)行差異分析后，闡述了不同種類水產(chǎn)品真空冷凍干燥工藝上的區(qū)別，并歸納出水產(chǎn)品凍干過程中存在的問題和技術(shù)難點(diǎn)。 對(duì)黃蜆的物理特性和生物特點(diǎn)進(jìn)行分析后，制定出黃蜆真空冷凍干燥的工藝路線及工藝操作步驟。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件將黃蜆凍干過程轉(zhuǎn)化為一維穩(wěn)態(tài)問題，并

2、建立了黃蜆真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)物理模型。由熱通量公式和水分升華速率公式化簡(jiǎn)得凍干所需理論時(shí)間公式，代入實(shí)驗(yàn)條件及黃蜆的特性參數(shù)，得黃蜆凍干所需理論時(shí)間。此外，還根據(jù)升華水分遷移的特點(diǎn)和預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定實(shí)驗(yàn)厚度為5mm。 實(shí)驗(yàn)使用DSC差式掃描量熱儀對(duì)黃蜆共晶點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，設(shè)定掃描儀的降溫速率為5℃/min，溫度掃描范圍為0℃-45℃，由DSC曲線可知，黃蜆的共晶點(diǎn)溫度范圍為．20℃-23℃。真空冷凍干燥實(shí)驗(yàn)中，凍結(jié)終溫一般為共晶點(diǎn)

3、以下5-7℃，因此，確定本實(shí)驗(yàn)中黃蜆預(yù)凍階段的板層溫度設(shè)定為-30℃。 通過對(duì)黃蜆進(jìn)行12次不同真空度下的真空冷凍干燥，比較了不同真空室壓力對(duì)黃蜆凍干速率及干品品質(zhì)的影響，綜合黃蜆凍干速率、干品水分含量及復(fù)水性等幾方面分析，提出了黃蜆的凍干工藝條件為：預(yù)凍終點(diǎn)溫度為-30℃，真空室壓力為35Pa-40Pa，解析階段板層溫度設(shè)為30℃時(shí)，整個(gè)冷凍干燥過程用時(shí)約16.5個(gè)小時(shí)，干品黃蜆?biāo)趾繛?.1％，復(fù)水率高達(dá)93.56％，且復(fù)

4、水后的黃蜆增加了呈味氨基酸，具有海鮮特有的鮮香味，除水分外皆具有凍干黃蜆加工前的物理特征。 由于本論文不僅研究了真空度和板層溫度對(duì)黃蜆真空冷凍干燥的影響，并且為了測(cè)試真空冷凍干燥環(huán)境下黃蜆的干燥速率，對(duì)電子天平及凍干機(jī)的真空接頭進(jìn)行改裝，搭建了真空冷凍干燥天平系統(tǒng)和溫度測(cè)量裝置，為了更準(zhǔn)確地記錄各時(shí)刻黃蜆的質(zhì)量變化和脫水情況，我們還進(jìn)行了天平數(shù)據(jù)線的連接。搭建后的試驗(yàn)臺(tái)能滿足課題的要求，為凍干過程中各階段的升華速率的研究提供了良

5、好的試驗(yàn)平臺(tái)，有利于研究黃蜆凍干的優(yōu)化工藝，同時(shí)也有助于各階段凍干時(shí)間的確定，從而降低了能耗和成本，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。 本文對(duì)30-35Pa、35-40Pa、40-45Pa、45-50Pa的真空度范圍分別進(jìn)行了升華干燥，比較了四種不同真空度下黃蜆升華階段質(zhì)量變化情況，研究結(jié)果表明在相同的初始條件下，真空度為35Pa-40Pa時(shí)，黃蜆升華各階段的質(zhì)量下降均最快，為4.17g/h，40Pa-45Pa、45Pa-50Pa、30Pa-3

6、5Pa的條件下升華速率依次遞減。 此外，對(duì)解析干燥階段黃蜆的脫水速率也進(jìn)行了研究，分別對(duì)30℃、40℃、50℃三種工況下解析干燥過程中黃蜆的質(zhì)量變化進(jìn)行比較。由解析階段黃蜆質(zhì)量變化曲線可知，4.5小時(shí)結(jié)束解析是比較經(jīng)濟(jì)合理的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，解析溫度同干燥速率成正比，當(dāng)解析干燥階段加熱溫度為50℃時(shí)，黃蜆脫水速率最快，為1.2g/h。從保持產(chǎn)品品質(zhì)和節(jié)約能耗角度來分析，50℃是比較適宜黃蜆真空冷凍干燥的解析溫度。 通過理論