微波真空干燥在食品中的應用

國外在20世紀80年代已經(jīng)開始了食品微波真空干燥機技術的研究，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在食品工業(yè)上的應用莫定了良好的基礎。

Drouzas 和Schubert研究了微波真空干燥設備干燥香蕉片。通過調節(jié)微波功率和真空度，來控制產(chǎn)品的干燥過程，結果發(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，結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。繼續(xù)干燥則需要引人校正系數(shù)以使數(shù)學模型與試驗數(shù)據(jù)相適應。P.P. Sutar和S. Prasad等對胡蘿卜進行微波真空干燥時，選用9個數(shù)學模型進行擬合。選定不同的微波密度、真空壓力，設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的膨化脫水過程。該模型將熱與固體力學有機地耦合，指明了面團膨化的機制：十燥室與面團中空氣的壓力差以及面團溫度上升所產(chǎn)生的蒸汽。它還進一步表明物料溫度分布與微波的穿透深度有關。Poonnoy等建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型，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。但是該模型在預測溫度和水分含量時可能出現(xiàn)不準確的結果，還需要進行進一步的研究。我國在20世紀80年代后期開始對微波真空干燥進行研究。

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對香菇進行干燥，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對銀耳進行微波真空干燥，選取微波強度、真空度及初始含水率等因素研究它們對干燥速率的影響，結果顯示微波強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，并建立了相關的干燥動力學模型。最后得出的結論是：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，利用計算機模擬的方法得出微波真空膨化過程中的傳質傳熱數(shù)學模型及體積膨脹數(shù)學模型，用來模擬干燥過程中果片內(nèi)部傳質和溫度變化。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模型。以濕糖姜為原料，研究真空度，功率質量比及姜塊的體積對糖姜微波真空干燥速率及品質的影響。結果顯示糖姜微波真空干燥的動力學模型為指數(shù)模型，為實現(xiàn)糖姜的可控制工業(yè)化王燥提供了技術依據(jù)。田玉庭等選定微波強度和真空度，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)為微波強度為（W/g，真空度為—85kPa。