銀杏果微波間歇干燥工藝的優(yōu)化

張黎驊，劉 波，劉濤濤，李光輝

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與工程技術(shù)學(xué)院，四川 雅安 625014）

銀杏果微波間歇干燥工藝的優(yōu)化

張黎驊，劉 波，劉濤濤，李光輝

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與工程技術(shù)學(xué)院，四川 雅安 625014）

為探究銀杏果微波間歇干燥最佳工藝，選取微波功率、加熱時(shí)間和間歇時(shí)間為試驗(yàn)因素，以干燥過(guò)程平均干燥能耗、質(zhì)量干燥速率以及干燥后的感官品質(zhì)評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用二次正交回歸試驗(yàn)優(yōu)化銀杏果微波間歇干燥工藝，運(yùn)用BackWard分析法建立二次回歸數(shù)學(xué)模型，并對(duì)回歸模型進(jìn)行響應(yīng)面分析。結(jié)果表明：所選試驗(yàn)因素對(duì)干燥進(jìn)程有顯著影響，其強(qiáng)弱順序?yàn)椋杭訜釙r(shí)間＞微波功率＞間歇時(shí)間。試驗(yàn)因素之間存在交互作用。采用響應(yīng)面尋優(yōu)法得到銀杏果干燥的最佳工藝參數(shù)為：微波功率4.5 W/g、加熱6.5 s、間歇80 s，在此條件下，質(zhì)量干燥速率為0.157 kg/（h·kg），平均干燥能耗為65.54 kJ/g，感官品質(zhì)評(píng)分為8.5。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)改進(jìn)干燥設(shè)備和銀杏果微波干燥有一定的參考價(jià)值。

銀杏果；微波間歇干燥；正交回歸；響應(yīng)面分析

銀杏（Ginkgo biloba L.）種核又稱(chēng)白果，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、粗纖維，并有少量的VB1、VB2，以及鉀、鐵、鈣、磷等礦物質(zhì)[1]，食用銀杏果，不僅可滋補(bǔ)身體，還可防治多種疾病，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值已愈來(lái)愈被人們所認(rèn)識(shí)。然而，銀杏果仁的胚芽中具有一定的毒性，一般要脫殼、去皮、去胚芽，通過(guò)浸泡蒸煮部分消除白果醇、白果酚、白果酸等細(xì)胞毒性的成分，達(dá)到減毒目的。因此，對(duì)銀杏果深加工首先應(yīng)進(jìn)行脫殼加工[2]，而新鮮銀杏果含水率高，不利于長(zhǎng)期貯藏和機(jī)械化脫殼，所以，對(duì)銀杏果進(jìn)行干燥是非常必要的。

傳統(tǒng)的銀杏果干燥采用熱風(fēng)、自然晾曬的方法。目前，前期研究已對(duì)銀杏果進(jìn)行了熱風(fēng)干燥的實(shí)驗(yàn)研究，研究[3]表明，耗時(shí)長(zhǎng)達(dá)12～14 h，而且能耗高。而微波間歇干燥技術(shù)具有快速、高效、干燥品質(zhì)較好等優(yōu)點(diǎn)。近幾年來(lái)，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用[4-7]。在國(guó)內(nèi)，已有研究者先后對(duì)龍眼、荔枝、花椒、玉米等物料進(jìn)行了微波間歇干燥工藝的優(yōu)化[8-17]；在國(guó)外，也有研究人員分別對(duì)南瓜、菠菜、甘藍(lán)葉等進(jìn)行了微波干燥工藝的研究[18-20]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)不同農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行微波間歇干燥，不僅效率高、能耗低，而且干燥品質(zhì)較好。對(duì)銀杏果微波間歇干燥的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以微波功率、微波加熱時(shí)間和微波間歇時(shí)間為試驗(yàn)因素，選取質(zhì)量干燥速率、干燥能耗以及干燥后的感官品質(zhì)評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)銀杏果進(jìn)行微波間歇干燥的試驗(yàn)研究，并通過(guò)正交回歸試驗(yàn)和響應(yīng)曲面分析建立二次回歸數(shù)學(xué)模型，最終利用多目標(biāo)函數(shù)期望優(yōu)化方法，確定銀杏果微波間歇干燥的最佳工藝參數(shù)[21-24]。

