基于溫度控制的牛蒡微波熱風(fēng)耦合干燥研究

紀(jì)　飛，李臻峰，2，*，李　靜，宋飛虎，徐晚秀（.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)，江蘇無(wú)錫2422；2.紹興縣魁聯(lián)機(jī)電科技有限公司，浙江紹興32000）

基于溫度控制的牛蒡微波熱風(fēng)耦合干燥研究

紀(jì)飛1，李臻峰1，2，*，李靜1，宋飛虎1，徐晚秀1
（1.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)，江蘇無(wú)錫214122；2.紹興縣魁聯(lián)機(jī)電科技有限公司，浙江紹興312000）

以牛蒡?yàn)樵希芯苛宋⒉犸L(fēng)耦合干燥過(guò)程中牛蒡內(nèi)部溫度和含水率的變化。微波控溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合適的微波功率密度和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值不但可以縮短干燥時(shí)間，還可以減少物料內(nèi)部溫度的控制偏差。為了確定微波熱風(fēng)耦合干燥牛蒡的最佳工藝，利用響應(yīng)面法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，建立了以胡蘿卜素保留率為指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，求出最佳干燥工藝為微波功率密度8.4 W/g，物料內(nèi)部溫度設(shè)定值72.2℃，熱風(fēng)溫度73.2℃，此時(shí)胡蘿卜素保留率為60.6%。

牛蒡，微波熱風(fēng)耦合干燥，響應(yīng)面法，溫度控制

牛蒡（Arctium lappa L.），菊科兩年生草本植物，又稱大力子，新鮮牛蒡中含有大量蛋白質(zhì)、脂肪、胡蘿卜素和人體所需的多種維生素等［1］，并具有降血壓、解毒清熱、增強(qiáng)免疫力等功效［2］。但是新鮮牛蒡在儲(chǔ)藏過(guò)程中易產(chǎn)生纖維化和褐變［3］，嚴(yán)重影響牛蒡的口感和品質(zhì)，一般都會(huì)對(duì)新鮮牛蒡切片后進(jìn)行干燥。王慧慧等［4］確定了以牛蒡縮水率為指標(biāo)的最優(yōu)真空干燥參數(shù)。石啟龍等［5］研究了熱風(fēng)微波聯(lián)合干燥的最佳工藝組合及參數(shù)。

微波干燥過(guò)程中，物料內(nèi)部溫度和微波功率是十分重要的因素，決定了物料的干燥速率、干燥時(shí)間、干燥效率和干燥品質(zhì)［6］。較高的物料內(nèi)部溫度可以提高干燥速率，但是會(huì)損壞物料的一些品質(zhì)特性。國(guó)內(nèi)外學(xué)者就微波干燥過(guò)程中溫度的控制進(jìn)行了卓有成效的研究：Cuccurullo等［7］通過(guò)紅外熱像儀獲取干燥過(guò)程中蘋果片的實(shí)時(shí)溫度并通過(guò)控制微波爐進(jìn)行間歇干燥試圖使蘋果片的溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度（55、65、75℃）附近，在設(shè)定溫度為75℃條件下蘋果片溫度最大偏差值達(dá)到了17.1℃，而采用類似方法進(jìn)行蘋果片微波干燥溫度控制的Li等［8］的溫度偏差為±3.63℃。Kisselmina等［9］采用固定微波功率密度的干燥方式，隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，不斷改變輸入的微波功率，有效地降低了干燥過(guò)程中西紅柿的溫度。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)牛蒡微波干燥過(guò)程中溫度控制的研究報(bào)道較少，本文研究了微波熱風(fēng)耦合干燥牛蒡的過(guò)程中牛蒡內(nèi)部溫度變化和干燥特性，并確定微波熱風(fēng)耦合干燥牛蒡的最佳工藝參數(shù)，為牛蒡的干燥加工提供了理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與設(shè)備

