不同微波密度和干燥压强下玛咖微波真空干燥曲线如图1所示。固定干燥压强为500Pa,改变微波加载密度为 1、1.5、2 W/g 时,玛咖切片干燥耗时分别为 9.8、6 h,说明增大微波加载密度能够加快玛咖切片微波真空干燥速率,不同微波加载量下,玛咖切片微波真空干燥耗时最小值比最大值降低了3h,降低率为 33.33%。固定微波密度为 1.5 W/g,改变干燥压强为 300、500、700 Pa 条件下,玛咖切片干燥耗时最小值比最大值降低了 12.50%,降低干燥压强能够缩短玛咖切片微波真空干燥耗时。对比不同微波密度和干燥压强下玛咖切干燥耗时能够发现,微波密度对干燥耗时的影响更为显著。李波等[8]在研究双孢菇片微波真空干燥时发现,微波强度与干燥速率之间的相关性系数为 0.7777,而真空度同干燥速率的相关性系数仅为-0.0969,由此得到微波强度对双孢菇片的干燥速率有显著影响,而真空度影响较小的结论。
图一
由图 1 能够发现,不同干燥条件下玛咖切片微波真空干燥曲线均呈现出含水率开始的迅速下降及后续的平缓下降两个明显不同的阶段。这是因为在微波汽化干燥过程中,水分传质动力为物料内外蒸汽所形成的压力梯度,物料干燥初期含水率较高,则由于物料
内部的压力以非常快的速度升高,其力度梯度对水分排除的力度也会越大,形成一种“泵”效应,驱使蒸汽流向物料表面,这样干燥速率就会处于一个很高的水平,在干燥曲线上就会呈现出含水率快速下降的趋势;随着物料含水率的降低,干燥速率会处于一个较
低水平,在干燥曲线上就会呈现出含水率平缓下降趋势。
通过对玛咖切片微波真空干燥特性和产品特征的研究发现,干燥压强和微波密度均能影响其干燥速率,且微波密度对干燥速率的影响更为显著;相对于干燥压强,微波密度对干制品品质特征影响更显著;Weibull 分布函数能够作为玛咖切片微波真空干燥动力学模型,进而表征玛咖切片微波真空干燥机理,不同干燥条件下玛咖微波真空干燥过程中 Weibull 分布函数的形状参数均小于 1,整个干燥过程为降速干燥,其干燥过程主要受内部水分扩散的控制;玛咖切片微波真空干燥有效水分扩散系数在 10-12 m2/s 数量级,符
合食品物料干燥有效水分扩散系数 10-12~10-8 m2/s 数量级范围,且有效水分扩散系数受微波密度影响更明显;逐步回归分析能够准确构建(R2>0.99)玛咖切片干制品品质与干燥条件之间的数学模型;以干燥耗时产品总色差、产品复水比以及产品收缩率为评价指标,对不同条件下玛咖微波真空干燥过程进行加权综合评价时发现,当微波密度为 1.5 W/g,干燥压强为 300 Pa时玛咖微波真空干燥综合评分值最高为 0.6153,在实验选定条件范围内,该干燥条件最适合应用于玛咖微波真空干燥过程中。