掛面干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

王 遠(yuǎn)， 張影全， 蔣長(zhǎng)興， 張 波， 郭波莉， 魏益民

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1，北京 100193) (淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院2，淮安 223003)

掛面是由小麥粉、水、食鹽或堿，以及其他輔料等，通過(guò)和面、醒發(fā)、壓延、切條、干燥、包裝等工序加工制成的干面條產(chǎn)品，是人們喜愛(ài)的主要面食之一[1,2]。干燥工序是掛面生產(chǎn)的關(guān)鍵工序之一，其能耗約占整個(gè)掛面生產(chǎn)過(guò)程的60%[3]。魏益民等[4]分析認(rèn)為，通過(guò)優(yōu)化干燥工藝、烘房結(jié)構(gòu)以及干燥過(guò)程控制參數(shù)，可使掛面產(chǎn)量提高42.91%，生產(chǎn)能耗降低24.56%，干燥時(shí)間縮短12.50%。掛面干燥主要是內(nèi)部水分遷移、轉(zhuǎn)化以及汽化脫除的過(guò)程。水分含量、狀態(tài)、分布及其動(dòng)態(tài)變化與掛面的干燥過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量和干燥能耗密切相關(guān)[5-9]。本文從水分動(dòng)力學(xué)及影響掛面干燥水分遷移規(guī)律的因素等方面進(jìn)行綜述，以期為掛面干燥工藝設(shè)計(jì)、工藝控制、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

1 掛面中水分狀態(tài)及分布

常用的水分含量及狀態(tài)測(cè)定方法有直接干燥法(烘箱法)[10]、近紅外光譜法[2]、低場(chǎng)核磁共振法[11]、差示掃描量熱法[8]等。其中，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)可快速無(wú)損測(cè)定樣品中水分含量、不同結(jié)合狀態(tài)水分的橫向弛豫時(shí)間、相對(duì)含量等。在面團(tuán)制作，面包制作、老化，以及面條干燥及烹飪過(guò)程中的水分狀態(tài)和變化等研究中得到廣泛應(yīng)用[8, 12-16]。魏益民等[17]發(fā)明了溫度、濕度、時(shí)間可組合，可程序化控制，功耗、水分狀態(tài)和含水率可在線檢測(cè)的“食品水分分析技術(shù)平臺(tái)”。該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)物料水分含量、狀態(tài)、分布、遷移的實(shí)時(shí)、在線、原位檢測(cè)，獲得高精度的物料水分含量、水分結(jié)合狀態(tài)、質(zhì)子密度分布隨時(shí)間的原位動(dòng)態(tài)變化及特征等信息[18]。

前人利用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，掛面中通常存在3種不同結(jié)合狀態(tài)的水，根據(jù)面條中水分子與蛋白質(zhì)、淀粉等物質(zhì)結(jié)合能力的強(qiáng)弱，分別為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水[19]。強(qiáng)結(jié)合水的橫向弛豫時(shí)間(T21)最小，變化范圍為0.03～0.60 ms，通常代表存在于淀粉內(nèi)部與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的水分，在干燥過(guò)程中最難脫除；弱結(jié)合水的橫向弛豫時(shí)間(T22)變化范圍為0.96～6.75 ms，與物料基質(zhì)結(jié)合能力較弱，通常代表存在于淀粉外部和面筋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的水分，在干燥過(guò)程中能逐漸被脫除；自由水的橫向弛豫時(shí)間(T23)變化范圍為57.22～354.54 ms，通常代表存在于面筋網(wǎng)絡(luò)周圍以及與淀粉顆粒表面羥基結(jié)合的移動(dòng)性較強(qiáng)的水分子[19]。Wang等[13]研究認(rèn)為，水分在干燥過(guò)程中逐漸從淀粉顆粒內(nèi)部遷移出去，并與無(wú)定形淀粉和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，使得T22下降。干燥初期，面條內(nèi)部產(chǎn)生了微孔，水分從面條內(nèi)部通過(guò)孔隙通道以水蒸氣的形式轉(zhuǎn)移到面條表面，并擴(kuò)散至空氣中，以至于可以檢測(cè)到A23峰。面條內(nèi)部水分含量、結(jié)合狀態(tài)、分布等受原料、加工工藝等因素的共同影響[13, 19, 20]；同時(shí)，面制品水分含量及狀態(tài)也與產(chǎn)品儲(chǔ)藏、質(zhì)量等密切相關(guān)[7, 9]。

