本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外裝置干燥紫甘藍(lán)的方法。

背景技術(shù)：

紫甘藍(lán)(purplecabbage)，俗稱紫卷心菜，屬十字花科科蕓薹屬，在我國(guó)產(chǎn)量較高。葉扁圓球形，結(jié)球緊實(shí)。紫甘藍(lán)具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，口感脆嫩，色澤鮮亮，耐寒耐熱，便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，其種植效益相較于其他甘藍(lán)高，種植面積逐年增加。紫甘藍(lán)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，和大白菜基本相同，其中維生素c的含量還要高出大白菜中的含量一半左右。紫甘藍(lán)功效齊全，含有豐富的葉酸，對(duì)于備孕期，孕中以及孕后的婦女和患有貧血癥的人都是非常好的食物，同時(shí)美容方面也很有作用。此外，紫甘藍(lán)可以很好地提高人體免疫力，在抗癌抗癌蔬菜排行榜中高居第五位。經(jīng)常食用卷心菜，可以增進(jìn)食欲。促進(jìn)消化，預(yù)防便秘。紫甘藍(lán)也是糖尿病患者和減肥人群的上佳選擇蔬菜。

紫甘藍(lán)是含水量非常高的蔬菜，豐富的含水量使其很容易滋生微生物導(dǎo)致變質(zhì)腐敗，并且紫甘藍(lán)是多葉型蔬菜，葉片比較脆弱，運(yùn)輸過(guò)程中的擠壓碰撞，都會(huì)使其破損而造成經(jīng)濟(jì)損失。要長(zhǎng)時(shí)間的保存紫甘藍(lán)，首選的加工方式就是干燥。干燥加工后，紫甘藍(lán)中的大部分水分都被去除，這樣就抑制了微生物的滋生，減輕了質(zhì)量，減少了體積，降低了運(yùn)輸成本，并且延長(zhǎng)了貨架期，降低了損失。

目前應(yīng)用于紫甘藍(lán)干燥的方法有熱風(fēng)干燥、微波干燥和真空干燥，其中熱風(fēng)干燥的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，缺點(diǎn)是能耗大，產(chǎn)生高溫導(dǎo)致甘藍(lán)中蛋白質(zhì)變性、糖分等水溶性成分流失，樣品復(fù)水性差；微波干燥的優(yōu)點(diǎn)是干燥速度快，但會(huì)導(dǎo)致局部溫度過(guò)高，同樣使甘藍(lán)復(fù)水性變差，而且能耗大；真空干燥的優(yōu)點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)缺失少，缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)成本高。

紫甘藍(lán)是葉片型蔬菜，很適合采用紅外干燥工藝進(jìn)行加工。紅外線具有顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透能力，所以紅外干燥具有干燥時(shí)間短，能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)，但由于紅外干燥時(shí)物料表面溫度難以控制，所以會(huì)對(duì)干基的品質(zhì)有影響，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套控溫紅外干燥設(shè)備，可以防止物料溫度過(guò)高而導(dǎo)致的品質(zhì)損壞，在此基礎(chǔ)上，選擇合適的參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)耗能低、效率高、干基品質(zhì)好，因此對(duì)紫甘藍(lán)的干燥有著廣闊和良好的發(fā)展前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服紫甘藍(lán)現(xiàn)有干燥技術(shù)耗能大，時(shí)間長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)損失大等不足，提供一種基于控溫紅外裝置干燥紫甘藍(lán)的方法。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下：

本發(fā)明干燥技術(shù)主要涉及自制控溫紅外干燥設(shè)備，該設(shè)備由以下幾個(gè)部分組成：

(1)干燥室：頂部設(shè)有交錯(cuò)排列的送風(fēng)噴嘴和紅外發(fā)射管路，一個(gè)溫度傳感器。干燥室四周和底部設(shè)有很多小孔，用來(lái)將干燥室內(nèi)的風(fēng)抽出送入與回風(fēng)管路相連的風(fēng)機(jī)內(nèi)，再由風(fēng)機(jī)輸送出來(lái)形成循環(huán)，這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了熱能的回收利用，很大的降低了能耗；干燥室中設(shè)多層物料架，可以根據(jù)物料含水量差異調(diào)節(jié)距離。