新鮮牛蒡采購(gòu)于徐州益順康牛蒡種植基地，直徑在10～20 mm之間，無(wú)空心、腐爛等現(xiàn)象，清洗去須后置于1℃冰箱儲(chǔ)藏備用［10］。

微波熱風(fēng)耦合干燥設(shè)備實(shí)驗(yàn)室自制；迷你電子秤永康市艾瑞貿(mào)易有限公司；HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋常州智博瑞儀器制造有限公司；高效液相色譜儀Agilent 1100美國(guó)安捷倫科技公司；量筒等。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1微波熱風(fēng)耦合干燥系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)室自制微波熱風(fēng)耦合干燥設(shè)備如圖1所示，在文獻(xiàn)［8］的基礎(chǔ)上添加熱風(fēng)干燥裝置，用以研究微波熱風(fēng)耦合干燥的特性，通過(guò)在LabVIEW中編程實(shí)現(xiàn)控制熱風(fēng)溫度以及控制微波爐通斷的功能。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，將光纖探頭插入牛蒡切片的中間以測(cè)量?jī)?nèi)部溫度。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)后通過(guò)采集卡將溫度的電壓信號(hào)傳到計(jì)算機(jī)，在LabVIEW中轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)物料內(nèi)部溫度值后輸入與物料內(nèi)部溫度設(shè)定值進(jìn)行比較：當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，程序?qū)?huì)關(guān)閉微波爐暫停干燥；當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，程序?qū)?huì)開(kāi)啟微波爐進(jìn)行干燥；如此反復(fù)直至物料干燥結(jié)束。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)RS232接口將電子秤物料的質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入到計(jì)算機(jī)程序中，有效避免了在干燥過(guò)程中取出物料進(jìn)行稱重產(chǎn)生的人為誤差。通過(guò)微波爐的間歇干燥能夠在保證物料干燥品質(zhì)的前提下達(dá)到快速干燥的目的。

圖1　微波熱風(fēng)耦合干燥系統(tǒng)Fig.1　Combined microwave-hot air drying system

1.2.2微波不控溫干燥實(shí)驗(yàn)對(duì)于微波干燥而言，干燥過(guò)程中物料內(nèi)部溫度是一個(gè)非常重要的因素，傳統(tǒng)微波干燥一般都是使用固定的功率或者功率密度［11-12］，由于微波干燥十分迅速，在干燥中后期，物料質(zhì)量快速下降，單位質(zhì)量的物料吸收的微波能量就會(huì)增大，導(dǎo)致物料內(nèi)部溫度急劇上升，甚至產(chǎn)生焦糊、碳化的現(xiàn)象。為了研究微波干燥過(guò)程中溫度的變化，分別用5、10、15 W/g的微波功率密度對(duì)物料進(jìn)行干燥，干燥至干基含水率≤0.15 g/g左右時(shí)停止（下同），物料切片厚度為4 mm，裝載量為40 g（下同）。

1.2.3微波控溫干燥實(shí)驗(yàn)物料內(nèi)部溫度的控制實(shí)際就是用微波對(duì)物料進(jìn)行間歇干燥，通過(guò)控制微波爐的運(yùn)行來(lái)干燥物料，物料內(nèi)部溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，通過(guò)控制微波爐的斷開(kāi)來(lái)降低物料內(nèi)部溫度，從而使物料內(nèi)部溫度處于相對(duì)穩(wěn)定的范圍，保證干燥后產(chǎn)品品質(zhì)。為了更有效的控制物料內(nèi)部溫度，進(jìn)行一組實(shí)驗(yàn)研究物料內(nèi)部溫度與微波功率密度之間的關(guān)系，以期確定合理微波功率密度和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值，實(shí)驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1　微波控溫干燥實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table 1　Experimental parameters microwave drying with temperature control