1 材料與方法

1.1 材料

銀杏果為2012年10月份上市的新鮮大白果，首先清洗、去除表面上黏附的污漬、瀝干。然后選擇其中大小適中、外形飽滿(mǎn)、色澤鮮艷、無(wú)破殼的顆粒進(jìn)行封存，并在－4 ℃條件保存，銀杏果初始干基含水率為88.22%。

1.2 儀器與設(shè)備

HaierMZ-2070型微波爐（頻率2 450 MHz，最大額定輸出功率700 W） 海爾電器有限公司；AR522CN型電子精密天平秤（分度值0.01 g） 上海奧豪斯公司；DHG-9101-3S1型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司。

實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 測(cè)試裝置及測(cè)試系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the test device and system

1.3 方法

1.3.1 前處理

將經(jīng)初步篩選的銀杏果分組進(jìn)行單因素試驗(yàn)。每次?。?00.0±0.5）g銀杏果，將其單層均勻平鋪在帶孔的干燥托盤(pán)上，利用圖1中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)定微波功率后，通過(guò)對(duì)“開(kāi)始”和“暫?！辨I智能控制加熱和間歇時(shí)間。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每隔30 min從電子天平和溫度計(jì)上采集數(shù)據(jù)1次，實(shí)驗(yàn)干燥至干基含水率14%以下（安全貯藏水分）時(shí)停止[3]?？紤]到銀杏果取樣的差異性，以上指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，測(cè)量結(jié)果取平均值。

1.3.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

首先對(duì)銀杏果進(jìn)行微波功率（4.5、6.0、7.0 W/g，采用單位干燥質(zhì)量所用的功率評(píng)定）、加熱時(shí)間（5、7、9s）和間歇時(shí)間（50、65、80 s）的單因素試驗(yàn)，研究其銀杏果微波間歇干燥特性，確定正交試驗(yàn)的取值范圍。然后運(yùn)用中心組合設(shè)計(jì)理論[22-23]，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和單因素試驗(yàn)的結(jié)果，確定以微波功率、加熱時(shí)間和間歇時(shí)間為試驗(yàn)因素，以質(zhì)量干燥速率、平均干燥能耗、感官品質(zhì)評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行二次正交回歸分析和響應(yīng)曲面分析，其試驗(yàn)因素及水平如表1所示。

表1 試驗(yàn)因素水平表Table1 Coded levels for experimental factors

1.3.3 相關(guān)參數(shù)的測(cè)定及計(jì)算

1.3.3.1 初始含水率

使用恒質(zhì)量法，按照GB/T 3543.6—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程：水分測(cè)定》的方法測(cè)定初始含水率，在DHG-9101-3S1型恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行[12-13]。

1.3.3.2 干基含水率

實(shí)驗(yàn)時(shí)，從電子天平顯示屏上讀取銀杏果質(zhì)量，根據(jù)式（1）計(jì)算含水率（Xt）。

式中：md為絕干物質(zhì)質(zhì)量/g；mt為t時(shí)刻的銀杏果質(zhì)量/g。

1.3.3.3 質(zhì)量干燥速率

以每千克無(wú)水物料每小時(shí)蒸發(fā)的水量為質(zhì)量干燥速率（kg/（h·kg））。

1.3.3.4 平均干燥能耗

平均干燥能耗（W）為除去單位質(zhì)量水分所消耗的能量，按式（2）計(jì)算。

式中：P為微波功率/W；t為微波加熱時(shí)間/s；m為除去的水分質(zhì)量/g。

1.3.3.5 感官品質(zhì)評(píng)分

感官品質(zhì)評(píng)分是評(píng)價(jià)農(nóng)產(chǎn)品干燥效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通常要綜合考慮干制品的形狀、色澤、裂紋和香味等指標(biāo)[1]，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后分別由10位感官評(píng)價(jià)員觀(guān)察銀杏果仁，所有人員事先經(jīng)過(guò)挑選和培訓(xùn)，具有一定感官判斷和分析能力。根據(jù)表2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官品質(zhì)評(píng)分，最后取其平均值。

