深海鰹魚(Katsuwonus pelamis)低溫?zé)岜寐?lián)合干燥技術(shù)優(yōu)化及品質(zhì)分析*

王 歡 白 冬 謝 超 林 琳 黃 菊 梁 佳 王 婷

(浙江省海產(chǎn)品健康危害因素關(guān)鍵技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江海洋大學(xué)食品與醫(yī)藥學(xué)院 舟山 316022)

鰹魚(Katsuwonus pelamis), 俗稱炸彈魚, 屬于金槍魚科(Thunnidae), 其產(chǎn)量占金槍魚漁業(yè)的 40%之多。遠(yuǎn)洋深海鰹魚肉質(zhì)鮮美, 味道可口, 而且具有美容減肥等多重保健功效(李桂芬等, 2003), 深受人們喜愛。也是金槍魚拖毛釣、圍網(wǎng)、流刺網(wǎng)的捕撈主要目標(biāo)之一, 同金槍魚一樣為大洋性重要經(jīng)濟(jì)魚。目前,世界漁產(chǎn)主要將鰹魚新鮮食用, 或把鰹魚加工成罐頭制品, 還有大量鰹魚干制品生產(chǎn)(Hoyle et al,2011)。鰹魚在全球分布的范圍都很廣, 調(diào)查發(fā)現(xiàn)大西洋、太平洋和印度洋, 特別是水溫高于 15°C以上的水域, 都發(fā)現(xiàn)了鰹魚的蹤跡, 其活動(dòng)數(shù)量也很大, 總體而言, 鰹魚的開發(fā)與利用資源豐富。

干燥技術(shù)是水產(chǎn)品加工的重要過程之一。近年來,已有多種新型聯(lián)合干燥方式加以運(yùn)用, 例如有學(xué)者曾聯(lián)合使用遠(yuǎn)外干燥技術(shù)和微波干燥技術(shù), 對(duì)黃桃進(jìn)行干燥, 并優(yōu)化了干燥參數(shù)(王俊等, 1999)。洪國偉(2001)用熱泵干燥器干燥水產(chǎn)品, 發(fā)現(xiàn)效果明顯優(yōu)于熱風(fēng)干燥。由于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥能耗較高, 途中排放出很多廢氣, 急需改進(jìn)干燥工藝(Rahman, 2006)。而低溫?zé)岜眉夹g(shù)能將這些潛熱轉(zhuǎn)化為顯熱, 具有良好的節(jié)能特性, 緩解水產(chǎn)品高消耗, 低品質(zhì)的問題而被被迅速推廣應(yīng)用。

為了改善單一干燥技術(shù)的缺點(diǎn), 試將低溫?zé)岜门c熱風(fēng)技術(shù)于干燥前后階段組合使用, 以期達(dá)到提高干燥質(zhì)量和降低干燥能耗的效果。李遠(yuǎn)志等(2000)針對(duì)胡蘿卜低溫?zé)岜?熱風(fēng)組合干燥, 而得到了產(chǎn)品良好的效果; 李暉等(2014)用熱泵與熱風(fēng)聯(lián)合干制懷山藥片取得最佳工藝條件。因?yàn)闊岜?熱風(fēng)組合干燥的前期溫度偏低, 正好可以緩解魚干表面形成硬殼,內(nèi)部水分?jǐn)U散不出的問題, 后期提高干燥速度, 減少能耗, 使得最終獲得低水量、高品質(zhì)的干制鰹魚產(chǎn)品。本研究將利用低溫?zé)岜?熱風(fēng)聯(lián)合干燥技術(shù), 針對(duì)深海鰹魚進(jìn)行干燥研究, 并對(duì)其干燥條件進(jìn)行優(yōu)化,以期獲得能耗低、品質(zhì)高的鰹魚干品。

1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

遠(yuǎn)洋深海鰹魚(Katsuwonus pelamis)舟山千島水產(chǎn)有限公司提供。營養(yǎng)瓊脂(生化試劑)、鹽酸、硼酸(分析純)、氯化鉀、亞甲基藍(lán)(分析純)、甲基紅(分析純)等實(shí)驗(yàn)所需試劑均由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