1.2.4響應(yīng)面法確定微波熱風(fēng)耦合干燥最優(yōu)工藝實(shí)驗(yàn)微波干燥過(guò)程中，物料內(nèi)部干燥出來(lái)的水蒸氣會(huì)聚集在物料周圍，如果利用熱風(fēng)吹走這些水蒸氣可以使物料內(nèi)外形成水分濃度差，加快干燥進(jìn)程。為了確定微波熱風(fēng)耦合干燥的最優(yōu)工藝參數(shù)，結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇微波功率密度、物料內(nèi)部溫度設(shè)定值、熱風(fēng)溫度三因素進(jìn)行響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，采用Boxbenhnken中心組合實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)因素水平見(jiàn)表2。

表2　響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平Table 2　Factors and levels of response surface design

1.3指標(biāo)測(cè)定方法

1.3.1含水率測(cè)定采用國(guó)標(biāo)GB 5009.3-2010中的常壓干燥法在103℃的熱風(fēng)干燥箱中下測(cè)得［13］，計(jì)算公式為：

式中，X為物料干基含水率；mt為t時(shí)刻物料的質(zhì)量，g；md為物料中干物質(zhì)的質(zhì)量，g。

1.3.2復(fù)水率測(cè)定將干燥好的物料稱重后放入80℃恒溫水浴鍋復(fù)水40 min，取出后用濾紙吸干表面水分，測(cè)得物料復(fù)水后的質(zhì)量。計(jì)算公式為：

式中，Rf為物料中復(fù)水比；md為物料干燥后質(zhì)量，g；mf為物料復(fù)水后質(zhì)量，g。

1.3.3平均干燥速率的測(cè)定計(jì)算式為：

式中，V為平均干燥速率，g/g·min；X0為物料初始干基含水率，g/g；X1為干燥后物料干基含水率，g/g；Δt為干燥耗時(shí)，min。

1.3.4胡蘿卜素保留率測(cè)定采用國(guó)標(biāo)GB/T 5009.83-2003中的高效液相色譜法測(cè)定物料中胡蘿卜素含量［14］。

1.3.5感官評(píng)價(jià)主要根據(jù)色澤、收縮程度對(duì)干燥后物料進(jìn)行評(píng)價(jià)。色澤呈金黃色為優(yōu)，褐色為差［15］。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用Excel以及Design-Expert軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

2　結(jié)果與分析

2.1微波不控溫干燥特性

在不控制溫度的情況下，微波干燥可以分為三個(gè)階段（圖2）：干燥前期，物料內(nèi)部溫度逐漸升高，含水率緩慢下降；干燥中期，物料內(nèi)部溫度處于一個(gè)較高但是相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，物料開(kāi)始排出大量水分，這個(gè)過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；干燥后期，物料內(nèi)部溫度開(kāi)始急劇上升，但含水率并沒(méi)有出現(xiàn)急劇下降。

圖2　微波不控溫干燥牛蒡內(nèi)部溫度曲線和干燥曲線Fig.2　Internal temperature and drying curve of burdock by microwave drying without temperature control

微波干燥過(guò)程中，如果不對(duì)物料內(nèi)部溫度進(jìn)行控制，在干燥中后期物料內(nèi)部溫度將會(huì)達(dá)到十分高的水平（120℃甚至更高），對(duì)于果蔬類食品來(lái)說(shuō)，過(guò)高的干燥溫度將會(huì)損壞其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生焦糊、碳化等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)。Rodrigo等［16］通過(guò)對(duì)西紅柿干燥研究發(fā)現(xiàn)，干燥過(guò)程中西紅柿內(nèi)部溫度越高，干燥后西紅柿顏色改變就越明顯。Lu等［17］發(fā)現(xiàn)在微波干燥土豆切片過(guò)程中，干燥后期較高的土豆溫度會(huì)產(chǎn)生焦糊、碳化的現(xiàn)象。因此微波干燥中對(duì)物料內(nèi)部溫度進(jìn)行控制是十分必要的。

圖3　微波控溫干燥牛蒡內(nèi)部溫度曲線Fig.3　Internal temperature of burdock by microwave drying with temperature control

圖4　微波控溫干燥牛蒡干燥曲線Fig.4　Drying curve of burdock by microwave drying with temperature control