表2 感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表Table2 Standards for sensory evaluation of ginkgo fruits

2 結(jié)果與分析

2.1 銀杏果微波間歇干燥特性

2.1.1 微波功率對(duì)干燥特性的影響

設(shè)定微波加熱7 s、間歇65 s，不同微波功率條件下的銀杏果干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)如圖2所示。

圖2 不同微波功率作用下銀杏果干燥曲線(xiàn)（a）和干燥速率曲線(xiàn)（bb）Fig.2 Drying and dehydration rate curves of ginkgo fruits under different microwave powers

由圖2a可知，不同微波功率條件下銀杏果干燥的用時(shí)不同，隨著微波功率的增大，干燥曲線(xiàn)變陡，干燥所需時(shí)間越短。根據(jù)微波干燥物料的原理，在微波的作用下，物料中的極性分子隨微波以極快的速度改變方向，使分子間發(fā)生碰撞和摩擦，產(chǎn)生大量的熱，進(jìn)而使物料內(nèi)部水分迅速蒸發(fā)。微波功率越大，極性分子在單位時(shí)間內(nèi)方向改變次數(shù)就越多，銀杏果就干燥得就越快。

由圖2b可知，銀杏果微波間歇干燥過(guò)程同其他大多數(shù)農(nóng)業(yè)物料的干燥規(guī)律一樣，可以分為3個(gè)階段：加速、恒速及降速干燥階段。其中，微波功率越大，恒速階段的干燥速率越高，但所經(jīng)歷的時(shí)間越少，當(dāng)微波功率為7.5 W/g時(shí)，幾乎沒(méi)有恒速階段。主要原因是恒速階段的時(shí)間與干燥速度（物料性質(zhì)）呈反比[2]。功率為7.5、6.0、4.5 W/g時(shí)，分別用時(shí)220、440、720 min。雖然提高功率能加快干燥速率、降低干燥能耗，但同時(shí)也很難得到良好的干燥品質(zhì)。

2.1.2 加熱時(shí)間對(duì)干燥特性的影響

微波功率6.0 W/g、間歇65 s時(shí)，不同微波加熱時(shí)間條件下的干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)如圖3所示。

圖3 不同微波作用時(shí)間下銀杏果干燥曲線(xiàn)（a）和干燥速率曲線(xiàn)（bb）Fig.3 Drying and dehydration rate curves of ginkgo fruits under different microwave treatment times

由圖3a可以看出，微波加熱時(shí)間對(duì)干燥進(jìn)程有著極大的影響，當(dāng)微波作用時(shí)間從7 s減小到5 s時(shí)，干燥到含水率終點(diǎn)所用時(shí)間從7.3 h增加到了18 h，用時(shí)是7 s時(shí)的2.5倍。微波單次加熱時(shí)間為9 s時(shí)，物料溫度上升很快，銀杏果含水率迅速下降，干燥用時(shí)很短，但銀杏果的干燥品質(zhì)非常差，干燥過(guò)程中能明顯聞到銀杏果被炙烤散發(fā)的香味，若進(jìn)一步延長(zhǎng)加熱時(shí)間，則會(huì)由于升溫過(guò)快使蒸發(fā)的水分得不到及時(shí)散失，從而導(dǎo)致銀杏果炸裂。

由圖3b可知，整個(gè)干燥過(guò)程表現(xiàn)為加速、恒速和降速3個(gè)階段。微波加熱時(shí)間越長(zhǎng)，干燥速率上升越快，降速階段速度下降也越快。微波單次加熱時(shí)間為9 s時(shí)，干燥進(jìn)行得很劇烈，恒速階段持續(xù)時(shí)間很短，降速階段干燥速率急劇下降后便達(dá)到了干燥終點(diǎn)；當(dāng)微波單次加熱時(shí)間為5 s時(shí)，干燥進(jìn)行得很緩慢，降速過(guò)程表現(xiàn)得很平緩。