(2)紅外加熱系統(tǒng)：干燥室內(nèi)設(shè)有六根紅外發(fā)射管，發(fā)射功率為225w和450w，交錯(cuò)排列，可以讓紅外線均勻的輻射到物料上，并通過(guò)側(cè)面的六個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制著六根紅外線發(fā)射管。

(3)控制系統(tǒng)：外裝一個(gè)顯示器，用來(lái)顯示干燥室內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度和設(shè)定干燥溫度，并設(shè)置調(diào)節(jié)紅外輻射強(qiáng)度和風(fēng)速的開(kāi)關(guān)，用來(lái)設(shè)定干燥需要的紅外輻射強(qiáng)度和風(fēng)速，實(shí)現(xiàn)干燥室控溫功能。

(4)氣流循環(huán)系統(tǒng)：位于頂部的風(fēng)機(jī)將風(fēng)送入加熱管，經(jīng)噴嘴流向干燥室，再?gòu)母稍锸依锩娴幕仫L(fēng)孔送入回風(fēng)管路，最后在進(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)形成周而復(fù)始的循環(huán)，該設(shè)計(jì)降低熱能損耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

定好實(shí)驗(yàn)所需的干燥條件，預(yù)熱完畢后加入物料進(jìn)行干燥。均勻分布的紅外管將紅外線均勻的輻射在物料上。氣流經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)加壓后輸送到加熱管進(jìn)行加熱，加熱后的氣流輸送到均勻分布的噴嘴，由噴嘴將加熱后的風(fēng)帶向物料進(jìn)行干燥。干燥室的四周和底部都設(shè)有回風(fēng)管，干燥后的風(fēng)再經(jīng)這些回風(fēng)管路流向風(fēng)機(jī)，形成循環(huán)。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思創(chuàng)新性地將控溫紅外技術(shù)引入新鮮紫甘藍(lán)的干燥中，利用紅外線顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透能力，可以縮短紫甘藍(lán)干燥時(shí)間短，降低能耗；合理安排紅外加熱管并且設(shè)置控溫系統(tǒng)，可以克服紅外干燥物料表面溫度難以控制的缺點(diǎn)，降低干制品營(yíng)養(yǎng)損耗。

本發(fā)明提供的紫甘藍(lán)的干燥方法，按照下述步驟進(jìn)行：

(1)將紫甘藍(lán)從中間切開(kāi)，挖去菜根，通過(guò)切片機(jī)切成條狀；

(2)上述處理的紫甘藍(lán)放入控溫紅外干燥裝置，調(diào)整風(fēng)速為10-26m/s，紅外強(qiáng)度為225-1335w，干燥溫度40-80℃，紅外距離為5-16cm，干燥2-5h即得到優(yōu)質(zhì)的干燥紫甘藍(lán)；

(3)將干燥好的紫甘藍(lán)取出，待冷卻后，裝入塑封袋中，擠出袋中空氣，將袋口封好，陰涼處存放。

其中，步驟(1)中的切片機(jī)為市售普通切片機(jī)，也可以采用手工完成；

其中，步驟(2)中參數(shù)根據(jù)所需要干燥的程度以及樣品含水量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

其中，步驟(2)中所得到優(yōu)質(zhì)的紫甘藍(lán)干基是基于其含水率、色澤變化以及復(fù)水率、營(yíng)養(yǎng)成分變化等指標(biāo)。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)本發(fā)明的紫甘藍(lán)的紅外干燥裝置，制備簡(jiǎn)單，成本低，占用空間小，易于推廣；

(2)本發(fā)明的紫甘藍(lán)的紅外干燥裝置實(shí)現(xiàn)了控溫，加熱均勻，解決了紅外干燥物料表面溫度過(guò)高的問(wèn)題；

(3)本發(fā)明的紫甘藍(lán)干燥方法，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備容易制得，耗能低，效率高，干基營(yíng)養(yǎng)成分損失少，克服了目前紫甘藍(lán)干燥方法耗能高、干基品質(zhì)差、加工時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)；

(4)本發(fā)明提供的紫甘藍(lán)干燥方法，縮短了紫甘藍(lán)的采后加工時(shí)間，解決其在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的腐爛和損耗的問(wèn)題，并且延長(zhǎng)了貨架期。

附圖說(shuō)明

圖1自制控溫紅外干燥裝置整體結(jié)構(gòu)圖,其中1為風(fēng)機(jī)，2為加熱管，3為送風(fēng)噴嘴，4為紅外發(fā)射管路，5為物料架，6為回風(fēng)管路；