2.2微波控溫干燥特性

從圖3、圖4可以看出，對(duì)物料內(nèi)部溫度進(jìn)行控制時(shí)，不同微波功率和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值的控制效果是不同的。如果采用較小的微波功率密度和較大的物料內(nèi)部溫度設(shè)定值組合，物料內(nèi)部溫度上升緩慢，干燥速度也相應(yīng)較慢，體現(xiàn)不出微波快速干燥的優(yōu)勢(shì)，但是物料內(nèi)部溫度偏差較小；如果采用較大的微波功率密度和較小的物料內(nèi)部溫度設(shè)定值組合，物料內(nèi)部溫度很快就會(huì)達(dá)到設(shè)定值，微波爐就會(huì)停止工作以降低溫度，物料的有效干燥時(shí)間就會(huì)較短，也會(huì)減緩物料的干燥速度，并且由于微波功率密度較大，物料內(nèi)部溫度也會(huì)產(chǎn)生較大的偏差。因此，需要選擇合適的微波功率密度和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值，在降低干燥時(shí)間的同時(shí)減少物料內(nèi)部溫度的偏差，使其穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，本次實(shí)驗(yàn)選擇微波功率密度在6～10 W/g之間，物料內(nèi)部溫度設(shè)定值在60～80℃之間進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

2.3微波熱風(fēng)耦合干燥特性

2.3.1響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行15組，其中1～12為析因?qū)嶒?yàn)，13～15為中心實(shí)驗(yàn)，用來(lái)估算實(shí)驗(yàn)誤差。

采用Design-Expert軟件對(duì)響應(yīng)值和各因素進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，建立如下二次回歸方程：

胡蘿卜素保留率Y（%）=-600.88333+45.53333A+ 8.71042B+4.27792C+0.32875AB-0.29625AC+ 0.61000BC-2.83958A2-0.11033B2-0.042333C2

各因素的方差和顯著性分析見(jiàn)表4，可以看出，模型的p值小于0.01，即二次回歸模型影響極顯著。同時(shí)失擬項(xiàng)p值大于0.05，表明響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)學(xué)模型一致性較好，能夠用此數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)。通過(guò)F值大小可以看出三個(gè)因素對(duì)胡蘿卜素保留率的影響排序?yàn)椋何⒉üβ拭芏華＞熱風(fēng)溫度C＞物料內(nèi)部溫度設(shè)定值B。

表3　微波熱風(fēng)耦合干燥牛蒡響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3　Experimental results of response surface by combined microwave-hot air drying

方程的相關(guān)系數(shù)R2=0.9698，說(shuō)明可以用這個(gè)方程來(lái)解釋96.98%的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，方程擬合較好。變異系數(shù)CV=6.92%，說(shuō)明模型的方程較好的反映了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可信度較高。

2.3.2響應(yīng)面與等高線圖分析為了進(jìn)一步分析兩因素間的交互作用的胡蘿卜素保留率的影響，固定其中一個(gè)因素為零水平，觀察另外兩個(gè)因素對(duì)胡蘿卜素保留率的影響，如圖5～圖7所示。等高線的形狀反應(yīng)了因素間交互作用的強(qiáng)弱程度，橢圓代表兩因素交互作用顯著，圓形則代表不顯著，圖5～圖7中等高線圖均呈橢圓形，說(shuō)明圖中兩因素交互作用顯著。

圖5　微波功率密度和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值對(duì)胡蘿卜素保留率影響的響應(yīng)面圖Fig.5　Response surface of the effects of the set value of sample’s internal temperature and the temperature of hot air on the reservation rate of carotene

圖6　微波功率密度和熱風(fēng)溫度對(duì)胡蘿卜素保留率影響的響應(yīng)面圖Fig.6　Response surface of the effects of microwave density and the temperature of hot air on the reservation rate of carotene