2.1.3 間歇時(shí)間對(duì)干燥特性的影響

微波功率為6.0 W/g、微波加熱時(shí)間為7 s時(shí)，不同間歇時(shí)間的干燥曲線(xiàn)和干燥速率曲線(xiàn)如圖4所示。

觀(guān)察圖4a可知，不同間歇時(shí)間下銀杏果的含水率變化是不相同的，微波間歇時(shí)間越短曲線(xiàn)越陡，物料含水率下降速率越快。微波作用時(shí)，銀杏果整體處于加熱狀態(tài)，此時(shí)銀杏果溫度迅速上升，水分快速汽化，而間歇時(shí)間則提供了水分繼續(xù)汽化和向外擴(kuò)散的條件，是保證干燥品質(zhì)的重要因素。

由圖4b可以得出，微波間歇時(shí)間對(duì)干燥速率仍有較大的影響，間歇時(shí)間越短，加速期速率上升越快，同時(shí)恒速期的速率也越大。較之前不同的是，在間歇時(shí)間分別為50、65、80 s時(shí)，3組曲線(xiàn)的恒速持續(xù)時(shí)間基本一致，只是減速期的持續(xù)時(shí)間上存在較大差別。間歇時(shí)間過(guò)短則干燥溫度高，品質(zhì)差；間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則干燥效率低、能耗高。

圖4 不同間歇時(shí)間下銀杏果干燥曲線(xiàn)（a）和干燥速率曲線(xiàn)（bb）Fig.4 Drying, dehydration rate and time curves of ginkgo fruits under different interval times

2.2 二次回歸正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表3 試驗(yàn)方案及結(jié)果Table3 The experimental design and results

以X1、X2、X3表示微波功率、加熱時(shí)間和間歇時(shí)間，以Y1、Y2、Y3分別表示質(zhì)量干燥速率、平均干燥能耗和感官品質(zhì)評(píng)分，銀杏果微波間歇干燥的二次回歸正交試驗(yàn)方案及結(jié)果如表3所示[25-26]。

2.2.1 回歸方程的建立與顯著性檢驗(yàn)

利用Design-Expert軟件對(duì)表3中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合，利用BackWard回歸方法，設(shè)顯著性水平α=0.1，為提高方程的精度，剔除不顯著項(xiàng)，得出各指標(biāo)的回歸方程如下：各回歸方程及回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)如表4所示。

經(jīng)顯著性F檢驗(yàn)可知，試驗(yàn)所得回歸模型是極顯著的，失擬性檢驗(yàn)P值分別為：0.823 1、0.46、0.844，都大于0.1，說(shuō)明失擬項(xiàng)不顯著，這表明在試驗(yàn)范圍內(nèi)誤差較小，模型與實(shí)際情況的擬合度高。校正相關(guān)系數(shù)R2分別為0.999 8、0.998 1、0.998 6，說(shuō)明這3個(gè)模型能夠分別解釋響應(yīng)值變化的99.98%、99.81%、99.86%。以上檢驗(yàn)和分析表明，試驗(yàn)所構(gòu)建二次回歸方程模型能夠在一定范圍內(nèi)對(duì)各試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

表4 回歸方程模型及其方差分析Table4 Analysis of variance for the regression model

2.2.2 響應(yīng)面分析

圖5為微波功率X1、加熱時(shí)間X2、間歇時(shí)間X3之一為0水平時(shí)另外2因素對(duì)質(zhì)量干燥速率的響應(yīng)曲面。由圖5a可以得出，隨著微波功率的增大和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，質(zhì)量干燥速率呈明顯的上升趨勢(shì)，且上升得越來(lái)越快；由于各試驗(yàn)因素間都存在有較大的交互作用，所以圖5b、c中間歇時(shí)間對(duì)質(zhì)量干燥速率的影響表現(xiàn)得不明顯。由方差分析結(jié)果表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)各因素對(duì)質(zhì)量干燥速率的影響強(qiáng)度依次為：加熱時(shí)間＞微波功率＞間歇時(shí)間。

