氣體射流沖擊節(jié)能技術(shù)在蘋果干燥加工中的應(yīng)用研究

【摘要】： 在食品工業(yè)中,食品的生產(chǎn)、加工過程中都需要消耗大量的能源；因此節(jié)能問題就成為企業(yè)降低成本提高利潤的重要手段之一。在大多數(shù)果蔬制品的前期加工過程中,果蔬制品的脫水烘干過程尤為顯得更加重要,而這一過程要消耗大量的能源,因此如何降低干燥過程中的能耗,以及研究提高能耗的利用率也是研究的課題。本研究是以西安市洛川產(chǎn)的紅富士鮮蘋果為主要原料,采用食品工業(yè)加工干燥高新技術(shù)—氣體射流沖擊節(jié)能干燥技術(shù),來研究氣體射流沖擊節(jié)能技術(shù)的能耗和研究蘋果脆片、蘋果丁、蘋果條的加工干燥的最佳工藝參數(shù)。本課題研究分四個部分：第一部分,通過查閱大量的中外文資料確定課題研究方向,即文獻綜述部分。第二部分,通過蘋果片干燥物料的正交試驗確定較佳的氣體射流沖擊干燥的工藝參數(shù)。第三部分,以第二部分的結(jié)論作為氣體射流沖擊干燥的固定參數(shù)來對比熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空干燥、真空冷凍干燥在能量消耗方面的研究,以及加熱管余熱回收裝置和不加此裝置的節(jié)能研究。第四部分,按照通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗方案,通過單因子試驗確定各單因子的最佳值或范圍,然后通過二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗,研究得出最佳干燥蘋果片、蘋果條、蘋果丁的干燥工藝參數(shù)。 本研究的試驗結(jié)果如下： 1.在相同品質(zhì)和大小的蘋果片物料的條件下(蘋果原料為西安市洛川產(chǎn)紅富士鮮蘋果,切片厚度8mm)通過對比熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空干燥、真空冷凍干燥在能量消耗方面的研究發(fā)現(xiàn)：除了微波干燥外,氣體射流沖擊干燥在能量消耗最少,比熱風(fēng)干燥節(jié)能47.80%,比真空干燥節(jié)能46.23%,是真空冷凍干燥能耗的1／10,其單位能耗為30.352±0.01MJ·kg-1。在干燥時間相同的情況下,氣體射流沖擊干燥增加熱管余熱回收裝置和不加熱管余熱回收裝置相比加熱管余熱回收裝置時可以節(jié)約能耗11.72%。 2.試驗結(jié)果表明干燥溫度對產(chǎn)品的品質(zhì)有顯著的影響,溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響呈負(fù)相關(guān)變化,隨著溫度的升高產(chǎn)品的品質(zhì)呈降低趨勢,蘋果物料的形狀大小,噴嘴到物料的距離對產(chǎn)品的復(fù)水比(Y1),感官評價(Y2),Vc的含量(Y3)有一定的影響。影響蘋果干燥加工的因素由大到小依次順序為干燥溫度蘋果物料的形狀及大小噴嘴到物料的距離。 3.不同形狀的蘋果物料最佳工藝參數(shù)確定,試驗采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計： 3.1蘋果片干燥參數(shù)的優(yōu)化方程及最佳工藝選擇(R20.8)Y1=4.15251-0.49728X1+0.37344X2+0.55094X3+0.22553X12-0.17221X22-0.47803X32Y2=8.48858-0.82076X1+0.71292X2+0.59633X3-0.38931X12-0.81358X22-0.77645X32+0.26250X1X3Y3=3.86261-0.40312X1+0.23621X2+0.58142X3-0.15815X32-0.14250X1X2 在實際生產(chǎn)過程中不可能對每一個產(chǎn)品指標(biāo)面面俱到,因此根據(jù)每個因素試驗的最優(yōu)指標(biāo)值取平均值(取整數(shù))作為蘋果片干燥的最佳工藝參數(shù)。所以蘋果片的最佳工藝參數(shù)為：干燥溫度(X1)=66℃,噴嘴到物料的距離(X2)=171mm,干燥蘋果片的物料厚度(X3)=9mm。 3.2蘋果條干燥參數(shù)的優(yōu)化方程及最佳工藝選擇(R20.8)Y1=4.01487-0.14069X1+0.44859X2+0.52118X3+0.24489X12-0.23418X22-0.37737X32+0.29000X1X2+0.19250X1X3+0.11250X2X3Y2=8.09162-0.23075X1+0.35852X2+0.43112X3+0.23793 X12-0.24113 X22-0.38432X32+0.38625X1X2+0.28875 X1X3+0.20875 X2X3Y3=3.90631-0.30098X1+0.14035X2+0.50114X3-0.13781X12-0.24034X32-0.63125X1X2+0.17375X1X3-0.15625X2X3 根據(jù)每個因素試驗的最優(yōu)指標(biāo)值取平均值(取整數(shù))作為蘋果條干燥的最佳工藝參數(shù)。所以蘋果條的最佳工藝參數(shù)為：干燥溫度(X1)=68℃,噴嘴到物料的距離(X2)=168mm,干燥蘋果條的大小(X3)(寬×高)=10mm。 3.3蘋果丁干燥參數(shù)的優(yōu)化方程及最佳工藝選擇(R20.8)Y1=3.01845+0.41404X2+0.37420X3+0.32371X12-0.16949X22-0.32329X32Y2=7.63826-0.21418X1+0.36199X2+0.44113X3+0.21096 X12-0.25043 X22-0.40245X32+0.37875X1X2+0.26875 X1X3+0.22375 X2X3Y3=3.03458-0.21797X1+0.16675X2+0.51482X3-0.09001X12+0.06025X22-0.58250X1X2根據(jù)每個因素試驗的最優(yōu)指標(biāo)值取平均值(取整數(shù))作為蘋果丁干燥的最佳工藝參數(shù)。所以蘋果丁的最佳工藝參數(shù)為：干燥溫度(X1)=69℃,噴嘴到物料的距離(X2)=170mm,干燥蘋果丁的大小(X3)=10mm見方。 【關(guān)鍵詞】：氣體射流沖擊 節(jié)能 干燥 蘋果
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TS255.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第一章 文獻綜述12-27
