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姐妹花 哄骗薄膜本领,促进食物的快速干燥,从而对食物加工阐扬更大作用
2024-08-26 05:55    点击次数:54

姐妹花 哄骗薄膜本领,促进食物的快速干燥,从而对食物加工阐扬更大作用

以下是改写后的履行:传导干燥的类型有滚筒干燥、折射窗口干燥和搅动薄膜干燥。传导干燥是利用蒸汽冷凝和/或滚水来提供挥发能量姐妹花,然后将其传递到薄居品膜的另一侧。ATFD 则是通过将居品散布在空腹圆柱体里面,并从外部供热来驱逐干燥进程。

居品薄膜在圆筒内由旋转的刀贯穿搅动。传导干燥尤其适用于高粘度的食物,如淀粉、土豆泥、果泥和酪卵白等,折射窗口干燥则尽头适用于干燥果泥和蔬菜泥,比如草莓果肉、芒果浆、胡萝卜泥和南瓜泥。不外,ATFD 的应用还比较少。

喷雾干燥的上风在于脱水迅速且谦敬,但它也存在一些谬误,如动力效劳低、成本成本高,以及干燥居品的堆积密度较低。而喷雾干燥的稚童效与温湿废气中能量的失掉相关。

滚筒干燥效劳更高,因为废气能量失掉低,平均动力花费减少 40%。但常压滚筒干燥的一个主要谬误是居品在欢畅温度下自大,可能会损坏热敏食物。

减压条目下操作滚筒干燥进程也许是个可以的聘任,不外真空滚筒干燥机的成本相对较高。

【分析水分含量和水分活度】

ATFD 是个热交换器,能贯穿干炽热敏居品,操作粗拙,还能减压运行。它主要由两个元件组成,一个是带加热夹套的干燥室,另一个是带固定叶片的转子。凭证刀片的不同建立,还能分红小纰漏和刮板刀片这两种。

不外在小纰漏刀片结构中,刀片顶端和壁面间会有纰漏。转子旋转带动液体进料搅动,让其以薄膜风光落到纰漏中扩散,在叶片顶端形成向下的弓形波动。

在刮板刀片的建立里,刀片顶端成功贴着壁,纰漏基本可以忽略不计。这么的叶片结构会形成更大的下落弓形波动,薄膜形成得较少。刮板刀片的这种建立,能更有用地预防不需要的干燥绝缘层在壁上形成,故意于促进有用的传热,尤其关于那些容易结垢的材料,这种建立应酬起来更纵脱。

ATFD 是用带刮面叶片开导的干燥口头,图中展示了其里面干燥进程。居品在干燥进程中,稠度缓缓变化,从液体到糊状,临了变成固体。当居品插足 ATFD 时,液体进料在前叶片边际形成两个弓形波。

叶片马上动弹,让液体和加热壁相构兵。快速旋转使两个弓形波之间充分羼杂和流动。由于重力影响,液体顺着螺旋旅途运行,在挥发水分的同期缓缓浓缩。跟着浓度升高,粘度也会增大,从而导致流速放慢。

况兼它还会缓缓变得更稠,从一开动的糊状物变成当今的脆性材料。不外,凭证居品的脆性进度,由于叶片之前的旋转作用,居品会断裂成更小的粉末颗粒。一些磋议照旧探讨了搅动薄膜挥发进程中的流动散布、传热和传质,这是 ATFD 的第一阶段。

通过使用多个垂直成列的叶片创新开导,增强了弓形波和薄膜之间的传质,进步了开导效劳。还磋议了刮板换热器的传热脾气,将湍流管谈流动法例模子与穿透表面相长入,建造了模子。

要思提议刮膜挥发器的蓄意模子,得接洽流体和质地传递阵势才行。目下,唯唯一丝数磋议对 ATFD 进行了看望,通过假定弓形波和薄膜之间的理思羼杂,才可以将传热和传质的进程,提议分阶段浸透表面模子。

磋议东谈主员的模子标明,传热阻力主要存在于薄膜中。然则,该模子是针对 ATFE 进行实验考据的,而非 ATFD。此外,在统统这个词 ATFD 进程中,进料会履历从粘性液体到糊状物,临了再到固体的回荡,因此在操作进程中质地会偏低。

用当地超市买的簇新菠菜叶,放到 Angelia AG-7500 榨汁机里榨汁。榨汁的时候,远隔把榨汁和纤维残留物网罗起来。然后,把得到的不溶性纤维残留物放进 60°C 的炎风烘箱里,烘干 20 小时。