熱泵-熱風(fēng)干燥一體機(jī)(寧波機(jī)電工業(yè)研究設(shè)計(jì)院制造有限公司); 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所干燥設(shè)備制造廠公司); 殺菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠); WSC-S色差計(jì)(上海儀精密儀器有限公司); DSC-7型量熱掃描儀(上海發(fā)瑞儀器科技有限公司); 分析天平(奧多利斯科學(xué)儀器有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)流程

深海鰹魚→預(yù)處理(去頭尾、去內(nèi)臟)→清洗→解剖→再清洗→用濾紙吸取表面水分→熱泵單因素試驗(yàn)→聯(lián)合干燥試驗(yàn)→產(chǎn)品品質(zhì)分析→貯存保藏。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 聯(lián)合干燥技術(shù)優(yōu)化

分析不同干燥溫度下對(duì)鰹魚干燥速度和鰹魚品質(zhì)的影響。設(shè)定干燥室的相對(duì)濕度為35%, 循環(huán)風(fēng)速為 2.5m/s, 溫度分別為 35°C、45°C、55°C 進(jìn)行試驗(yàn)。為隨機(jī)采樣4份經(jīng)過預(yù)處理后的500g 左右的鰹魚各4kg, 然后平整鋪在干燥箱內(nèi)托盤上。讓其自認(rèn)冷卻,再由感官小組進(jìn)行品質(zhì)鑒定。為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性, 降低試驗(yàn)偶然性跟隨機(jī)性, 每一組都要重復(fù)3次試驗(yàn), 剔除異常數(shù)字, 做好記錄。

2.1.1 裝填物料量試驗(yàn) 改變物料量, 分析物料量對(duì)于干燥速率和鰹魚品質(zhì)的影響。設(shè)定干燥室溫度為45°C, 相對(duì)濕度為35%, 循環(huán)風(fēng)速為2.5m/s, 選取分別為4、8、12 kg的鰹魚量。平整地鋪在干燥箱內(nèi)托盤(注意不要重疊)。干燥完后讓其自然冷卻, 感官小組進(jìn)行品質(zhì)鑒定。

2.1.2 循環(huán)風(fēng)速試驗(yàn) 改變風(fēng)速, 分析風(fēng)速對(duì)干燥速率和鰹魚品質(zhì)的影響。設(shè)定干燥室溫度為 45°C,相對(duì)濕度為 35%, 控制干燥室內(nèi)的風(fēng)速分別是 1.5、2.5、3.5 m/s。并且將鰹魚在干燥箱內(nèi)的托盤上平整地鋪好。干燥完之后放置一段時(shí)間, 讓其自然冷卻,之后再由感官小組進(jìn)行品質(zhì)的鑒定。

2.1.3 干燥室相對(duì)濕度試驗(yàn) 改變干燥箱內(nèi)空氣相對(duì)濕度, 分析相對(duì)濕度對(duì)干燥速率和鰹魚品質(zhì)的影響。設(shè)定干燥室溫度為 45°C, 控制循環(huán)風(fēng)速為2.5m/s, 鰹魚量為 4kg。分別保持相對(duì)濕度為 25%、35%、45%。把原料平鋪在干燥箱托盤內(nèi)(注意不要重疊)。干燥完之后冷卻, 由感官小組進(jìn)行品質(zhì)鑒定。

2.2 干制品含水率確定

根據(jù)不同干燥條件下的干燥曲線確定鰹魚干的含水量。試驗(yàn)開始, 記錄下最開始的鰹魚水分含量,之后放入干燥箱中, 再每隔 1h測(cè)定鰹魚水分含量,得出含水率。在鰹魚干含水率快要接近 20%的時(shí)候,記錄下干燥時(shí)間下水分含量變化。根據(jù)數(shù)據(jù), 繪制出鰹魚在不同干燥條件下的干燥曲線。