• 1.1 氣體射流沖擊技術(shù)在食品工業(yè)中的國內(nèi)外研究進展12-15
• 1.1.1 氣體射流沖擊原理及干燥機12-14
• 1.1.2 氣體射流技術(shù)在國外的研究進展14
• 1.1.3 氣體射流沖擊干燥在國內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展14-15
• 1.2 熱管回收余熱技術(shù)15-19
• 1.2.1 熱管工作原理示意圖15-16
• 1.2.2 熱管工作原理16-17
• 1.2.3 熱管的基本特性17
• 1.2.4 熱管技術(shù)國外研究進展17-18
• 1.2.5 國內(nèi)研究進展18-19
• 1.3 食品干燥19-25
• 1.3.1 食品干燥的特點和方法19-20
• 1.3.2 食品干燥加工技術(shù)的進展20-25
• 1.4 蘋果的加工概況25-26
• 1.5 本課題研究的目的、意義和內(nèi)容26-27
• 第二章 氣體射流沖擊干燥工藝的選擇27-33
• 2.1 材料與方法27-29
• 2.1.1 試驗材料和儀器27
• 2.1.1.1 試驗材料27
• 2.1.1.2 主要儀器與試劑27
• 2.1.2 試驗方法27-28
• 2.1.2.1 測定指標(biāo)27-28
• 2.1.2.2 操作要點28
• 2.2.3 正交試驗設(shè)計28-29
• 2.2 結(jié)果與分析29-32
• 2.2.1 因素對Vc含量的影響30
• 2.2.2 溫度對Vc含量的影響30
• 2.2.3 噴嘴距離對Vc含量的影響30
• 2.2.4 干燥盒寬度對Vc含量的影響30-31
• 2.2.5 物料的堆積厚度對Vc含量的影響31
• 2.2.6 感官質(zhì)量綜合評價31
• 2.2.7 因素對外觀的影響31
• 2.2.8 因素對質(zhì)地的影響31-32
• 2.2.9 因素對風(fēng)味的影響32
• 2.3 結(jié)論32-33
• 第三章 氣體射流沖擊干燥的能耗研究33-38
• 3.1 材料與方法33-35
• 3.1.1 試驗材料和儀器33
• 3.1.1.1 試驗原材料33
• 3.1.1.2 主要儀器設(shè)備33
• 3.1.2 試驗方法33-35
• 3.1.2.1 試驗指標(biāo)34
• 3.1.2.2 操作要點34-35
• 3.2 結(jié)果與分析35-37
• 3.2.1 蘋果脆片干燥前后質(zhì)量變化及總能耗35
• 3.2.2 蘋果脆片的能耗及分析35-36
• 3.2.3 氣體射流沖擊干燥加熱管余熱回收裝置和不加熱管余熱回收裝置的干燥能耗對比36-37
• 3.3 結(jié)論37-38
• 第四章 氣體射流沖擊干燥不同形狀的蘋果物料的工藝優(yōu)化38-78
• 4.1 氣體射流沖擊干燥單因素試驗38-46
• 4.1.1 材料與方法38
• 4.1.1.1 試劑和儀器38
• 4.1.1.2 試驗方法,試驗指標(biāo)的測定38
• 4.1.2 單因素試驗結(jié)果與分析38-46
• 4.1.2.1 蘋果片的不同厚度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響39-41
• 4.1.2.2 蘋果丁的不同大小對產(chǎn)品品質(zhì)的影響41-42
• 4.1.2.3 蘋果條的不同大小對產(chǎn)品品質(zhì)的影響42-43
• 4.1.2.4 干燥處理的不同溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響43-44
• 4.1.2.5 噴嘴到物料的不同的距離對產(chǎn)品品質(zhì)的影響44-45
• 4.1.2.6 干燥盒的不同寬度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響45-46
• 4.1.2.7 物料的堆積厚度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響46
• 4.2 蘋果片、蘋果條、蘋果丁最佳干燥工藝參數(shù)的篩選研究46-78
• 4.2.1 材料與方法46-47
• 4.2.1.1 試驗材料46
• 4.2.1.2 試驗藥品46-47
• 4.2.1.3 試驗方法47
• 4.2.1.4 試驗指標(biāo)47
• 4.2.2 蘋果片的二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗的結(jié)果分析47-59
• 4.2.2.1 三因素二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗方案及結(jié)果47-48
• 4.2.2.2 實驗結(jié)果方差分析48-51
• 4.2.2.3 單因素分析51-57
• 4.2.2.5 最大值模擬分析57-59
• 4.2.3 蘋果條的二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計試驗的結(jié)果分析59-69
• 4.2.3.1 因素對產(chǎn)品復(fù)水的影響59-62
• 4.2.3.2 單因素分析62-65
• 4.2.3.3 因素的交互效應(yīng)分析65-67
• 4.2.3.4 最大值模擬分析67-69
• 4.2.4 蘋果丁的二次通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計試驗的結(jié)果分析69-78
• 4.2.4.1 因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響70-73
• 4.2.4.2 單因素分析73-74
• 4.2.4.3 因素的交互效應(yīng)分析74-75
• 4.2.4.4 最大值模擬分析75-78
• 第五章 結(jié)果分析與結(jié)論78-82
• 5.1 分析78-79
• 5.1.1 氣體射流沖擊干燥原理78
• 5.1.2 影響氣體射流沖擊干燥的因素78-79
• 5.1.3 氣體射流沖擊干燥節(jié)能分析79
• 5.1.4 創(chuàng)新點79
• 5.1.5 進一步研究的方向79
• 5.2 結(jié)論79-82
• 5.2.1 能耗79-80
• 5.2.2 蘋果片的優(yōu)化干燥工藝參數(shù)80
• 5.2.3 蘋果條的干燥工藝參數(shù)80-81
• 5.2.4 蘋果丁的干燥工藝參數(shù)81-82
• 參考文獻82-87
• 致謝87-88
• 攻讀學(xué)位期間研究成果88

