[發明專利]一種適宜大批量調理食用菌脫水的中短波紅外與射頻聯合干燥的方法

有效

• 申請號: 201210537827.7
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN102986838A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張慜;王洪彩;陳衛平
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: A23B7/02
• 分類號: A23B7/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

一種適宜大批量調理食用菌脫水的中短波紅外與射頻聯合干燥的方法，屬于食用菌加工技術領域。

背景技術

食用菌是一類集營養、保健功能于一體的開發潛質巨大的食品，食用菌富含蛋白質、維生素和礦物質等營養素以及不飽和脂肪酸和纖維素等生物活性成分，具有增強人體免疫、抗腫瘤、調節血脂、保肝解毒和降血糖等功能。

紅外干燥技術是利用許多物質易于吸收紅外線的特點，通過紅外輻射材料將熱能轉變為紅外輻射能量，直接輻射到被加熱物體上，引起分子共振，迅速升溫，從而達到快速加熱與干燥的目的，紅外線可穿透物料內部粒子間微小間隙，迫使分子運動加劇而內部發熱，溫度迅速升高，同時內部分子由內向外擴散，由于紅外干燥具有加熱迅速，吸收均一，加熱效率高，化學分解作用小，原料不易變性等優點，因此對于熱敏性物質的干燥表現出獨特的優點，目前已用于農產品干燥。例如。經遠紅外干燥的菠菜，其Vc的殘存量為傳統干燥方法的2倍；另外對青蔥、馬鈴薯和胡蘿卜進行的遠紅外干燥試驗表明：產品的營養成分保存率比傳統的干燥方法有顯著的提高，且干制品表面具有多孔特性，復水性好。

但紅外干燥的穿透性不是很強，相對于傳統的熱風干燥，射頻干燥是一種新型的加熱技術，常應用于食品等的解凍、加熱、殺菌、烘干等方面。常用的有13.56、27.12、40.68?MHz?射頻段及?915、2450?MHz的微波段。分子的極化現象是射頻干燥的主要原因，介質處于電場中，受到電場作用的分子會發生轉動，分子間的作用，使物料中的分子運動，而產生的摩擦擠壓效應，因而物料被加熱。射頻干燥具有高效、節能等優點，它的缺點是溫度分布不均勻，溫度控制存在一定的困難，而且設備投資大。

目前在國外，射頻熱風的聯合干燥技術在食品及農產品等一些領域已廣泛的應用，且有相對較長的發展時間，我國目前還沒有這方面的報道。

王俊等（1999年，浙江大學）針對遠紅外和微波干燥兩種干燥方式的特點，即：遠紅外干燥的前期速度快，水分擴散速率快，但其穿透性不夠強，而微波干燥的穿透性強，在干燥后期可將物料內部難排出的水分及時排除，但微波在干燥前期由于失水速度過快而產生排濕困難，從而加大設備的干燥負荷。采用前期遠紅外干燥與后期微波干燥的聯合干燥方式可以解決這一問題。并優化了遠紅外干燥箱內溫度、微波干燥功率和遠紅外轉換微波時的含水率作為試驗三因素，得到的以干后質量為主要目的獲得的最優組合為：遠紅外干燥箱溫62.3℃，微波干燥功率0.5W/g，遠紅外轉換成微波時含水率58.78％。試驗還發現遠紅外越早轉化成微波，干燥過程越短；遠紅外越早轉化成微波耗電越大，但過遲換成微波，遠紅外脫水困難，干燥過程加長，能耗也加大。

賈洪雷、徐艷陽、劉春喜等人申請了發明專利“一種提高玉米脫水速率的聯合干燥方法”（授權號：201010153889.9）該專利屬于糧食食品加工技術領域，主要用于脫水糧食的生產。該發明是采用前期熱風/微波干燥，干燥至一定水分含量時，轉換為微波干燥至終點。前期采用PH070A干燥箱，熱風溫度為50~60℃，風速為0.2~0.5m/s，在常壓下干燥至含水量為20%±2%，后將熱風干燥后的玉米采用WP700A型微波爐，微波功率為100~140W，在常壓下進行干燥，至玉米水分含量為14?%?±?1%。該發明解決了糧食干燥時間長，干燥效率低及污染嚴重等問題。

徐剛（2009）等人研究了熱泵與遠紅外聯合干燥的方法，在干燥前期采用熱泵低溫（40~50℃）除濕干燥，避免了高水分環境下由于高溫導致一些熱敏性營養成分的損失，同時在較低溫度下物料表面不會結殼；熱泵可以回收較多的顯熱和潛熱，有利于降低干燥過程中的能耗。后期采用遠紅外加熱干燥（65~85℃），利用遠紅外加熱升溫快，具有一定的穿透性等特點，達到縮短傳熱距離，提高干燥速率效果。確定胡蘿卜熱泵與遠紅外線聯合干燥工藝的最佳工藝參數為：胡蘿卜熱燙120s，熱泵干燥溫度45℃，遠紅外熱源輻射功率為2kW，熱泵干燥與遠紅外干燥切換點為物料含水率為50%。

張麗（2010，西北農林科技大學碩士論文）為控制加熱溫度的恒定，解決水分凝積和保持物料表面溫度，采用熱風輔助干燥的加熱過程，克服單純使用射頻干燥的缺點，使加熱得到更理想的效果。研究發現在不同溫度及含水率下，微波、射頻在紅棗中的穿透深度，隨著紅棗水分含量的增大、溫度的升高，射頻能量穿透深度持續減少，而微波能量穿透深度變化很小。熱風干燥所需時間是射頻熱風聯合干燥的3倍，可見使用射頻熱風聯合干燥可以大大的縮短紅棗的干燥時間，可提高生產效率，降低能耗。

發明內容