2.3 干制品色差值的測(cè)定

本次測(cè)驗(yàn)用WSC-S型色差計(jì)來測(cè)定鰹魚干的顏色。L*值表示亮度, 其值表示黑色到白色的變化; b*表示黃色度, 表示有色物質(zhì)的黃藍(lán)偏向; a*值表示紅色度, 表示有色物質(zhì)的紅綠偏向。每樣都從不同的角度分別讀取數(shù)據(jù), 平行測(cè)測(cè)試驗(yàn) 3次, 記錄下數(shù)據(jù),剔除特別明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù), 重新讀取, 最終算取三次讀數(shù)的平均值。

2.4 干制品單位能耗除濕量(SMER)的測(cè)定

單位能耗除濕量(SMER)是衡量干燥系統(tǒng)性能的指標(biāo)。具體指干燥系統(tǒng)所消耗1 kJ所去除掉的水分質(zhì)量。具體的計(jì)算公式如下所示:

式中, M為水分蒸發(fā)量, 鰹魚干燥M=總物料×(初始含水量–實(shí)時(shí)含水量); Wi為干燥階段所消耗總電能。

2.5 細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定

按照《GB/T4789.2-2003》食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落(李二衛(wèi), 2010)的測(cè)定方法, 測(cè)定干燥細(xì)菌總數(shù)。每一組試驗(yàn)平行測(cè)定3次, 剔除數(shù)據(jù)相差明顯的, 準(zhǔn)確記錄數(shù)值后, 算取三次讀數(shù)的平均值。

2.6 復(fù)水比(RR)值的測(cè)定

干制品浸水后, 復(fù)水比為一定時(shí)間里干制品復(fù)水后總重與復(fù)水前總重之比, 計(jì)算公式如下:

式中, RR為復(fù)水比, Wr為復(fù)水后重量, Wd為復(fù)水前重量。

試驗(yàn)步驟為: 將樣品放置 25°C水中浸泡 12 h,期間保持水溫的恒定, 之后拿出放在布氏漏斗的濾紙上, 與真空泵相連, 抽真空 30s, 此目的是為除去樣品表面的水分。然后抽完之后馬上取出稱量重量。爭取整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程需控制在1 min之內(nèi)。每個(gè)樣品平行測(cè)定3次, 剔除數(shù)據(jù)差異明顯的數(shù)值, 最后算取三次讀數(shù)的平均值。

2.7 干制品感官評(píng)定

在進(jìn)行感官評(píng)定之前, 從舟山市場超市等地收購若干優(yōu)質(zhì)的鰹魚干樣品, 以這些市面上的產(chǎn)品為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn), 讓感官小組成員都仔細(xì)進(jìn)行觀察。由10位專家組成評(píng)定小組, 參照市場售賣的鰹魚干, 分別對(duì)樣品進(jìn)行評(píng)分(徐坤華等, 2014)。每位成員按十分制計(jì)進(jìn)行打分。打分完成統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù), 算取 10位專家的總分平均值, 將其作為每個(gè)樣品的最終分?jǐn)?shù), 分?jǐn)?shù)取為整數(shù), 做好相應(yīng)的數(shù)值記錄。

2.8 總揮發(fā)性鹽基氮測(cè)定

本文采用微量擴(kuò)散法檢測(cè)揮發(fā)性鹽基總氮(T-VBN)的含量。揮發(fā)性鹽基氮(T-VBN)通常作為蛋白質(zhì)食品新鮮化指標(biāo), 與水產(chǎn)品新鮮或腐敗程度有明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系, 測(cè)定數(shù)值來進(jìn)行水產(chǎn)品新鮮度確定產(chǎn)品質(zhì)量的判斷(陳培基等, 2006)。每組樣品都做 3個(gè)平行試驗(yàn), 剔除其中數(shù)據(jù)明顯異常的值, 記錄好最終數(shù)據(jù), 同時(shí)做試劑空白試驗(yàn), 減少試驗(yàn)的偶然性。