2 干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)

水分動(dòng)力學(xué)主要指物料內(nèi)部微觀層面水分相態(tài)轉(zhuǎn)變、宏觀含水率變化與各種影響條件之間的關(guān)系，可通過(guò)水分與物料內(nèi)部結(jié)合緊密程度表征水分存在狀態(tài)；通過(guò)不同狀態(tài)水分含量變化表征其遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程；通過(guò)宏觀含水率表征水分汽化規(guī)律[13, 14, 21]。掛面干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)主要涉及內(nèi)部水分的遷移、轉(zhuǎn)化和汽化機(jī)制與規(guī)律。國(guó)內(nèi)學(xué)者在干燥過(guò)程宏觀含水率隨時(shí)間的變化規(guī)律及相關(guān)模型擬合等方面取得了一定的進(jìn)展。武亮等[22]研究發(fā)現(xiàn)，掛面干燥速率取決于面條內(nèi)部和外部環(huán)境(干燥介質(zhì))之間的水分梯度，即干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度，其次是干燥介質(zhì)的溫度。綜合分析認(rèn)為，Page模型能較好的反映掛面干燥過(guò)程水分含量隨時(shí)間的變化規(guī)律，如式(1)～式(3)。

MR=exp(-k×ta)

(1)

a=0.039+0.13T+0.136H

(2)

k=0.02-1.387×10-5T-1.282 1×10-5H+1.737×10-7T×H

(3)

式中：MR為掛面干燥過(guò)程含水率/%；T為熱空氣的溫度/℃；H為熱空氣的相對(duì)濕度/%；t為干燥時(shí)間/s。

魏益民等[23]通過(guò)干燥過(guò)程溫度傳導(dǎo)、水分運(yùn)移規(guī)律和過(guò)程特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了掛面干燥過(guò)程“三段論”可分為預(yù)干燥階段(0～30 min)，主干燥階段(31～180 min或31～240 min)，最后干燥階段(181～300 min 或 240～300 min)。王振華[24]在前人研究的基礎(chǔ)上，將掛面看作虛擬連續(xù)介質(zhì)體，根據(jù)質(zhì)量、能量守恒原理，利用掛面溫度(Tp)、氣體溫度(Ta)、掛面干基含水率(M)、濕空氣中水分的質(zhì)量濃度(Y)4個(gè)參數(shù)，建立了掛面干燥過(guò)程的濕熱耦合傳遞數(shù)學(xué)模型，如式(4)～式(11)。驗(yàn)證結(jié)果表明，該模型的模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。利用該模型分析發(fā)現(xiàn)，干燥過(guò)程中掛面溫度升高，最外側(cè)水分先脫除；干燥過(guò)程中存在含水率從表面開(kāi)始降低的梯度界面，界面不斷內(nèi)移，10 min到達(dá)幾何中心；水分場(chǎng)的不均勻性持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，約120 min，而溫度場(chǎng)的不均勻性持續(xù)時(shí)間較短，約20 min。干燥過(guò)程中內(nèi)部水分傳遞是影響干燥的主要因素。但該模型的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用效果仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，有研究發(fā)現(xiàn)掛面含水率與弱結(jié)合水橫向弛豫時(shí)間(T22)呈線性相關(guān)(R2≥0.947)[19, 20]。

(4)

(5)

(6)

(7)

ε=-1.090 4×P+29.522 0

(8)

V=-0.009 442 1×P+0.240 19

(9)

Kd=0.02-1.387×10-5(Ta-273.15)-1.282 1×10-5RH

(10)

N=0.039+0.013(Ta-273.15)+0.013 6RH

(11)

式中：ε為微元體的孔隙率/%；ρa(bǔ)為空氣的密度/kg/m3；Y為濕空氣中水分的質(zhì)量濃度/kg/kg；V為孔容/mL/g；D為水分在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)分量/m2/s；ρpd為掛面的絕干密度/kg/m3；Ca為濕空氣的比熱容/J/(kg·K)；Ta為氣體的溫度/K；Tr為參考溫度，K；CW為液態(tài)水的比熱/J/(kg·K)；TP為掛面的溫度/K；hv為條件下水的蒸發(fā)潛熱/kJ/kg；E為單位質(zhì)量濕空氣所具有的熱量/J/kg；h為對(duì)流換熱系數(shù)/W/(m2·K)；ρp為不同蛋白質(zhì)含量掛面密度/kg/m3；Cp為掛面的比熱容/J/(kg·K)；kp為掛面的導(dǎo)熱系數(shù)/W/(m·K)；MR為水分比/%；M為掛面的干基含水率/kg/kg；Mε為物料的平衡含水率/kg/kg；M0為物料的初始含水率/kg/kg；Kd、N為干燥常數(shù)；t為時(shí)間/s；RH為空氣的相對(duì)濕度/%。