圖2不同輻射距離下紫甘藍(lán)水分比隨干燥時(shí)間變化曲線；

圖3不同輻射距離下紫甘藍(lán)干燥速率隨干基含水率變化曲線；

圖4不同輻射距離下得到的紫甘藍(lán)干基復(fù)水率；

圖5不同溫度下紫甘藍(lán)水分比隨著時(shí)間變化曲線；

圖6不同溫度下紫甘藍(lán)干燥速率隨干基含水率變化曲線；

圖7不同干燥溫度下得到的紫甘藍(lán)干基復(fù)水率。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。

下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。

以下實(shí)施例所用的紫甘藍(lán)新鮮原料購(gòu)自江蘇大學(xué)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，個(gè)頭大小均勻、表面沒(méi)有破損沒(méi)有發(fā)生霉變、顏色鮮亮，個(gè)體完整，測(cè)得初始含水率為91.46％(g/g)。

以下實(shí)施例僅用以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明干燥加工方法而非限制本發(fā)明。

本發(fā)明中所使用的紅外干燥裝置如圖1所示，以干燥室為框架，風(fēng)機(jī)1在干燥室頂部上側(cè)，風(fēng)機(jī)出口處安置加熱管2，將熱風(fēng)送入干燥室，干燥室頂部安裝交錯(cuò)排列的送風(fēng)噴嘴3，間隔15cm安置紅外發(fā)射管路4，該設(shè)計(jì)可以將熱風(fēng)均勻的的送到物料上，紅外線也可以均勻的輻射在物料架5上的物料表面上，溫度傳感器緊靠物料架5安置，用來(lái)監(jiān)控干燥室內(nèi)的溫度。干燥室四周和底部設(shè)有很多小孔，將干燥室內(nèi)的風(fēng)抽出送入與回風(fēng)管路6，回風(fēng)管路6在干燥箱背部，與風(fēng)機(jī)1相連，再由風(fēng)機(jī)輸送出來(lái)形成循環(huán)，這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了熱能的回收利用，很大的降低了能耗；紅外發(fā)射管路4由六根紅外發(fā)射管組成，發(fā)射功率為225w和450w，交錯(cuò)排列，通過(guò)側(cè)面的六個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制著六根紅外線發(fā)射管，該設(shè)計(jì)可以讓紅外線均勻的輻射到物料上；物料架5設(shè)有三層，用來(lái)研究不同距離條件下，紫甘藍(lán)的干燥特性和品質(zhì)特性；干燥箱表面安裝一個(gè)顯示器，用來(lái)顯示干燥室內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度和設(shè)定干燥溫度，并設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)紅外輻射強(qiáng)度和風(fēng)速的開(kāi)關(guān)，用來(lái)設(shè)定干燥需要的紅外輻射強(qiáng)度和風(fēng)速。

實(shí)施例1

將紫甘藍(lán)外皮剝掉，并從中間切開(kāi)成大小差不多的兩半，用不銹鋼刀將菜根挖去。調(diào)節(jié)切片機(jī)的切片厚度，將紫甘藍(lán)切成寬度為1cm的條狀，放入控溫紅外裝置干燥箱中的物料架(離紅外發(fā)射管5cm、11cm和16cm)，調(diào)節(jié)紅外發(fā)射功率225w*3，風(fēng)速20m/s，溫度60℃進(jìn)行干燥，每隔半小時(shí)測(cè)定紫甘藍(lán)的質(zhì)量，直到紫甘藍(lán)每半個(gè)小時(shí)的質(zhì)量變化不超過(guò)1g為止，計(jì)算含水率(結(jié)果見(jiàn)圖2)和干燥速率(結(jié)果見(jiàn)圖3)，表明紅外線輻照距離對(duì)干燥速率的影響很小。

等紫甘藍(lán)樣品冷卻至室溫后裝入準(zhǔn)備好的塑料袋，并排除塑料袋中的空氣，封好袋口，測(cè)定干基復(fù)水率(結(jié)果見(jiàn)圖4)，在輻射距離是11cm的時(shí)候，紫甘藍(lán)的復(fù)水率最佳為3.49，5cm次之為3.35，最后是16cm為3.31，相差很小，所以輻射距離對(duì)紫甘藍(lán)樣品的復(fù)水率影響很小。采用分光測(cè)色儀測(cè)出材料的l*、a*、b*值，并通過(guò)openrgb軟件分析得到l^*、c^*、h°平均值(見(jiàn)表1)，表明紅外輻射距離對(duì)紫甘藍(lán)色澤影響不大，基本上還在紫色區(qū)域內(nèi)。