3 結(jié)果與分析

3.1 干燥方式品質(zhì)與能耗比較

3.1.1 干制品的T-VBN值 熱泵干燥能較好保持產(chǎn)品產(chǎn)品的色澤, 減少揮發(fā)性物質(zhì)損失(陳坤杰等, 2000)。圖 1為在不同干燥方式下, 深海鰹魚魚干制品中測(cè)定T-VBN含量, 從圖1中可看出采用單一干燥(HPD)產(chǎn)品和聯(lián)合干燥產(chǎn)品的 T-VBN值并沒有特別明顯的差異,兩者間數(shù)據(jù)比較接近。另可直觀看出采用傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥(AD)方式, 產(chǎn)品 T-VBN數(shù)值最大。根據(jù)下圖可看出聯(lián)合干燥(HPD+AD)產(chǎn)品的 T-VBN 值最低, 聯(lián)合干燥與熱泵干燥產(chǎn)品效果相差并不大, 但是都要優(yōu)于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥。聯(lián)合干燥能較好保持深海鰹魚干的品質(zhì)。

圖1 干燥方式對(duì)鰹魚T-VBN值的影響Fig.1 T-VBN value of K. pelamis in different dehydration methods

3.1.2 干制品的 SEMR值 根據(jù)圖 2的數(shù)據(jù)可直觀地看出, 采用不同干燥方式可得深海鰹魚干能耗SMER值(specific moisture extraction rate)的不同影響,直觀可見影響結(jié)果: 傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥(AD)單位能耗除濕值數(shù)值最小, 都小于其它兩種干燥方式。其次是熱泵干燥, 其值介于另兩種干燥技術(shù)之間。而聯(lián)合干燥技術(shù)(HPD+AD)單位能耗除濕值最高。熱泵-熱風(fēng)聯(lián)合干燥SMER值是AD樣品的156.7%, 是HPD處理樣品的114.3%。由此推斷, 聯(lián)合干燥比單純熱風(fēng)干燥節(jié)能達(dá)35.2%。熱泵在干燥后期重新利用的水蒸氣減少,需另電加熱而增加能耗損失。聯(lián)合干燥在后期關(guān)閉熱泵系統(tǒng), 避免損耗, 從而更節(jié)能。

圖2 干燥方式對(duì)鰹魚SEMR值的影響Fig.2 The SEMR value of K. pelamis in different dehydration methods

3.1.3 干制品的色差 食品原料在干燥過程中均會(huì)發(fā)生化學(xué)變化, 其中色澤是干制品一個(gè)重要指標(biāo)(Solymosiet al, 2015)。在干燥中, 影響干品顏色變化包括干燥溫度、干燥方式及含水量變化、物料種類等因素。采用不同干燥技術(shù)處理, 深海鰹魚干所得色差值如表1所示, 從表1的數(shù)據(jù)中可直觀地看出聯(lián)合干燥(HPD+AD)和單一干燥技術(shù)(HPD)干燥的鰹魚產(chǎn)品較接近, 色差值比(AD)干燥的產(chǎn)品更小, 表示色澤更優(yōu)。

表1 不同干燥方式下樣本的色差值Tab.1 Color difference of samples in different dehydration methods

3.1.4 干制品的細(xì)菌總數(shù) 用不同干燥方式, 所得深海鰹魚干制品細(xì)菌總數(shù)含量有著明顯差別, 檢測(cè)如圖3所示。單一熱泵干燥(HPD)的干燥產(chǎn)品細(xì)菌總數(shù)含量最低, 而傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥(AD)干燥處理深海鰹魚產(chǎn)品細(xì)菌總數(shù)含量比另外兩種方式處理要高。而從圖中看出, 熱泵-熱風(fēng)聯(lián)合干燥(HPD+AD)干燥產(chǎn)品檢測(cè)出的細(xì)菌含量處于兩者之間。聯(lián)合干燥在后期采用的是開放式熱風(fēng)干燥, 但物料一直保持處在低水分狀態(tài), 微生物難到生長所需水分, 數(shù)量難增加。最終聯(lián)合干燥下檢測(cè)出的細(xì)菌總數(shù)低于 AD。而熱泵干燥整個(gè)過程封閉, 得到產(chǎn)品中微生物含量要少很多。

