摘要以干燥风速、热泵干燥温度、相对湿度、载物量为影响因素，以叶绿素含量为评价指标，进行了正交优化试验，得出莴苣热泵干燥最优工艺为：风速0.5 m/s，热泵温度70 ℃，载物量6 kg/m2，相对湿度40%。在最优工艺条件下比较热泵干燥、热风干燥的样品品质和耗能，得出热泵干燥得到的莴苣品质高于热风干燥，而且比热风降低了干燥耗能21.18%。 关键词热泵；热风；莴苣；联合干燥 中图分类号S636.2文献标识码A文章编号 1007-5739（2013）12-0254-01 莴苣为菊科莴苣属一年生或二年生草本植物。莴苣营养价值很高，含矿物质、钙、磷、铁较丰富，亦含VA、V、V、尼克酸、蛋白质、脂肪、糖类及钾、镁等微量元素和食物纤维等。但是莴苣不易贮藏，而进行脱水后可克服这一难题。 近年来，热泵干燥逐渐被应用于食品干燥。当前，澳大利亚、新西兰及挪威等国家，热泵除湿工艺已越来越多地应用于坚果、水果、蔬菜、草药及水产品的干燥[1]。国内也有大量关于果蔬热泵干燥方面的研究[2-7]，但热泵干燥莴苣的研究暂时未见报道。我国蔬菜脱水工业90%采用常压热风干燥，该方式设备成本低，操作简单，但是具有能量利用率低、能耗成本高的缺点。目前，干燥新技术规模化生产应用较好的是真空冷冻干燥技术，该技术生产的产品品质好，但同样存在着能耗高的缺点，产品价格也较贵。该文以莴苣为原料，进行热泵干燥试验，以期为节能型脱水蔬菜的研究提供参考。 1材料与方法 1.1材料与设备 莴苣：购买于浙江省丽水市府前菜场；热泵干燥箱：上海磨思环保科技有限公司。 1.2试验方法 1.2.1工艺流程。具体如下：新鲜莴苣→原料预处理→护色液浸泡→烫漂→冷却、沥干→干燥。 原料预处理：选取新鲜莴苣，清洗后将其去皮（纤维部分去除干净），去根，去头，切成0.5 cm厚度的薄片，切分时做到大小均等。原料的护色处理[8]：16%海藻糖加4%氯化钠常温下渗透60 min。烫漂[8]：95 ℃下热烫4 min。 1.2.2正交试验。试验因素水平见表1。 1.2.3试验指标测定。①含水率测定：采用常压烘箱干燥法（GB5009.3—2003）。②叶绿素含量测定：采用80%丙酮浸提法，利用分光光度计测定叶绿素含量。每组平行测定3次，取平均值。③复水比测定：将脱水莴苣置于65 ℃温水中浸泡，每隔一段时间取出迅速擦净表面的水，称量一下复水后产品质量，直到产品质量无明显增加为止。每组平行测定3次，取平均值。计算公式如下：RR= 式中，RR—复水比，W1—复水后质量，W0—复水前干品质量。 能耗测定：干燥过程的能耗大小为电能表的前后读数差值。每组平行测定3次，取平均值。假设电能表的初始读数为E0，终了读数为Ei，则0~i时间段内干燥所消耗的能耗Wi=Ei-E0。单位能耗除湿量：SMER（kgH2O/kW·h）=Md /Wi，式中：Md—水分蒸发量，莴苣干燥的Md（kg）=总物料量M0×[初始含水率RH0（%）-实时含水率RHi（%）]；Wi—输入电能（kW·h）。 2结果与分析 2.1正交优化分析 通过参考文献确定护色及漂烫工艺，然后进行各项单因素试验，确定最佳参数的范围。再以这4个因素的最佳范围为标准，采用L9（34）正交表进行试验，以叶绿素含量为考察指标，干燥至水分含量为8%结束。正交试验结果如表2所示，可以看出，影响莴苣热泵干燥工艺的因素的主次顺序为B＞C＞D＞A，即热泵温度＞载物量＞相对湿度＞风速。莴苣热泵干燥最佳工艺条件为A1B2C2D2，即风速0.5 m/s，热泵温度70 ℃，载物量6 kg/m2，相对湿度40%。 2.2热泵干燥与热风干燥对比分析 通过上述正交优化试验，获得了莴苣热泵干燥最佳工艺参数，对该条件下生产出的莴苣干进行了品质分析和能耗测定，并与传统热风干燥进行了比较。不同干燥方式莴苣（下转第258页） （上接第254页） 叶绿素含量见图1。可以看出，热泵干燥方式叶绿素含量明显高于热风干燥，说明热泵干燥能较好地保持产品色泽。不同干燥方式莴苣复水率见图2。