接下来,把干燥的纤维放进转速为 6000rpm 的转子磨机 Pulverisette-14 里,并用 0.2 毫米的筛子磨碎。这一步很重要,因为纤维颗粒得饱和小,智力预防进料泵堵塞。

把碾磨过的纤维再行加到之前挤压出的果汁里,就制出了含有约 2%w/w 纤维的菠菜悬浮液。为了幸免起太多泡,实验中还往每 1 升果汁里加了约 6 滴消泡剂 B 水性有机硅乳液。

然后,用透明玻璃作念 ATFD 室,能很轻便地看到热交换的场所。这个开导有冷凝器和滴漏斗,可以把开释出来的蒸汽冷凝下来并进行量化。统统这个词系统用的是 SC50 真空泵。

磋议东谈主员作念实验测出了不同干燥条目下菠菜悬浮液的挥发速率。他们先把菠菜悬浮液加热到 33°C,再用蠕动泵把转速从 3rpm 降到 0rpm。加热室的干燥温度在 5°C 到 205°C 之间。

冷凝器在 30°C 的冷却水作用下运行。磋议东谈主员通过测量冷凝水量来筹谋挥发速率,再将其除以使用的换热面积,从而得到比挥发速率。在实验室限制的 ATFD 底部网罗粉末样品,用于分析其水分含量和水分活度。

为了测水分含量,磋议东谈主员把疏漏 1.5 克粉末样品在 105°C 的炎风烘箱中烘干 16 小时。水分活度用 AquaLab 4TE 露点水活度仪来测。每个样品齐测两次,确保驱逐准确。

但思知谈可溶性和不溶性化合物的比例,得把疏漏 1 克粉末放进 30 毫升水里,再用 Multi Reax 试管振动台羼杂 60 分钟。

接着用 Sorvall Legend XFR 离心情,在 10,000g 离心力、20°C 温度下离心 30 分钟。离心完,倒掉上清液,把千里淀样品放 105°C 烘箱里干燥 16 小时。

用扫描电子显微镜能制作出 ATFD 干燥粉末的图像。如果把干燥的粉末固定在铝销式支架上,再用碳标签标记,这些样品就毋庸预处置了。

【菠菜粉具有雅致的流动性】

在实验室限制的 ATFD 里,科研东谈主员磋议了不同条目下菠菜悬浮液的干燥情况,相关条目的影响见图。凭证图中的驱逐,科研东谈主员能通过单要素方差分析发现,当干燥温度升高时,合座挥发速率并无赫然变化,但比挥发速率显耀增多。

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这线路在较高的干燥温度下,挥发需要的名义积减小了。因为进料照旧统统干燥,是以总挥发速率相对固定。跟着干燥温度的升高,比挥发速率会增多,这意味着用于挥发的有用名义积减小了,况兼在较高的干燥温度下,大部分齐不行被充分利用。

咱们也磋议了转速和进料速率对比挥发速率和比挥发速率的影响。不外从图中的驱逐来看,不同转速下的挥发速率和比挥发速率齐没啥赫然变化。这就线路在干燥进程中,进料的羼杂不是速率适度的原因。相悖,它会受到通过玻璃壁传热的适度。

这和模子展望的驱逐相悖,磋议东谈主员以为 ATFD 的传热悉数可动力于热浸透表面,是以它会跟着转速的增多而增大。照这个模子来看,比挥发速率也应该会增多。但是,实验中磋议东谈主员发现浓缩硫酸铵溶液时,水挥发速率和旋转速率并没相相关。

因此,磋议东谈主员线路,旋转叶片并不会成功影响干燥进程的质地和传热,尽管它们关于从壁上断根固化物资仍然很进犯。不外,磋议东谈主员发现,进料速率的影响与温度的影响相悖。诚然增多进料速率不会对比挥发速率产生显耀影响,但会影响总挥发速率。

这是由于进料速率进步,干燥进料隐蔽的名义积也会增多,进而使总挥发速率高潮。要知谈,总挥发速率会受进料速率影响,但条目是系统未达最大产能。

况兼还发现进料速率对比挥发速率的影响与温度的影响是相悖的。这是因为进步进料速率不会对比挥发速率产生赫然影响,但会影响总挥发速率。这是由于跟着进料速率的增多,干燥进料所隐蔽的名义积也会增多,进而进步了总挥发速率。

