專利名稱：水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水產(chǎn)品加工技術領域，尤其是涉及一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦 合干燥方法。
背景技術：
眾所周知，干制水產(chǎn)品是水產(chǎn)品加工中的一大類產(chǎn)品，不僅解決了水產(chǎn)品的保藏 問題，而且干制水產(chǎn)品獨特的風味也為眾多消費者所青睞。傳統(tǒng)水產(chǎn)品干制大多利用太陽 晾曬，既無法大規(guī)模生產(chǎn)，且由于敞開式的生產(chǎn)方式使得產(chǎn)品極易受到蠅蟲污染，加之加工 過程沒有任何控制，產(chǎn)品質(zhì)量很難保證?，F(xiàn)代食品質(zhì)量與安全理念要求水產(chǎn)品干制能在一 個生產(chǎn)過程可控且密閉的方式進行，近年來低溫冷風干燥技術逐漸興起。低溫冷風干燥是 在一個密閉的冷庫里進行，當循環(huán)風溫超過30°C時，水產(chǎn)品很容易腐敗變質(zhì)，所以一般干燥 時的風溫維持在10°C-20°C左右，但此時干燥速率很低，干制時間很長，通常要在40多個小 時，生產(chǎn)效率很低，而且許多企業(yè)沒有對干燥介質(zhì)的溫濕度對產(chǎn)品干燥動力學影響作深入 研究，產(chǎn)品質(zhì)量也難于保證。不少企業(yè)雖然安裝了低溫冷風干燥設備，但實際使用時經(jīng)常采 用太陽晾曬，設備利用率很低。為了提高干燥效率，也有研究采用多種干燥方式聯(lián)合進行， 其中就有冷風干燥方式并輔之以輻射傳熱，從現(xiàn)有公開的文獻來看，人們在研究中只是將 冷風干燥與紅外輻射傳熱機械結合，能耗加大但干燥效果仍不理想，在實際生產(chǎn)中仍難于 推廣使用。申請?zhí)枮镃N200710069149. 5的中國發(fā)明專利提供了一種水產(chǎn)品的低溫快速干燥 方法及其專用設備，所述方法包含以下順序步驟(1)水產(chǎn)品原料清潔整理處理后，將 水產(chǎn)品分散并經(jīng)40 65°C熱風預干燥至水分含量為50 60%; (2)預干燥后的水產(chǎn)品在 2000 3000MHZ微波和40 65°C熱風混合作用下至水分含量為15 30%; (3)微波熱風 干燥后的水產(chǎn)品再經(jīng)40 55°C熱風干燥，直至達到干制品所要求的水分含量。該法一般 適用于甲殼類水產(chǎn)品的加工，但是對于許多脂肪含量很高的水產(chǎn)品特別是魚類，在干燥過 程中當其表面溫度超過60°C -70°C時，產(chǎn)品會出現(xiàn)滴油現(xiàn)象，而且極易使產(chǎn)品內(nèi)的脂肪氧 化降解，導致產(chǎn)品品質(zhì)急劇下降，對于此類脂肪含量高的水產(chǎn)品需要開發(fā)專門的干燥處理 方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是針對現(xiàn)有技術所存在的脂肪含量高的水產(chǎn)品干燥過程中易出現(xiàn)滴 油和脂肪氧化降解的技術問題，提供一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法，該法 將干燥溫度控制在合適的低溫環(huán)境。本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的
一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法，該方法采用低溫冷風和紅外輻射傳 熱方法同時干燥處理水產(chǎn)品，并在低溫冷風干燥過程中利用溫度傳感器測定水產(chǎn)品表面溫 度，利用重量傳感器對水產(chǎn)品的含水量進行測控，具體步驟如下a、水產(chǎn)品原料清潔處理后浙干；
b、設定水產(chǎn)品干燥時表面控制溫度為特定的溫度區(qū)間，設定水產(chǎn)品含水量和干燥時 間，設定第一風速和第二風速；
c、開啟風機進行低溫冷風干燥，此時風速設置為第一風速； 啟動紅外輻射傳熱；
檢測水產(chǎn)品的含水量，當水產(chǎn)品的含水量高于設定值時進入水產(chǎn)品表面溫度控制階 段，或當水產(chǎn)品的含水量小于或等于設定值時進入緩蘇干燥階段；