Yu等[14]利用低場(chǎng)核磁成像技術(shù)(MRI)，采用“油浸法”從分子水平上揭示了圓形擠壓面條干燥過(guò)程水分遷移規(guī)律。結(jié)果表明，干燥過(guò)程中，0～180 min含水率變化較快，干燥速率較大，180 min之后含水率變化較慢，干燥速率較小。掛面干燥過(guò)程中掛面內(nèi)部含水率梯度的建立是漸進(jìn)的。在干燥的90 min時(shí)，掛面內(nèi)部才建立從中心到邊緣的水分梯度。在干燥后期(180 min之后)面條邊緣和中心的含水率梯度基本消失，掛面橫截面的含水率較均一，并隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行緩慢下降。干燥過(guò)程中，3種結(jié)合狀態(tài)水分橫向弛豫時(shí)間(T2)均有不斷減小的趨勢(shì)，強(qiáng)結(jié)合水相對(duì)含量(A21)不斷下降，弱結(jié)合水相對(duì)含量(A22)不斷上升，自由水相對(duì)含量(A23)有增大的趨勢(shì)，但占比較小，大約在2%以下。于曉磊等[19, 20]研究表明，隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，強(qiáng)結(jié)合水橫向弛豫時(shí)間(T21)、弱結(jié)合水橫向弛豫時(shí)間(T22)不斷減小，A21有減小的趨勢(shì)，A22有增大的趨勢(shì)。

掛面干燥過(guò)程水分遷移轉(zhuǎn)化速率取決于面條內(nèi)部和外部環(huán)境之間的水分梯度，并在干燥過(guò)程中呈現(xiàn)與干燥時(shí)間相符合的階段性特征。干燥過(guò)程中，掛面內(nèi)部含水率梯度的建立是漸進(jìn)的。利用Page模型能很好的模擬干燥過(guò)程中掛面含水率隨時(shí)間的變化規(guī)律。然而，前人的實(shí)驗(yàn)大多采用的是恒溫恒濕干燥工藝，與實(shí)際生產(chǎn)的干燥工藝參數(shù)和條件有一定差異，建立的相關(guān)模型在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。關(guān)于干燥過(guò)程掛面內(nèi)部不同狀態(tài)水分遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究，采用的是間斷取樣的方式進(jìn)行分析測(cè)定，這對(duì)于更好的理解和揭示掛面干燥過(guò)程不同狀態(tài)水分遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律具有一定的局限性。

3 影響掛面干燥水分遷移規(guī)律的因素

3.1 蛋白質(zhì)/淀粉含量及組成

3.1.1 蛋白質(zhì)含量及組成

面筋蛋白是小麥蛋白質(zhì)中最重要的組分，主要由麥谷蛋白和醇溶蛋白組成，在加工過(guò)程中與水作用，逐漸聚集形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，決定著小麥面團(tuán)的延伸性和彈性，并最終影響產(chǎn)品質(zhì)量[25]。小麥蛋白質(zhì)，尤其是面筋蛋白的數(shù)量和質(zhì)量與面條加工過(guò)程及產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)[25, 26]。面條制品在干燥過(guò)程中面筋蛋白之間會(huì)形成二硫鍵，促進(jìn)單體蛋白聚集形成大分子蛋白聚集物[27]。

Wang等[13]研究了不同配比谷朊粉/小麥淀粉(8.2%～20.2%)制備的掛面干燥過(guò)程水分遷移規(guī)律。結(jié)果表明，在鮮面中，谷朊粉含量對(duì)A21、A23影響不大，對(duì)A22影響顯著。T22隨谷朊粉和含水率的增加而增加；在干燥過(guò)程中，隨著谷朊粉含量升高，水分遷移速率逐漸降低，谷朊粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.2%時(shí)，面條干燥過(guò)程中有效水分?jǐn)U散系數(shù)最大，為12.763 4×10-9m2/s；谷朊粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.2%時(shí)，有效水分?jǐn)U散系數(shù)僅為10.00×10-9m2/s左右。面筋蛋白形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能阻礙水分的遷移[28]。此外，通過(guò)增加小麥粉中麥谷蛋白/醇溶蛋白比例(1.3～1.7)，能降低冷凍熟面中可凍結(jié)水含量，減少了凍藏過(guò)程中冰晶對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞作用，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量[29]。