圖7　物料內(nèi)部溫度設(shè)定值和熱風(fēng)溫度對(duì)胡蘿卜素保留率影響的響應(yīng)面圖Fig.7　Response surface of the effects of microwave density and the set value of sample’s internal temperature on the reservation rate of carotene

圖5表明，微波功率密度A和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值B均較低時(shí)，干燥后物料胡蘿卜素保留率較低，但是較高的微波功率密度A和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值B也會(huì)降低干燥后物料的胡蘿卜素保留率，可能是因?yàn)闇囟冗^(guò)高導(dǎo)致胡蘿卜素產(chǎn)生氧化。圖6表明，在微波功率密度A和熱風(fēng)溫度C取較大值時(shí)，可以獲得較高的胡蘿卜素保留率，從等高線圖可以看出，微波功率密度A為8.5 W/g左右，熱風(fēng)溫度C為72℃左右時(shí)胡蘿卜素保留率取得最大值。圖7表明，在物料內(nèi)部溫度設(shè)定值B適中時(shí)，熱風(fēng)溫度C在較大范圍內(nèi)均可以獲得較高的胡蘿卜素保留率。

表5　不同干燥方式品質(zhì)比較Table 5　Quality of different drying method

2.3.3最佳干燥工藝確定與驗(yàn)證對(duì)上述回歸方程進(jìn)行優(yōu)化求解，得到微波功率密度A=8.38 W/g、物料內(nèi)部溫度設(shè)定值B=72.20℃、熱風(fēng)溫度C=73.24℃，胡蘿卜素保留率為60.9%。根據(jù)以上數(shù)據(jù)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)設(shè)定為微波功率密度A=8.4 W/g、物料內(nèi)部溫度設(shè)定值B=72.2℃、熱風(fēng)溫度C=73.2℃進(jìn)行三組重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到胡蘿卜素保留率平均值為60.6%，與預(yù)測(cè)值偏差較小，因此可以認(rèn)為響應(yīng)面分析所得模型是可靠的。

2.4不同干燥方式對(duì)牛蒡品質(zhì)的影響

從表5可以看出，干燥過(guò)程中如果不對(duì)物料內(nèi)部溫度進(jìn)行控制，物料干燥后品質(zhì)較差。控制物料內(nèi)部溫度的微波熱風(fēng)耦合干燥的胡蘿卜素保留率較微波控溫干燥（8 W/g+70℃）提高了29.5%，復(fù)水率和平均干燥速率分別提高了11.1%和68.3%，感官評(píng)價(jià)也較好，綜合品質(zhì)較單純微波干燥有明顯提高。

3　結(jié)論

微波干燥過(guò)程中控制物料內(nèi)部溫度是十分必要的，在干燥的中后期，物料質(zhì)量的快速下降導(dǎo)致物料內(nèi)部溫度急劇升高，嚴(yán)重影響物料品質(zhì)。但是進(jìn)行溫度控制時(shí)，微波功率密度和物料內(nèi)部溫度設(shè)定值要合理的選取，以加快物料干燥速率，提高干燥品質(zhì)。

選取微波功率密度、物料內(nèi)部溫度設(shè)定值和熱風(fēng)溫度三個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，得到胡蘿卜素保留率最高的工藝為微波功率密度8.4 W/g，物料內(nèi)部溫度設(shè)定值72.2℃，熱風(fēng)溫度73.2℃，此時(shí)胡蘿卜素保留率為60.6%，與模型預(yù)測(cè)值偏差較小，表明此方法合理可行。

微波熱風(fēng)耦合干燥同控溫微波干燥相比，基于溫度控制的微波熱風(fēng)耦合干燥具有快速、安全和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，在食品干燥中有著較為廣泛的應(yīng)用前景。

［1］孟秀梅，劉昌衡，王希敏，等.牛蒡子在食品工業(yè)中應(yīng)用及其開(kāi)發(fā)前景［J］.食品與機(jī)械，2006，22（4）：109-111.

［2］徐傳芬，孫隆儒.牛蒡化學(xué)成分和藥理作用的研究現(xiàn)狀［J］.時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2001，12（10）：941-942.