可以看出，热泵干燥方式复水率明显高于热风干燥。另外，从外观形状比较，也比热风干燥要好。不同干燥方式的能耗见图3。可以看出，热泵干燥方式单位能耗除湿量（即SEMR值）明显高于热风干燥。热泵干燥SEMR值为0.515 kgH2O/kW·h，热风干燥SEMR值为0.425 kgH2O/kW·h，热泵干燥比热风干燥节能达到21.18%。 3结论与讨论 以热泵温度、载物量、相对湿度、风速为影响因素，以叶绿素含量为评价指标，进行正交优化试验，得出莴苣热泵干燥最佳工艺为：风速0.5 m/s，热泵温度70 ℃，载物量6 kg/m2，相对湿度40%。在最佳工艺下比较热泵干燥、热风干燥的样品叶绿素含量、复水比、能耗。得出联合干燥后的莴苣品质高于热风干燥，而且比单独热风降低了干燥耗能21.18%。 4参考文献 [1] 刘锦.热泵干燥机在澳大利亚食品工业中的开发及应用[J].四川食品工业科技，1996，15（3）：9-11. [2] 张绪坤，毛志怀，李华栋，等.热泵流化床组合干燥胡萝卜丁的试验[J].农业机械学报，2006，37（3）：68-71. [3] 李晔，尹文庆.柿子热泵干制实验及其干制模型的研究[J].食品工业科技，2007，28（7）：57-59. [4] 李远志，胡晓静.热泵在食品工业中的应用[J].广州食品工业科技，2002，15（2）：39-41. [5] 李志远，张文明，胡晓静，等，胡萝卜薄片热风与热泵结合干燥工艺及特性研究[J].食品与发酵工业，2000（1）：3-6，15. [6] 徐建国，李华栋，徐刚，等.胡萝卜片热泵- 热风联合干燥特征与模型化研究[J].食品工业科技，2008（11）：145-148. [7] 叶盛英，李远志，罗树灿.热泵除湿与热风联合干制金针菇的研究[J].华南农业大学学报，1999，20（3）：104-107，116. [8] 江玲，张慜，孙金才.脱水莴苣片的护色工艺研究[J].干燥技术与设备，2009，7（6）：266-270.
摘要以干燥风速、热泵干燥温度、相对湿度、载物量为影响因素，以叶绿素含量为评价指标，进行了正交优化试验，得出莴苣热泵干燥最优工艺为：风速0.5 m/s，热泵温度70 ℃，载物量6 kg/m2，相对湿度40%。在最优工艺条件下比较热泵干燥、热风干燥的样品品质和耗能，得出热泵干燥得到的莴苣品质高于热风干燥，而且比热风降低了干燥耗能21.18%。 关键词热泵；热风；莴苣；联合干燥 中图分类号S636.2文献标识码A文章编号 1007-5739（2013）12-0254-01 莴苣为菊科莴苣属一年生或二年生草本植物。莴苣营养价值很高，含矿物质、钙、磷、铁较丰富，亦含VA、V、V、尼克酸、蛋白质、脂肪、糖类及钾、镁等微量元素和食物纤维等。但是莴苣不易贮藏，而进行脱水后可克服这一难题。 近年来，热泵干燥逐渐被应用于食品干燥。当前，澳大利亚、新西兰及挪威等国家，热泵除湿工艺已越来越多地应用于坚果、水果、蔬菜、草药及水产品的干燥[1]。国内也有大量关于果蔬热泵干燥方面的研究[2-7]，但热泵干燥莴苣的研究暂时未见报道。我国蔬菜脱水工业90%采用常压热风干燥，该方式设备成本低，操作简单，但是具有能量利用率低、能耗成本高的缺点。目前，干燥新技术规模化生产应用较好的是真空冷冻干燥技术，该技术生产的产品品质好，但同样存在着能耗高的缺点，产品价格也较贵。该文以莴苣为原料，进行热泵干燥试验，以期为节能型脱水蔬菜的研究提供参考。 1材料与方法 1.1材料与设备 莴苣：购买于浙江省丽水市府前菜场；热泵干燥箱：上海磨思环保科技有限公司。 1.2试验方法 1.2.1工艺流程。具体如下：新鲜莴苣→原料预处理→护色液浸泡→烫漂→冷却、沥干→干燥。 原料预处理：选取新鲜莴苣，清洗后将其去皮（纤维部分去除干净），去根，去头，切成0.5 cm厚度的薄片，切分时做到大小均等。原料的护色处理[8]：16%海藻糖加4%氯化钠常温下渗透60 min。烫漂[8]：95 ℃下热烫4 min。 1.2.2正交试验。