3.1.2 淀粉含量及組成

淀粉在掛面中所占比例最大，具有緩解面筋強(qiáng)度，填補(bǔ)面筋網(wǎng)絡(luò)孔隙的作用[30]。淀粉含量過(guò)高，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能充分展開(kāi)，不能壓延形成光滑的面帶，面條也容易斷裂[6]。在小麥粉中淀粉以顆粒狀存在，根據(jù)顆粒大小分為A型和B型。A型和B型淀粉顆粒表面的孔隙(0.1～0.3 μm)和通道(0.07～0.1 μm)分布不同。A型顆粒顯示出較大的孔，主要來(lái)自赤道凹槽區(qū)域和其他區(qū)域的細(xì)小通道；B型顆粒則主要具有較大的，邊界不明的，孔洞狀的通道，這些通道被蛋白質(zhì)堵塞。淀粉顆粒表面的孔隙和通道可使得水直接進(jìn)入顆粒內(nèi)部[31]。

魏益民等[6]認(rèn)為，弱結(jié)合水是存在于淀粉內(nèi)部與淀粉羥基質(zhì)子結(jié)合的水分，該部分水分可從淀粉內(nèi)部遷移出來(lái)并與面筋網(wǎng)絡(luò)及無(wú)定型淀粉的CH質(zhì)子結(jié)合，內(nèi)部剩余水分與小麥粉其他基質(zhì)結(jié)合更加緊密，難以脫除。在鮮面條中淀粉與水的結(jié)合能力強(qiáng)于蛋白質(zhì)[13]。在小麥淀粉/面筋蛋白(0%～100%)粉末混合體系及擠壓樣品中，則表現(xiàn)為淀粉含量越高，樣品失水速率越高。在失水的過(guò)程中，樣品中水分與非水成分的結(jié)合形式影響水分遷出的速率，結(jié)合水失水速率的變化率低于自由水[28]。Li等[32]認(rèn)為在淀粉和谷朊粉混合體系中，谷蛋白可能通過(guò)界面上氫鍵與淀粉結(jié)合形成聚合物，有效阻礙分子的移動(dòng)；干燥時(shí)，淀粉對(duì)水分的敏感性弱于蛋白質(zhì)。

3.2 食鹽

和面過(guò)程中加入食鹽有助于小麥粉均勻吸水；在面團(tuán)攪拌時(shí)，麥谷蛋白形成較為完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包裹醇溶蛋白和淀粉，增加面筋勁力和延展性，改善面條的加工特性和食用品質(zhì)[33, 34]。食鹽溶于水后能加大面粉吸水速率，氯離子和鈉離子分布在蛋白質(zhì)周圍，具有固定水分、保濕作用[35]。

Zhang等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在相同的煮制條件下，隨著食鹽濃度增加，面條內(nèi)結(jié)合水含量升高，自由水含量降低。Chen等[33]研究了不同食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%～13%)對(duì)掛面干燥特性的影響，結(jié)果表明掛面干燥速率隨著食鹽含量的增加而減小。食鹽降低掛面干燥速率的可能原因：一是食鹽的保濕作用；二是食鹽能促進(jìn)面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，從而阻礙水分遷移。

3.3 加工工藝

3.3.1 和面工藝

和面是掛面加工過(guò)程中的第一道工序。小麥粉與水混合均勻，經(jīng)適當(dāng)攪拌形成均勻的面絮[37]。和面方式及和面時(shí)間均影響面絮中水分結(jié)合狀態(tài)、面片中水分分布[37, 38]。普通和面、手工和面、真空和面3種和面方式中，真空和面能使得面團(tuán)形成均勻致密的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，淀粉顆粒緊密鑲嵌其中，促進(jìn)水分與淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合，顯著增加面條中強(qiáng)結(jié)合水比例[39]。也有研究發(fā)現(xiàn)，和面加水量影響掛面干燥過(guò)程中T2、A2，干燥速率隨初始面絮含水量提高而升高[13, 19, 20]。