圖3 干燥方式對(duì)鰹魚細(xì)菌總數(shù)的影響Fig.3 The total number of bacterial colony in K. pelamis in different dehydration methods

3.1.5 干制品的復(fù)水比 復(fù)水性可用復(fù)水比表示,即在一定時(shí)間里干制品復(fù)水后總重與復(fù)水前總重之比。不同干燥方式對(duì)鰹魚復(fù)水比影響如圖4所示。直觀可見熱泵-熱風(fēng)聯(lián)合(HPD+AD)與熱泵技術(shù)(HPD)干燥產(chǎn)品的復(fù)水比值相差距離不大, 都高于熱風(fēng)干燥。干制品的復(fù)水效果與細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整程度相關(guān)密切?？傮w表現(xiàn)來看, 樣品含水量越高, 其破壞程度越大。聯(lián)合干燥產(chǎn)品復(fù)水比相對(duì)熱泵技術(shù)(HPD)而言要稍高,究其原因是由于水分在熱泵干燥后期含量逐漸減少,減輕了對(duì)深海鰹魚細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損壞(Mujumdar, 2006),保持樣品的多孔性。深海鰹魚聯(lián)合干燥后期水分量也少, 此階段配合熱風(fēng)干燥, 使得細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞量小,所以聯(lián)合干燥產(chǎn)品復(fù)水比也高。

圖4 干燥方式對(duì)鰹魚復(fù)水比的影響Fig.4 The rehydration rate of K. pelamis in different dehydration methods

將采用三種不同干燥方式而得到的T-VBN值、能耗、色差、復(fù)水比等數(shù)據(jù)進(jìn)行比照, 綜合各參數(shù)可得, 聯(lián)合干燥技術(shù)綜合效果更優(yōu)。熱風(fēng)與熱泵這兩種干燥方式究其本質(zhì)為空氣對(duì)流干燥。而熱泵干燥利用熱泵從低溫吸熱, 高溫放熱的特性來干燥物料。因其封閉的系統(tǒng), 可更加節(jié)約能源, 而且更環(huán)保(Colak et al, 2009)。但熱泵在干燥后期由于物料蒸發(fā)出來的水分較少, 能耗升高, 影響了運(yùn)行速率(胡斌等, 2011),需電加熱輔助干燥, 加大能耗成本, 不能充分體現(xiàn)熱泵優(yōu)勢(shì)。為了彌補(bǔ)這個(gè)不足, 采用聯(lián)合干燥方式, 前期采用熱泵干燥, 后期采用熱風(fēng)干燥, 既減少能耗,又能保證鰹魚干制品的質(zhì)量。

3.2 深海鰹魚聯(lián)合干燥單因素試驗(yàn)分析

3.2.1 干燥溫度試驗(yàn) 聯(lián)合干燥技術(shù)隨溫度升高,也加快鰹魚干燥速率。溫度變化帶動(dòng)鰹魚速率改變研究如圖5所示。從熱力曲線可直接看出干燥溫度與鰹魚干燥速率密切相關(guān)。另可以看出, 鰹魚在進(jìn)行干燥時(shí)溫度不同, 其含水率隨干燥時(shí)間變化情況。不管干燥溫度高低, 其值的變化情況都會(huì)對(duì)熱泵-熱風(fēng)干燥產(chǎn)生影響。例溫度過高, 鰹魚表面失水速率過大, 中間水分反向流動(dòng)。這些情況易造成產(chǎn)品表面結(jié)痂現(xiàn)象,使產(chǎn)品內(nèi)外品質(zhì)相差頗大。而當(dāng)溫度過低時(shí), 水分梯度雖保持由內(nèi)向外流動(dòng), 但速度緩慢, 延長了干燥的時(shí)間(Chua et al, 2005)。時(shí)間加長, 造成能源浪費(fèi)。因此, 干燥過程應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏囟? 使整個(gè)干燥過程干燥速度盡可能匹配設(shè)備能力, 充分發(fā)揮熱泵-熱風(fēng)干燥的性能, 達(dá)到最佳干燥效果。

圖5 不同溫度下鰹魚聯(lián)合干燥曲線Fig.5 The dehydration curves of K. pelamis in different temperatures