试验因素水平见表1。 1.2.3试验指标测定。①含水率测定：采用常压烘箱干燥法（GB5009.3—2003）。②叶绿素含量测定：采用80%丙酮浸提法，利用分光光度计测定叶绿素含量。每组平行测定3次，取平均值。③复水比测定：将脱水莴苣置于65 ℃温水中浸泡，每隔一段时间取出迅速擦净表面的水，称量一下复水后产品质量，直到产品质量无明显增加为止。每组平行测定3次，取平均值。计算公式如下：RR= 式中，RR—复水比，W1—复水后质量，W0—复水前干品质量。 能耗测定：干燥过程的能耗大小为电能表的前后读数差值。每组平行测定3次，取平均值。假设电能表的初始读数为E0，终了读数为Ei，则0~i时间段内干燥所消耗的能耗Wi=Ei-E0。单位能耗除湿量：SMER（kgH2O/kW·h）=Md /Wi，式中：Md—水分蒸发量，莴苣干燥的Md（kg）=总物料量M0×[初始含水率RH0（%）-实时含水率RHi（%）]；Wi—输入电能（kW·h）。 2结果与分析 2.1正交优化分析 通过参考文献确定护色及漂烫工艺，然后进行各项单因素试验，确定最佳参数的范围。再以这4个因素的最佳范围为标准，采用L9（34）正交表进行试验，以叶绿素含量为考察指标，干燥至水分含量为8%结束。正交试验结果如表2所示，可以看出，影响莴苣热泵干燥工艺的因素的主次顺序为B＞C＞D＞A，即热泵温度＞载物量＞相对湿度＞风速。莴苣热泵干燥最佳工艺条件为A1B2C2D2，即风速0.5 m/s，热泵温度70 ℃，载物量6 kg/m2，相对湿度40%。 2.2热泵干燥与热风干燥对比分析 通过上述正交优化试验，获得了莴苣热泵干燥最佳工艺参数，对该条件下生产出的莴苣干进行了品质分析和能耗测定，并与传统热风干燥进行了比较。不同干燥方式莴苣（下转第258页） （上接第254页） 叶绿素含量见图1。可以看出，热泵干燥方式叶绿素含量明显高于热风干燥，说明热泵干燥能较好地保持产品色泽。不同干燥方式莴苣复水率见图2。可以看出，热泵干燥方式复水率明显高于热风干燥。另外，从外观形状比较，也比热风干燥要好。不同干燥方式的能耗见图3。可以看出，热泵干燥方式单位能耗除湿量（即SEMR值）明显高于热风干燥。热泵干燥SEMR值为0.515 kgH2O/kW·h，热风干燥SEMR值为0.425 kgH2O/kW·h，热泵干燥比热风干燥节能达到21.18%。 3结论与讨论 以热泵温度、载物量、相对湿度、风速为影响因素，以叶绿素含量为评价指标，进行正交优化试验，得出莴苣热泵干燥最佳工艺为：风速0.5 m/s，热泵温度70 ℃，载物量6 kg/m2，相对湿度40%。在最佳工艺下比较热泵干燥、热风干燥的样品叶绿素含量、复水比、能耗。得出联合干燥后的莴苣品质高于热风干燥，而且比单独热风降低了干燥耗能21.18%。 4参考文献 [1] 刘锦.热泵干燥机在澳大利亚食品工业中的开发及应用[J].四川食品工业科技，1996，15（3）：9-11. [2] 张绪坤，毛志怀，李华栋，等.热泵流化床组合干燥胡萝卜丁的试验[J].农业机械学报，2006，37（3）：68-71. [3] 李晔，尹文庆.柿子热泵干制实验及其干制模型的研究[J].食品工业科技，2007，28（7）：57-59. [4] 李远志，胡晓静.热泵在食品工业中的应用[J].广州食品工业科技，2002，15（2）：39-41. [5] 李志远，张文明，胡晓静，等，胡萝卜薄片热风与热泵结合干燥工艺及特性研究[J].食品与发酵工业，2000（1）：3-6，15. [6] 徐建国，李华栋，徐刚，等.胡萝卜片热泵- 热风联合干燥特征与模型化研究[J].食品工业科技，2008（11）：145-148. [7] 叶盛英，李远志，罗树灿.热泵除湿与热风联合干制金针菇的研究[J].华南农业大学学报，1999，20（3）：104-107，116. [8] 江玲，张慜，孙金才.脱水莴苣片的护色工艺研究[J].干燥技术与设备，2009，7（6）：266-270.