低溫真空干燥法生產(chǎn)蘿卜干和蘿卜汁

薛 晶

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300402）

到目前為止，我國(guó)真空干燥技術(shù)應(yīng)用廣泛。肖維強(qiáng)[1]等人研究了荔枝、龍眼真空干燥時(shí)間、真空度、溫度等的影響，提出適宜的工藝參數(shù)，研制了高質(zhì)量的荔枝干、龍眼干。張秦權(quán)[2]等人對(duì)獼猴桃切片真空干燥設(shè)備及工藝進(jìn)行研究，與熱風(fēng)干燥進(jìn)行對(duì)比,分析了它們之間的干燥時(shí)間，干制品VC保存率，體積收縮率等，真空干燥有低成本、高效率、高品質(zhì)等優(yōu)越性。

迄今為止，不管是對(duì)低溫真空干燥技術(shù)的應(yīng)用研究，還是其他干燥方法，主要集中在蔬菜和水果的干制品方面，對(duì)干燥過程中產(chǎn)生的冷凝液的價(jià)值分析很少。本文對(duì)干燥過程中收集的冷凝液進(jìn)行了分析研究，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的干制品的復(fù)水性進(jìn)行測(cè)定比較。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和材料

本實(shí)驗(yàn)采用德國(guó)Heidolph旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀LR4001和瑞士Buchi真空控制器V-850。實(shí)驗(yàn)用新鮮白蘿卜在天津市菜市場(chǎng)購買，清洗后放入4℃條件下保存。實(shí)驗(yàn)時(shí)選取每根白蘿卜的同一部位，將其切成20mm×20mm×5mm的薄片。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 白蘿卜的干燥

將切好的白蘿卜放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的蒸發(fā)燒瓶，利用收集瓶收集實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的冷凝液。旋轉(zhuǎn)速度過快會(huì)造成物料與蒸發(fā)燒瓶壁面撞擊，故設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度為30r/min。通過真空控制器使蒸發(fā)燒瓶處于負(fù)壓狀態(tài)。蒸發(fā)燒瓶在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)置于水浴鍋中恒溫加熱，瓶?jī)?nèi)物料在負(fù)壓下在蒸發(fā)燒瓶?jī)?nèi)進(jìn)行加熱擴(kuò)散蒸發(fā)，液體通過冷凝系統(tǒng)冷凝進(jìn)入收集瓶。

影響白蘿卜真空干燥的主要因素有溫度、真空度、裝填量。實(shí)驗(yàn)中，真空度為0.09MPa，對(duì)100g白蘿卜在不同干燥溫度（60℃、70℃、80℃）條件下進(jìn)行干燥；干燥溫度為80℃，對(duì)100g白蘿卜在不同真空度（0.08MPa、0.085MPa、0.09MPa）條件下進(jìn)行干燥；干燥溫度為80℃，真空度為0.09MPa的條件下對(duì)不同填裝量（100g、200g、300g）的白蘿卜進(jìn)行干燥。實(shí)驗(yàn)開始后，先將蒸發(fā)燒瓶預(yù)熱到干燥溫度，將一定重量的白蘿卜放入蒸發(fā)燒瓶，開啟真空控制器使設(shè)備內(nèi)達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需真空度。干燥時(shí)間設(shè)定為9h，正式開始后，每隔30min稱重一次，操作過程盡量控制在1min以內(nèi)，若白蘿卜的含水率最低達(dá)到8%以下時(shí)，干燥終止。

1.2.2 維生素C的測(cè)定

維生素C是人類需要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，缺少時(shí)會(huì)產(chǎn)生壞血病，因此，又稱為抗壞血酸。維生素C對(duì)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)具有重要作用。利用高效液相色譜法測(cè)定蘿卜汁中的維生素C具有簡(jiǎn)單、快速、穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。采用Agilent1 200高效液相色譜儀，Agilent TC-C18 色譜柱（4.6mm×250mm，10μm），以0.05 mol/L 磷酸二氫鈉:甲醇為96:4（V/V）作流動(dòng)相，室溫25℃，流速1mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)為288nm。取10mL蘿卜汁加10mL濃度為0.1mol/L的草酸進(jìn)行稀釋，然后進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 白蘿卜干燥特性