不同干燥溫度下, 對(duì)比深海鰹魚干感官品質(zhì)數(shù)值, 結(jié)果如圖6所示。鰹魚品質(zhì)質(zhì)量與干燥溫度反線性相關(guān), 隨著溫度升高, 干制品品質(zhì)反而下降。另外觀察圖6可知, 當(dāng)干燥溫度低于55°C, 深海鰹魚干品質(zhì)之間相差并不是很大, 而當(dāng)干燥溫度高于60°C時(shí),鰹魚干質(zhì)量直線下降。肉眼觀察到表面變硬, 且能聞到異味。究其原因, 可能是鰹魚蛋白質(zhì)變質(zhì)和溫度過高, 使內(nèi)部與表面水分分布不均。40°C左右引起肌球蛋白和副肌球蛋白在變性; 而 50°C導(dǎo)致結(jié)締組織變性; 當(dāng)干燥溫度達(dá) 65°C時(shí), 引發(fā)肌動(dòng)蛋白性狀改變(徐坤華等, 2014)?？v向肌肉內(nèi)結(jié)締組織決定鰹魚品質(zhì)高低, 所以, 干燥溫度一般小于60°C。另外, 在干燥過程中, 應(yīng)盡量控制內(nèi)部的水分轉(zhuǎn)移速率, 使水分內(nèi)外擴(kuò)散速率相近, 否則會(huì)影響鰹魚最終干燥品質(zhì)。

圖6 不同溫度下干燥鰹魚的感官品質(zhì)Fig.6 Sensor quality of K. pelamis dried in different temperatures

3.2.2 循環(huán)風(fēng)速試驗(yàn) 風(fēng)速變化帶動(dòng)鰹魚聯(lián)合干燥速率變化效果如圖7所示。在一定范圍內(nèi), 干燥風(fēng)速加快, 干燥速率也隨之加快。然而風(fēng)速增大到一定程度之后, 再加大風(fēng)速反而會(huì)使干燥的速率減慢。風(fēng)速為2.5m/s的風(fēng)速在后期就要高于3.5m/s的干燥速率。因?yàn)闊岜檬且粋€(gè)封閉式的循環(huán)除濕系統(tǒng), 濕介質(zhì)與蒸發(fā)器的熱交換受風(fēng)速的影響, 風(fēng)速太快, 使得熱交換不易進(jìn)行(Namsanguan et al, 2004)。若溫度較高使冷凝水可能重蒸會(huì)干燥介質(zhì)中, 使鰹魚干燥速率變的緩慢, 花費(fèi)更長時(shí)間。因此, 干燥干制品時(shí), 要選擇適宜風(fēng)速, 不能太高。

圖7 不同循環(huán)風(fēng)速鰹魚聯(lián)合干燥曲線Fig.7 Dehydration curves of K. pelamis in different aeration rates

3.2.3 裝填物料量試驗(yàn) 隨物料量增大, 干燥速率逐漸減慢, 干燥時(shí)間也隨之加長?？疾觳煌烎~物料量對(duì)聯(lián)合干燥效果影響, 試驗(yàn)結(jié)果如圖 8。根據(jù)干燥曲線數(shù)據(jù), 物料量與干燥速率相關(guān)密切。究其原因是因?yàn)橥认? 系統(tǒng)的排水能力一定, 而物料越大,系統(tǒng)內(nèi)水分居高不下, 使得干燥室內(nèi)相對(duì)濕度偏高,從而導(dǎo)致干燥速率下降(任愛清等, 2009)。速率降低后某刻, 物料總失水量會(huì)平衡系統(tǒng)除濕能力。達(dá)到平衡時(shí)間長短受物料量大小決定, 且鰹魚物料量大, 所花費(fèi)的時(shí)間也越長。因此, 應(yīng)適當(dāng)選擇裝填物料量,保持干燥速率, 減少不必要時(shí)間。