圖5 質(zhì)量干燥速率響應(yīng)曲面Fig.5 Response surface plot for the average drying rate

圖6 平均干燥能耗響應(yīng)曲面Fig.6 Response surface pot for the average energy consumption

圖7 感官品質(zhì)評(píng)分響應(yīng)曲面Fig.7 Response surface plot for the sensory evaluation score

圖6 為微波功率、加熱時(shí)間、間歇時(shí)間之一編碼為0時(shí)另2個(gè)因素水平對(duì)平均干燥能耗的響應(yīng)曲面。由圖6a可知，隨著微波功率增加和加熱時(shí)間延長(zhǎng)，平均干燥能耗明顯下降，這是由于功率的增加和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)使干燥速率有了大幅提升，縮短了總的干燥時(shí)間。由圖6b、c可以看出，間歇時(shí)間對(duì)平均干燥能耗的影響不大，3個(gè)試驗(yàn)因素間交互作用的顯著。由方差分析結(jié)果表明，試驗(yàn)因素對(duì)平均干燥能耗的影響強(qiáng)弱順序?yàn)椋杭訜釙r(shí)間＞微波功率＞間歇時(shí)間。

圖7給出了3個(gè)試驗(yàn)因素其中一個(gè)為0水平時(shí)，另外2個(gè)因素對(duì)干燥感官品質(zhì)的響應(yīng)曲面。觀(guān)察發(fā)現(xiàn)：3個(gè)試驗(yàn)因素總體表現(xiàn)為加熱時(shí)間越短、微波功率越小、間歇時(shí)間越長(zhǎng)，感官品質(zhì)評(píng)分越高；與平均干燥速率和平均干燥能耗2個(gè)指標(biāo)不同，3個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)感官品質(zhì)都存在較大的影響，而因素間的交互作用對(duì)感官品質(zhì)的影響明顯弱于對(duì)平均速率和能耗的影響；隨著間歇時(shí)間的延長(zhǎng)，品質(zhì)評(píng)分上升越來(lái)越緩慢，由此可以推測(cè)，當(dāng)間歇時(shí)間延長(zhǎng)到一定程度后將對(duì)干燥的品質(zhì)不再產(chǎn)生影響。干燥過(guò)程中，間歇時(shí)間的長(zhǎng)短決定這水蒸氣能否有效散失，并影響著銀杏果溫度，因而對(duì)干燥品質(zhì)也有著巨大影響。由方差分析結(jié)果表明，試驗(yàn)因素對(duì)感官品質(zhì)評(píng)分的影響強(qiáng)度順序仍為：加熱時(shí)間＞微波功率＞間歇時(shí)間。

2.3 最佳工藝參數(shù)的確定

響應(yīng)面分析表明，加熱時(shí)間長(zhǎng)、微波功率大、間歇時(shí)間短能有效提高干燥速率、降低干燥能耗，但同時(shí)又不能保證干燥品質(zhì)，現(xiàn)對(duì)3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，尋找銀杏果微波間歇干燥的最佳工藝參數(shù)。

優(yōu)化目標(biāo)是，在保證干燥品質(zhì)的前提下盡量提高干燥速率、降低干燥能耗。根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性不同，設(shè)置感官品質(zhì)評(píng)分（Y3）重要度為5，平均干燥能耗（Y2）為3，質(zhì)量干燥速率（Y1）為2，利用Design-Expert在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行尋優(yōu)。結(jié)果表明：在較低的微波功率水平下選擇較長(zhǎng)的加熱時(shí)間和間歇時(shí)間能夠的到更好的干燥效果。低功率和長(zhǎng)間歇不僅能夠保證干燥品質(zhì)，而且能有效延長(zhǎng)微波發(fā)生裝置的使用壽命。得到試驗(yàn)范圍內(nèi)的最佳工藝參數(shù)為：微波功率4.53 W/g（編碼值－0.98），加熱6.28 s（編碼值－0.36），間歇79.85 s（編碼值0.99），此時(shí)的質(zhì)量干燥速率為0.153 kg/（h·kg），平均干燥能耗為63.15 kJ/g，感官品質(zhì)評(píng)分為8.91。