［3］王靜，徐為民，諸永志，等.貯藏溫度對(duì)鮮切牛蒡褐變的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，24（4）：492-496.

［4］王慧慧，李成華，王穎，等.牛蒡真空干燥的實(shí)驗(yàn)研究［J］.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，39（1）：48-51.

［5］石啟龍，趙亞，王錫海.熱風(fēng)-微波聯(lián)合干燥牛蒡的實(shí)驗(yàn)研究［J］.食品工業(yè)科技，2011，32（6）：320-322.

［6］Cheng W M，Raghavan GSV，Ngadi M，et al.Microwave Power Control Strategies on the Drying Process I.Development and Evaluation of New Microwave Drying System［J］.Journal of Food Engineering，2006，76（2）：188-194.

［7］Cuccurullo G，Giordano L，Albanese D，et al.Infrared Thermography Assisted Control for Apples Microwave Drying［J］. Journal of Food Engineering，2012，112（4）：319-325.

［8］Li Z，Raghavan G，Orsat V.Temperature and Power Control in Microwave Drying［J］.Journal of Food Engineering，2010，97（4）：478-483.

［9］Koné K Y，Druon C，Gnimpieba EZ，et al.Power Density Control in Microwave Assisted Air Drying to Improve Quality of Food［J］.Journal of Food Engineering，2013，119（4）：750-757.

［10］陳學(xué)紅，秦衛(wèi)東，秦杰，等.鮮切牛蒡絲護(hù)色和制備工藝優(yōu)化［J］.食品科學(xué)，2010，31（4）：95-98.

［11］周韻，宋春芳，崔政偉.熱風(fēng)微波耦合干燥胡蘿卜片工藝［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（2）：382-386.

［12］劉小丹，張淑娟，賀虎蘭，等.紅棗微波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥特性及對(duì)其品質(zhì)的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（24）：280-286.

［13］GB/T 5009.3-2010.食品中水分的測(cè)定［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［14］GB/T 5009.83-2003.食品中胡蘿卜素的測(cè)定［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

［15］國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典（一部）［M］.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010：66-67.

［16］Rodrigo D，Loey AV，Hendrickx M.Combined Thermal and High Pressure Colour Degradation of Tomato Puree and Strawberry Juice［J］.Journal of Food Engineering，2007，79（2）：553-560.

［17］Lu L，Tang J，Ran X.Temperature and Moisture Changes During Microwave Drying of Sliced Food［J］.Drying Technology，1999，17（3）：414-431.

Research on characteristics of combined microwave-hot air drying of burdock based on temperature control

JI Fei1，LI Zhen-feng1，2，*，LI Jing1，SONG Fei-hu1，XU Wan-xiu1
（1.Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Shaoxing Queland Mechatronics Technology Co.Ltd.，Shaoxing 312000，China）

The temperature and moisture content change of combined microwave-hot air drying were studied using burdock as the raw material.The results of microwave drying with temperature control showed a shortening of drying time and reduction of deviation of the sample’s internal temperature by selecting appropriate microwave power density and the set value of sample’s internal temperature.Response surface methodology was used to optimize the drying technology and the mathematical model was built to describe the reservation rate of carotene.The optimal drying conditions were as follow：microwave density 8.4 W/g，the set value of sample’s internal temperature 72.2℃and the temperature of hot air 73.2℃，the predicted value of reservation rate of carotene was 60.6%.

Burdock；combined microwave-hot air drying；response surface methodology；temperature control

TS255.3

B

1002-0306（2015）20-0284-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.20.050

2015－01－04

紀(jì)飛（1990-），男，碩士研究生，研究方向：食品微波、熱風(fēng)干燥，E-mail：jifei_xz@foxmail.com。

李臻峰（1968-），男，博士，教授，研究方向：食品無(wú)損檢測(cè)，微波、熱風(fēng)干燥，E-mail：352151043@qq.com。

國(guó)家自然基金項(xiàng)目（51406068）。