在100g，80℃條件下，不同的干燥溫度時(shí)，白蘿卜的含水率變化如圖1所示。

圖1 不同干燥溫度下的干燥曲線

在真空度和填裝量一定的工況下，隨干燥溫度的提高，干燥時(shí)間縮短。這是由于樣品和周圍環(huán)境溫差越大，傳熱驅(qū)動(dòng)力就越大，傳質(zhì)速率就越快。干燥前期胡蘿卜水分含量高，能夠較好吸收高溫提供的較多熱量，水分蒸發(fā)較快。同時(shí)，高溫下的快速脫水也可使白蘿卜表面迅速收縮而阻礙內(nèi)部水分的外逸，此時(shí)，如果溫度較低，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力過小，干燥速率會(huì)變小，因此，60℃條件下，白蘿卜干燥速率較小。

在100g，0.09MPa條件下，不同的干燥壓力時(shí)，白蘿卜的含水率變化如圖2所示。

真空度越大，在干燥階段的干燥速率越大，真空干燥物料的水分傳導(dǎo)主要是依靠壓力差。從圖2中可以看出，隨著真空度增大，白蘿卜內(nèi)部的壓力梯度增大，促進(jìn)水分向外遷移，縮短干燥時(shí)間，物料干燥速率明顯增大。對(duì)于不同的真空度，在干燥終止時(shí)物料達(dá)到的含水率也不相同。在0.09MPa條件下，物料在3.5h，含水率就已經(jīng)達(dá)到8%以下，而0.08MPa條件下，物料的最終干燥后的含水率較高，達(dá)到了30%，說明干燥不充分。

圖2 不同干燥真空度下的干燥曲線

在0.09MPa，80℃條件下，裝填量不同時(shí)，白蘿卜的含水率變化如圖3所示。

圖3 不同干燥溫度下的干燥曲線

實(shí)驗(yàn)時(shí)所用裝填量分別為100g、200g、300g。從圖3中可以看出，裝填量越大干燥速率越慢，當(dāng)含水率達(dá)到20%左右時(shí)，100g物料所用的干燥時(shí)間僅為3h，200g物料所用的干燥時(shí)間為4.5h，300g物料所用的干燥時(shí)間為6.5h，且最終含水率隨裝填量增大而增大。這是因?yàn)檫^多的物料不能與蒸發(fā)燒瓶壁面充分接觸，物料與物料之間存在不良導(dǎo)體（在真空狀態(tài)下，介質(zhì)的傳熱效率差），受熱不均勻。

2.2 蘿卜汁中維生素C含量

從表1中我們可以看出，在溫度和裝填量相同的條件下，真空度對(duì)白蘿卜汁中維生素C含量影響較大，在0.09MPa時(shí)，維生素C含量達(dá)到最大，為0.28mg/mL。而且，綜合表中的其他數(shù)據(jù)可知，改變裝填量和溫度，其維生素C的含量變化均不明顯，說明裝填量與溫度對(duì)白蘿卜汁的維生素C影響不是很大。

表1 不同條件下白蘿卜汁中維生素C含量

3 結(jié)論

通過對(duì)白蘿卜進(jìn)行真空干燥，對(duì)干燥過程中產(chǎn)生的冷凝液和干燥特性進(jìn)行分析比較，確定了不同條件下的干燥速率，為白蘿卜真空干燥工藝參數(shù)的確定奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：真空度對(duì)白蘿卜汁的品質(zhì)影響較大。因此，為保證干燥后得到維生素C含量較高的白蘿卜汁和品質(zhì)較好的干制品，其理想的干燥工藝參數(shù)為真空度0.09MPa。