[发明专利]一种激光预处理协同微波喷动提升浆果冻干高效节能的方法

说明书

一种激光预处理协同微波喷动提升浆果冻干高效节能的方法，属于果蔬食品加工技术领域。本发明将经过特殊预冷冻的浆果物料进行激光多点穿孔处理，并协同微波喷动冷冻干燥技术脱水，然后包装。本发明利用特殊速冻以及激光穿孔技术显著增加物料的物理性扩散通道，利用微波喷动技术均匀化物料干燥热点分布，通过协同处理从而解决普通冷冻干燥高能耗、微波干燥均匀性差的难题，提升产品品质，与传统冻干相比，时间缩短50％以上，均匀性提升60％以上，能耗减少30％以上。本发明尤其适合高糖或/和蜡质浆果类物料的干燥，属于高效优质节能创新技术，同时本方法操作简单易行，生产成本较低，适合工业化推广。

技术领域

本发明涉及一种激光预处理协同微波喷动提升浆果冻干高效节能的方法，属于果蔬食品加工技术领域。

背景技术

浆果富含多糖、花青素、Vc等活性成分，具有较高的食用、保健和医疗价值，整果干燥是浆果加工处理、提高产品附加值的重要形式。当前浆果的初级干燥加工以热风干燥为主，虽然设备简单、投入较少，但高温富氧条件会明显破坏浆果中的活性成分，营养损失严重，产品质量差，无法满足当前人民日益增加的物质和营养需求，并且产品国际竞争力弱。冷冻干燥具有低温优势，是公认的产品营养价值最高的干燥技术，但是能耗很大，周期太长，尤其浆果产品糖分含量多，粘度大，不利于干燥进行。因此，提质高效节能成为浆果干燥领域亟需解决的难题。

微波干燥是高效节能方法的代表性技术，微波联合冻干技术在在果蔬干燥中占有重要地位，取得了优异的科研成果。张慜创制了负压下两种频率微波组合干燥调理莴苣品质的方法(中国发明专利，专利号201410525911.6)，同时建立了微波喷动冻干条件下智能检测高糖分水果含水率及质构的方法(中国发明专利，专利号201810301119.0)。黄略略(2011)研究了冻干、真空微波串联联合干燥苹果的保质和节能工艺及模型，发现通过工艺优化，采用串联联合干燥来替代单一的冷冻干燥能够实现在保护产品品质的同时降低能耗。王瑞(2010)建立了马铃薯的微波冻干(冻干与微波并联)一体化干燥技术，在保证产品品质稳定的前提下，为解决蔬菜冻干普遍存在的干燥时间长，能耗大，提供了参考。

激光技术虽然应用十分广泛，但是在果蔬加工方面的应用还比较局限，主要集中在切割、检测、加热等方面。杨楷(中国实用新型，专利号201621056273.9)发明了一种大面积激光加热系统，能够投射激光至物料表面，实现加热。向勇(中国发明专利，201610318703.8)发明的激光加热装置及激光加热系统，解决了现有激光加热装置对激光功率调角度有限的技术问题，实现了每次逐步定量对样品点的加热。郭伟强(中国实用新型，专利号201420694865.8)设计了一种电磁及光波加热锅，可以对锅内的食物进行立体电磁或者光波加热。格雷西亚(中国发明专利，201580052544.5)发明了一种针对3D食品的激光束及电磁辐射加热和烹调设备和方法。周齐佑(中国实用新型，专利号201320627526.3)通过对光波锅结构改造，进一步提升了安全性能和加热效率。傅峰峰(中国实用新型，专利号201720218165.5)设计的精准局部加热激光烹饪及其连接结构可以精准控制判断食品生熟程度，并对食物局部精准加热。颜丙功等人(中国发明专利，201810007700.1)发明的激光微波加工装置增加了真空系统，实现了微波与激光同步制造，提高处理质量和效率。Ante(2010)研究了不同激光功率和密度对玉米干燥效率的影响。Huai(2004)从数值模型方面对激光干燥进行了传质传热过程分析。Jager(美国专利，US 2008/03 11260 Al)发明了基于激光打孔的冷冻产品预处理技术，发现激光打孔比物理性切割预处理产品经过冷冻干燥后具有更加优良的产品品质。可以看出在激光设备制造方面，我们已具备一定的成果基础，但是在激光的直接干燥应用研究方面依然比较严峻，在果蔬干燥，尤其是以浆果为代表的多糖类水果干燥方面鲜有专利申报。

微波冻干技术在高效节能方面效果显著，但是在产品品质调控方面仍有较大提升空间，其中最重要的一点是提升产品的品质均匀性。本发明涉及一种激光预处理协同微波喷动提升浆果冻干高效节能的方法，经检索，与本发明密切相关的研究如下：