實(shí)施例2

將紫甘藍(lán)外皮剝掉，并從中間切開(kāi)成大小差不多的兩半，用不銹鋼刀將菜根挖去。調(diào)節(jié)切片機(jī)的切片厚度，將紫甘藍(lán)切成寬度為1cm的條狀，放入控溫紅外裝置干燥箱中的物料架(離紅外發(fā)射管11cm)，調(diào)節(jié)紅外發(fā)射功率225w*3，風(fēng)速20m/s，調(diào)節(jié)不同溫度(50℃、60℃、70℃、80℃)進(jìn)行干燥，每隔半小時(shí)測(cè)定紫甘藍(lán)的質(zhì)量，直到紫甘藍(lán)每半個(gè)小時(shí)的質(zhì)量變化不超過(guò)1g為止，計(jì)算含水率(結(jié)果見(jiàn)圖5)和干燥速率(結(jié)果見(jiàn)圖6)，干燥速率隨著干燥溫度的增加而增加，隨著時(shí)間增加，紫甘藍(lán)中含水比不斷減少，相同時(shí)間段內(nèi)，減少量降低。由圖5干燥時(shí)間-水分比曲線中可以看出，整個(gè)干燥過(guò)程中，水分比逐漸變小，沒(méi)有干燥恒速期。干燥溫度越高干燥速率越快，很明顯可以看出溫度升高，干燥速率顯著增加，80℃的干燥用時(shí)僅僅是40℃的三分之一，并且得到的樣品含水率更低。由圖6干燥速率-干基含水率曲線中可以看出，隨著干燥過(guò)程的不斷進(jìn)行，干基含水率越來(lái)越低，干燥速度也隨著干燥的進(jìn)行不斷降低。這個(gè)也很明顯可以看出在干基含水率的各個(gè)階段，80℃的干燥速率都是最快的，并且干燥速率隨著溫度的降低而降低。

等紫甘藍(lán)樣品冷卻至室溫后裝入準(zhǔn)備好的塑料袋，并排除塑料袋中的空氣，封好袋口，測(cè)定干基復(fù)水率(結(jié)果見(jiàn)圖7)，紫甘藍(lán)的復(fù)水率隨著干燥溫度的升高而逐步遞升，當(dāng)干燥溫度為80℃的時(shí)候，復(fù)水率最好。采用分光測(cè)色儀測(cè)出材料的l*、a*、b*值，并通過(guò)openrgb軟件分析得到l^*、c^*、h°平均值(見(jiàn)表1)，表明溫度對(duì)紫甘藍(lán)色澤影響較大，h°值都在345以上，樣品的色澤偏紅色。

表1

對(duì)比實(shí)施例1：

將紫甘藍(lán)外皮剝掉，并從中間切開(kāi)成大小差不多的兩半，用不銹鋼刀將菜根挖去。調(diào)節(jié)切片機(jī)的切片厚度，將紫甘藍(lán)切成寬度為1cm的條狀，放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中的物料架(離底部電阻絲約11cm)，調(diào)節(jié)不同溫度(50℃、60℃、70℃、80℃)進(jìn)行干燥，每隔半小時(shí)測(cè)定紫甘藍(lán)的質(zhì)量，直到紫甘藍(lán)每半個(gè)小時(shí)的質(zhì)量變化不超過(guò)1g為止。等紫甘藍(lán)樣品冷卻至室溫后裝入準(zhǔn)備好的塑料袋，并排除塑料袋中的空氣，封好袋口，測(cè)定干基復(fù)水率，紫甘藍(lán)的復(fù)水率隨著干燥溫度的升高而逐步遞升，當(dāng)干燥溫度為80℃的時(shí)候，復(fù)水率僅為3.47。采用分光測(cè)色儀測(cè)出材料的l*、a*、b*值，并通過(guò)openrgb軟件分析得到l^*、c^*、h°平均值，測(cè)得的不同溫度下h°為369.43、356.22、363.76、365.59，表明溫度影響較大，干基色澤變化大，干基品質(zhì)較差。