3.3.2 壓延工藝

壓延比及壓延方式對(duì)面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)及水分分布有顯著影響[39, 40]。Song等[41]研究發(fā)現(xiàn)，面片越薄，壓延過(guò)程中到達(dá)面片內(nèi)的機(jī)械力越強(qiáng)，使GMP聚合物分解成更小分子量的蛋白質(zhì)并通過(guò)形成二硫鍵重新聚合，形成致密的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低鮮面中水分子的流動(dòng)性。采用45°和90°折疊延壓的方式有助于面筋向各方向充分均勻展開(kāi)；通過(guò)控制壓延次數(shù)有助于面團(tuán)內(nèi)部自由水向強(qiáng)結(jié)合水轉(zhuǎn)變，增加水分與面團(tuán)結(jié)合強(qiáng)度[40]。此外，壓延過(guò)程中，采用折疊和變換壓延方向兩種工藝相結(jié)合的方式能增加面團(tuán)黏彈性，增加面團(tuán)內(nèi)部深層結(jié)合水比例，降低自由水流動(dòng)性[39]。

3.3.3 掛面尺寸

切條是利用切面刀將不同厚度的面片按照生產(chǎn)要求切成不同尺寸的濕面條，然后上架進(jìn)行干燥。武亮等[10]研究了烘房?jī)?nèi)介質(zhì)干燥條件對(duì)厚度相同，寬度不同(1、2、3 mm)掛面脫水速率的影響。結(jié)果表明，相同干燥條件下，掛面產(chǎn)品水分含量無(wú)顯著差異。Yu等[14]將4 mm擠壓面條干燥前300 min脫水?dāng)?shù)據(jù)通過(guò)Page模型擬合發(fā)現(xiàn)，擠壓面條與壓延面條干燥曲線一致。Shi等[42]研究發(fā)現(xiàn)，不同燕麥粉含量新鮮面條厚度顯著影響面片中A21、A22。

3.3.4 干燥工藝

溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速是干燥工藝中的主要控制條件，也是影響掛面干燥脫水速率、產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素[10, 45, 47]。王杰等[43]通過(guò)分析掛面產(chǎn)品水分含量、色澤及抗彎強(qiáng)度與干燥工藝參數(shù)的關(guān)系，認(rèn)為烘房一區(qū)溫度和四區(qū)相對(duì)濕度是掛面干燥工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)。而掛面干燥過(guò)程中，隧道式烘房?jī)?nèi)氣流分布存在不均勻現(xiàn)象，風(fēng)速在4個(gè)干燥區(qū)段對(duì)溫度和相對(duì)濕度的影響方向和大小有所不同，風(fēng)速、溫度、相對(duì)濕度在各干燥區(qū)段之間存在顯著性差異[44]。

溫度是影響掛面干燥過(guò)程的重要因素，也是生產(chǎn)中較容易控制和調(diào)節(jié)的因素。合理的干燥溫度不僅能夠促進(jìn)面條水分蒸發(fā)、提高面條品質(zhì)，而且能縮短干燥時(shí)間，降低生產(chǎn)成本[45]。魏益民等[21]研究了恒溫恒濕干燥條件下，不同溫度、相對(duì)濕度組合條件下掛面干燥特性規(guī)律變化。結(jié)果表明，相對(duì)濕度相同條件下，50 ℃條件下掛面干燥速率最高，掛面最終含水率最低，干燥速率曲線呈現(xiàn)明顯的三段式特征(先升高，后降低，并逐漸趨于0)。

魏益民等[6]研究發(fā)現(xiàn)，就整體干燥過(guò)程而言，相對(duì)濕度對(duì)掛面干燥速率影響大于溫度。相對(duì)濕度對(duì)干燥脫水量的影響大于溫度和風(fēng)速[10]。在高溫(60～80 ℃)、高濕(75%～85%)干燥條件下，精準(zhǔn)控制相對(duì)濕度至關(guān)重要[46]。在沒(méi)有控制相對(duì)濕度條件下，通過(guò)采用增加空氣流速、溫度的方式縮短干燥時(shí)間會(huì)使得干白鹽面條產(chǎn)品產(chǎn)生干燥裂紋，影響產(chǎn)品質(zhì)量[47]。