要知谈,总挥发速率会受到进料速率的影响,天然这是在系统莫得达到最大容量的前提下。除了菠菜汁,磋议东谈主员还在实验室限制的 ATFD 中对其他食物材料进行了干燥,这些材料包括 WPI 溶液、蔗糖溶液、甜椒汁和番茄汁,以此来磋议它们在 ATFD 进程中的脾气。

WPI 和蔗糖溶液能被收效干燥,甜椒汁和番茄汁则不行。这些汁液仅仅浓缩成了闹热的橡胶块,变得很粘,刀片齐刮不掉。况兼这闹热的橡胶块还会对干燥机的运行形成挫伤。不外,高浓度的葡萄糖和果糖偶然能流露不雅察到的干燥情况,它们的浓度大要是菠菜叶的 10 倍。

这些低分子量糖不易结晶,玻璃化回荡温度也较低,它们对干燥进程中的粘性行径有进犯影响,会导致形成橡胶状的闹热块,而不是坚贞脆的固体。这一丝通过添加 2% w/w 葡萄糖和 2% w/w 果糖进行干燥菠菜汁的实验得到了进一步证据。

菠菜悬浮液富含糖分,无法收效干燥,甜椒汁和番茄汁亦然如斯。而蔗糖溶液可以收效干燥,可能是因为蔗糖能够迅速结晶。通过扫描电镜像片可以看出,ATFD 收效干燥了蔗糖颗粒,这标明结晶的蔗糖是存在的。

扫描电镜像片自大,蔗糖由无定形糖团聚物和小六边形晶体组成。这意味着快速结晶能促进块的凝固和落空,让蔗糖溶液得以收效干燥。WPI 也能在实验室限制的 ATFD 中被干燥。

WPI 粉末的颗粒风光不规则,有光滑的断裂面和一些裂纹,这体现了叶片旋转切削对脆性材料的影响。WPI 是由球状乳清卵白组成的,看起来像&34;。

把 WPI 干燥完,就能从开导里拿出固体块。这些块尽头硬,拿手一摸,横截面是三角形的。它们可能没成功遭遇开导的壁,而是在名义那层膜上滑来滑去。粉末可能是因为机械作用,让块磨损才形成的。

这种粉末的形成进程在 ATFD 线路图里也能瞧见。因为 WPI 块有机械韧性,是以在实验室限制的 ATFD 中磨损进度不高,但时间一长,照旧会对干燥机的运行形成挫伤。

在大限制操作时,叶片的顶端速率会大许多,再加上更强盛的叶轮电机,这种坚固的块体,会瓦解得更快、更透澈,况兼快速的叶片旋转和纷乱的叶轮电机,还可能会导致局部发烧和居品部件损坏。

不外,由于是用菠菜叶制备的悬浮液在实验室限制的 ATFD 中进行干燥,是以获取的菠菜粉具有雅致的流动性,这也标明了干燥后果雅致。

尽头是在特定挥发速率下的壁温,以及笃定干燥机容量的参数方面,显得尤为进犯。此外,叶片的转速对干燥速率莫得影响,但在干燥进程中,可以将物料机械地领会成小粉末颗粒。

然则在磋议东谈主员的系统中,叶片转速与干燥速率互相孤苦,且干燥进程受通过壁面传热的适度,这与现存的基于浸透表面的 ATFD 模子不符。

【追溯】

食物搅动薄膜干燥是食物行业常用的一种干燥本领。它是将食物浆料均匀涂在搅动刀上,然后用炎风对食物进行薄膜干燥,让水分挥发,从而快速干燥食物。这种本领的特色即是干得快。

把食物涂在搅动刀上,食物的名义积就会大大增多,水分也就能更快地挥发,再加上加炎风的作用,水分会被更快地带走,这么食物就能在较短的时间内完成干燥进程。食物搅动薄膜干燥还能保捏食物的颗粒风光和口感。

和其他干燥口头比较,搅动薄膜干燥时搅动刀能把炎风均匀地传递到食物名义,让食物干燥得更均匀,还能预防食物颗粒粘连和堆积。是以,干燥后的食物颗粒能保捏无缺,质地更饱胀,口感也更好。

食物搅动薄膜干燥效劳挺高。在干燥进程中,食物的名义积会增大,热传导也会加强,这么干燥速率就会缓缓加速姐妹花,况兼干燥得很均匀。这既省俭了坐蓐时间,又缩小了坐蓐成本。食物搅动薄膜干燥是一种能高效、均匀、保捏养分的食物干燥本领。



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