圖8 不同物料量鰹魚聯(lián)合干燥曲線Fig.8 Dehydration curves of K. pelamis in different bulks

直觀可見圖9數(shù)據(jù)變化, 其顯示物料量對(duì)鰹魚聯(lián)合干燥 SMER值影響。在一定程度范圍, 物料量與SMER值成正相關(guān)關(guān)系。但當(dāng)物料量增加達(dá)一定數(shù)值后, 單位能耗除濕效率SMER值變化幅度減緩, 這主要是達(dá)設(shè)備除濕閾值。因此可得, 只有適當(dāng)增加物料量, 才可以帶動(dòng)除濕效率, 以降低熱泵干燥能耗。

圖9 不同物料量鰹魚聯(lián)合干燥SEMR值Fig.9 The SEMR value of K. pelamis in different bulks

物料量大小造成深海鰹魚干品質(zhì)好壞影響結(jié)果如圖10所示。從圖10直觀中可得, 物料量造成鰹魚干燥品質(zhì)影響并不顯著, 其結(jié)果相差并不大。物料量影響深海鰹魚干品質(zhì)的因素, 主要在于由干燥中鰹魚水分含量, 物料量越大, 鰹魚的失水量越大, 使得空間內(nèi)相對(duì)濕度上升。進(jìn)而鰹魚表面水分?jǐn)U散減緩,內(nèi)部水分不易擴(kuò)散到表面, 表面易變硬, 影響了鰹魚的品質(zhì)。

圖10 不同物料量干燥鰹魚的感官品質(zhì)Fig.10 Sensor quality of K. pelamis dried in different bulks

3.2.4 干燥相對(duì)濕度試驗(yàn) 直觀所示干燥相對(duì)濕度與深海鰹魚聯(lián)合干燥速率關(guān)系。數(shù)據(jù)如圖11顯示,干燥介質(zhì)相對(duì)濕度越低, 對(duì)物料干燥越有利。但相對(duì)濕度范圍變化也受熱泵干燥的干燥速率的影響, 而干燥速率又限制于熱泵最大除濕閾值。由圖11可得,在聯(lián)合干燥初期, 相對(duì)濕度與聯(lián)合干燥速率關(guān)系并不關(guān)聯(lián), 隨后才逐漸顯示出來兩者關(guān)系。原因在于前期物料的水分較高, 密閉環(huán)境下, 熱泵除濕速率遠(yuǎn)低于出水速率, 使得濕球控制失去應(yīng)有的功能(Figiel,2009)。隨著干燥進(jìn)行, 兩個(gè)速率達(dá)平衡, 干濕球控制相對(duì)濕度作用逐漸表露, 此時(shí)干燥相對(duì)濕度保持設(shè)定數(shù)值不變, 相對(duì)濕度對(duì)聯(lián)合干燥速率影響才變得明顯。

圖11 不同相對(duì)濕度鰹魚聯(lián)合干燥曲線Fig.11 Dehydration curves of K. pelamis dried in different relative air humidity

4 結(jié)論

本文通過對(duì)遠(yuǎn)洋深海鰹魚低溫聯(lián)合干燥技術(shù)的優(yōu)化對(duì)干燥產(chǎn)品品質(zhì)的質(zhì)量分析, 結(jié)果表明低溫?zé)岜寐?lián)合干燥技術(shù)較傳統(tǒng)單一干燥技術(shù)在干燥效果、干燥能耗以及投入設(shè)備成本等方面更具有優(yōu)勢(shì)。進(jìn)一步對(duì)影響低溫?zé)岜酶稍锛夹g(shù)的因素主要包括填物料量、循環(huán)風(fēng)速、干燥室溫度和相對(duì)濕度等進(jìn)行優(yōu)化。研究結(jié)果進(jìn)一步表明: 深海鰹魚(500g左右)在干燥室相對(duì)濕度控制 35%、干燥室溫度為 45°C、裝填物料量為8kg、循環(huán)風(fēng)速為2.5m/s時(shí)候干燥效果最佳, 并且節(jié)能效果明顯, 能耗降低達(dá)到35.2%。該成果的成功開發(fā)對(duì)降低水產(chǎn)品干燥過程中的耗能問題具有促進(jìn)作用。

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