烘房?jī)?nèi)空氣既是熱載體，又是濕載體，通風(fēng)及空氣對(duì)流對(duì)溫度和相對(duì)濕度影響顯著，直接影響烘房?jī)?nèi)溫度及濕度的均勻性，進(jìn)而影響掛面干燥特性及產(chǎn)品質(zhì)量[10, 48]。目前國(guó)內(nèi)掛面生產(chǎn)企業(yè)通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)烘房?jī)?nèi)風(fēng)扇的開(kāi)或關(guān)、以及風(fēng)扇安裝位置等措施控制烘房?jī)?nèi)空氣流速和流向。楊夫光等[49]現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，隧道式兩排掛面烘房空氣流速均值為0.82 m/s(上、中、下部分空氣流速均值分別為1.00 、0.80 、0.60 m/s)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)烘房?jī)?nèi)溫濕度分布均勻，有助于掛面干燥。也有研究表明烏冬面表觀水分?jǐn)U散系數(shù)與空氣流速呈正相關(guān)關(guān)系，初始干燥階段與主干燥階段均存在干燥速率臨界點(diǎn)(2.0、 1.0 m/s)，超過(guò)該點(diǎn)干燥速率不再增加[50]。

小麥粉物質(zhì)組成、產(chǎn)品配方、加工工藝、干燥工藝參數(shù)等均會(huì)對(duì)掛面干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生一定的影響，并最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。然而，對(duì)于不同配方、加工工藝等對(duì)掛面干燥過(guò)程水分狀態(tài)遷移、轉(zhuǎn)化，以及其與產(chǎn)品質(zhì)量形成機(jī)制等研究還有待深化。

4 小結(jié)與展望

掛面中通常存在3種不同結(jié)合狀態(tài)的水。干燥過(guò)程中，掛面內(nèi)部不同結(jié)合狀態(tài)水分相互轉(zhuǎn)化，不同狀態(tài)水分變化趨勢(shì)不盡一致。干燥過(guò)程掛面內(nèi)部含水率梯度的建立是漸進(jìn)的，利用Page模型能很好的模擬干燥過(guò)程中掛面含水率隨時(shí)間的變化規(guī)律。原料組成、產(chǎn)品配方、加工工藝等均會(huì)對(duì)面條內(nèi)部水分結(jié)合狀態(tài)、分布以及干燥過(guò)程遷移動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生一定的影響，并最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。

掛面干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)主要涉及內(nèi)部水分的遷移、轉(zhuǎn)化、汽化規(guī)律及機(jī)制，這一過(guò)程的科學(xué)合理性對(duì)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、干燥能耗等具有顯著影響。干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)受到小麥粉物質(zhì)組成、產(chǎn)品配方、加工工藝、干燥工藝參數(shù)等共同影響。關(guān)于掛面干燥工藝、干燥動(dòng)力學(xué)等問(wèn)題，逐漸被國(guó)內(nèi)學(xué)者、生產(chǎn)者、設(shè)備制造商所重視，主要研究集中在干燥工藝參數(shù)(溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速等)對(duì)掛面干燥特性、產(chǎn)品質(zhì)量的影響方面，其結(jié)果用于指導(dǎo)干燥工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和干燥工藝控制，并在生產(chǎn)上發(fā)揮了一定的作用。

掛面干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)及應(yīng)用方面仍存在有待進(jìn)一步研究或探討問(wèn)題：1)干燥過(guò)程不同結(jié)合狀態(tài)水實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分布、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律與機(jī)制，及其對(duì)掛面質(zhì)量形成的影響機(jī)理，仍需要進(jìn)一步梳理，做系統(tǒng)深入地闡述；2)干燥過(guò)程水分遷移介導(dǎo)蛋白聚集體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和形貌變化，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品食用品質(zhì)的作用機(jī)制，尚需進(jìn)一步深入研究；3)實(shí)驗(yàn)室研建的干燥動(dòng)力學(xué)模型，仍有待于在生產(chǎn)中的進(jìn)一步確證，以及開(kāi)發(fā)與之相對(duì)應(yīng)的掛面智能化干燥控制技術(shù)和裝備；4)隨著“碳達(dá)峰”“碳中和”等國(guó)家戰(zhàn)略的不斷深入，開(kāi)發(fā)綠色能源，開(kāi)發(fā)節(jié)能干燥技術(shù)與裝備正逐漸成為行業(yè)發(fā)展的主要訴求，而系統(tǒng)揭示掛面干燥過(guò)程水分動(dòng)力學(xué)理論及相應(yīng)的分析和控制方法，可以為新型干燥技術(shù)與裝備研發(fā)提供參考。