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行業(yè)動態(tài)    

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用蜂蜜釀制蘋果酒    Klme,R.W.;王寶龍;

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蘋果酸-乳酸發(fā)酵對蘋果酒風(fēng)味的影響    祝戰(zhàn)斌,馬兆瑞

一種甜型蘋果酒的研制    趙建根,劉月永,高紅心,郝傳發(fā),張玉芳

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蘋果酒的風(fēng)味    齊鳳蘭;

影響蘋果酒的品質(zhì)因素及控制措施    朱傳合,夏秀梅,杜金華

英國高端啤酒將保持緩慢增長    程鈺童

盛夏 飲杯蘋果酒    

蘋果酒業(yè)揚帆新世紀(jì)    曾尚進

我國引進頂尖蘋果酒品牌    記者 謝小玲

全球最大的蘋果酒生產(chǎn)商看好中國市場    朱弘

蘋果酒給你清爽和激情    沈莉

蘋果酒的釀制方法    李小霞

蘋果酒的釀制方法    李小霞

三門峽蘋果深加工再辟新途徑    記者 馬鐵軍

日本熱賣有汽飲料    香港貿(mào)發(fā)局駐日本大阪辦事處供稿

蘋果酒釀造中香氣物質(zhì)的研究    汪立平

蘋果種植戶技術(shù)選擇行為研究    王靜

發(fā)酵型蜂蜜桑椹酒的釀造技術(shù)及品質(zhì)特征研究    陳娟

毛細(xì)管電泳——電化學(xué)檢測技術(shù)在食品和中藥分析中的應(yīng)用研究    彭友元

鴨梨混合果酒釀造工藝及品質(zhì)特征研究    王艷輝

優(yōu)良MLF乳酸菌選育及其產(chǎn)酶特性研究與應(yīng)用    李維新

蘋果霉心病果肉生理及其近紅外無損檢測研究    李順峰

梨酒酵母工程菌的構(gòu)建及SO_2天然替代物的研究    張大為

降酸酵母菌株的構(gòu)建及其在枇杷酒釀造中的應(yīng)用研究    黃鷺強

蘋果酒的研制    屈勤兵

蘋果品種及酵母菌種對蘋果酒品質(zhì)特性影響的研究    李國薇

蘋果酒工藝條件優(yōu)化及高級醇生成控制的研究    于濤

基于價值鏈的蘋果關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)研究    毛翔

蘋果酒的產(chǎn)業(yè)化研究    張少為

不同品種蘋果香氣特征及品質(zhì)分析    段亮亮

濃縮蘋果汁釀造蘋果酒的工藝優(yōu)化及不同發(fā)酵基質(zhì)蘋果酒成分分析    劉婧琳

蘋果酒澄清及穩(wěn)定處理的研究    秦彥

腸膜明串珠菌WZ30-2在蘋果酒發(fā)酵工藝中的應(yīng)用研究    姚永紅

不同生態(tài)區(qū)域蘋果多酚與糖酸相關(guān)性分析    田蘭蘭