2.4 方案的驗(yàn)證

為驗(yàn)證該方案的正確性，采用微波功率4.5 W/g、加熱6.5 s、間歇80 s最優(yōu)工藝參數(shù)進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

表5 優(yōu)化方案的驗(yàn)證結(jié)果Table5 Validation of the optimized drying conditions

由表5可知，質(zhì)量干燥速率、平均干燥能耗以及感官品質(zhì)評(píng)分的相對(duì)誤差分別為3.81%、3.65%、4.41%，均小于10%。說(shuō)明回歸模型對(duì)銀杏果熱風(fēng)干燥品質(zhì)的分析和預(yù)測(cè)是可行的。

在保證同樣干燥品質(zhì)的情況下，相比于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥耗時(shí)減少3～4 h，平均能耗減少33%以上[2]，因此，采用微波間歇式作用干燥銀杏果是一種更加經(jīng)濟(jì)有效的干燥方法。

3 結(jié) 論

3.1 微波功率、加熱時(shí)間、間歇時(shí)間是銀杏果微波間歇干燥的主要技術(shù)參數(shù)，它們直接影響銀杏果的干燥速率以及干燥后的能耗和品質(zhì)。根據(jù)響應(yīng)面中心組合設(shè)計(jì)理論進(jìn)行銀杏果微波間歇干燥的試驗(yàn)，得出感官評(píng)分的影響強(qiáng)度順序依次為：加熱時(shí)間＞微波功率＞間歇時(shí)間。

3.2 微波功率、加熱時(shí)間、間歇時(shí)間之間有著明顯交互作用，且與質(zhì)量干燥速率、平均干燥能耗以及感官品質(zhì)評(píng)分之間存在二次非線(xiàn)性關(guān)系，在不同因素水平下對(duì)3個(gè)指標(biāo)有這不同的影響。

3.3 利用軟件對(duì)二次回歸模型進(jìn)行優(yōu)化求解，結(jié)果表明應(yīng)采用低微波功率、長(zhǎng)加熱時(shí)間和間歇時(shí)間來(lái)進(jìn)行銀杏果的干燥，最佳的工藝參數(shù)為：微波功率4.5W/g、加熱6.5s、間歇80s。此時(shí)的質(zhì)量干燥速率為0.157kg/（h·kg），平均干燥能耗為65.54kJ/g，感官品質(zhì)評(píng)分為8.5。

3.4 在保證同樣干燥品質(zhì)的情況下，相比于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥耗時(shí)減少3～4 h，平均能耗減少33%以上，因此，采用微波間歇式作用干燥銀杏果是一種更加經(jīng)濟(jì)有效的干燥方法。

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Optimization of Intermittent Microwave Drying of Ginkgo Fruits

ZHANG Li-hua, LIU Bo, LIU Tao-tao, LI Guang-hui
(College of Information and Engineering Technology, Sichuan Agricultural University, Yaêan 625014, China)

The microwave intermittent drying process of ginkgo fruits was optimized in this study. Microwave power, heating time and interval time were selected as experimental factors, and average power consumption, average drying rate and sensory score as response variables. Quadratic regression orthogonal design was adopted to optimize these independent variables. A quadratic regression mathematical model for each response variable was established by utilizing backWard analysis method and analyzed response surface analysis. The results showed all the selected factors had signifi cant effects on the drying process and the decreasing order of signifi cance was as follows: heating time, microwave power, and interval time. Meanwhile, these factors also had significant interactive effects. The optimal parameters from response surface optimization were obtained as follows: microwave power of 4.5 W/g, heating time of 6.5 s and interval time of 80 s. Under these conditions, the average drying rate was 0.157 kg/(h·kg), the average energy consumption was 65.54 kJ/g and the sensory score was 8.5. These results will provide a reference for improving microwave drying equipment and drying process of ginkgo fruits.

ginkgo fruit; microwave intermittent drying; orthogonal regression; response surface methodology

S375

A

1002-6630（2014）02-0108-07

10.7506/spkx1002-6630-201402020

2013-03-06

四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人培養(yǎng)基金項(xiàng)目

張黎驊（1969—），男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與裝備。E-mail：zhanglihua69@126.com