所述的水產(chǎn)品表面溫度控制階段的具體操作為檢測水產(chǎn)品表面溫度，當水產(chǎn)品表面 溫度高于特定的溫度區(qū)間的高點時停止紅外輻射傳熱并將風速設置為第二風速，或當水產(chǎn) 品表面溫度低于特定的溫度區(qū)間的低點時啟動紅外輻射傳熱并將風速設置為第一風速； 當干燥時間達到設定值時停止紅外輻射傳熱進入緩蘇干燥階段； 所述的緩蘇干燥階段的具體操作為紅外輻射進入時序控制階段，紅外輻射開啟時將 風速設置為第一風速，紅外輻射關閉時將風速設置為第二風速，時序控制階段同時進入水 產(chǎn)品表面溫度控制階段；
d、檢測水產(chǎn)品的含水量，當達到干制品所要求的水分含量時停止上述干燥處理過程。本發(fā)明的低溫冷風和輻射傳熱參數(shù)控制方法的流程圖如圖1所示。本發(fā)明整個低 溫冷風環(huán)境是模擬冬天臘風的水產(chǎn)品干燥氛圍，采用紅外輻射是模擬冬天臘風下的太陽光 照射效果，以強化水產(chǎn)品的干燥效果。當水產(chǎn)品表面溫度低于溫度區(qū)間低點時啟動紅外輻 射傳熱以提高干燥速率，當水產(chǎn)品表面溫度高于溫度區(qū)間高點時關閉紅外輻射傳熱以保證 產(chǎn)品質(zhì)量；同時利用重量傳感器對水產(chǎn)品的干燥速率和含水量進行監(jiān)控，當物料含水量高 于設定值時采用低風速排濕，盡量減少紅外輻射能量在冷風中散失，減小能量損耗；當物料 含水量低于設定值時物料表面已趨于干態(tài)，物料內(nèi)部水分仍較大，但向外表面遷移速率已 很慢，此時過多的紅外輻射對提高水產(chǎn)品的干燥速率效果已不是很明顯，因此進入緩蘇干 燥階段，紅外輻射采用時序控制，在緩蘇時加大冷風風速以利于干燥繼續(xù)有效進行。在高脂 水產(chǎn)品干燥試驗中，研究發(fā)現(xiàn)水產(chǎn)品初始干燥階段的介質(zhì)溫度高于65°C時，水產(chǎn)品會發(fā)生 脂肪融化和滴油現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且在干燥介質(zhì)溫度高于30°C的高濕度環(huán)境下 水產(chǎn)品易腐敗變質(zhì)，因此本技術方法強調(diào)水產(chǎn)品的干制在低溫冷風下進行。通過對特定水產(chǎn)品干燥試驗可以確定該水產(chǎn)品從初始含水量到干燥至含水量40% 時的干燥時間，在本干燥工藝氛圍下一般為6h-12h，在批量生產(chǎn)中通過控制干燥時間來確 定從物料表面溫控紅外輻射階段轉(zhuǎn)換至緩蘇干燥階段。本發(fā)明的方法不僅提高了脂肪含量 高的水產(chǎn)品的干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而且也提高了能量利用率，干燥時間比原先的要減少 30%以上，由于紅外輻射過程是受控的，使得紅外輻射能量盡可能多地用于物料中水分蒸 發(fā)，而水產(chǎn)品表面溫度受控使得水產(chǎn)干制品的質(zhì)量得到保證，與冬天臘風下的水產(chǎn)品干制 效果相近。作為優(yōu)選，所述的時序控制階段為紅外輻射傳熱按每停40min-60min接著開啟 10min-20min 操作。作為優(yōu)選，特定的溫度區(qū)間為35-50°C，水產(chǎn)品含水量的設定值為40%，干燥時間 設定為至少6小時。研究表明，許多水產(chǎn)品特別是魚類，其脂肪含量很高，在干燥過程中當 其表面溫度超過60°C-70°C時，產(chǎn)品會出現(xiàn)滴油現(xiàn)象，而且極易使產(chǎn)品內(nèi)的脂肪氧化降解，產(chǎn)品品質(zhì)急劇下降。因此，本方法將干燥溫度限定在35-50°C范圍內(nèi)，更適用于鰻魚、黃魚、
青魚、草魚等各種水產(chǎn)品魚類的干燥處理。 作為優(yōu)選，第一風速為0. 5-2m/s，第二風速為2_6m/s。 作為優(yōu)選，紅外輻射傳熱采用的紅外線波長控制在2 y m-6 y m范圍內(nèi)。作為優(yōu)選，水產(chǎn)品表面溫度控制階段的風溫控制在20°C -30°C范圍內(nèi)，緩蘇干燥 階段的風溫控制在10°c -20°c范圍內(nèi)。作為優(yōu)選，所述的水產(chǎn)品干制的工藝參數(shù)通過對具體特定水產(chǎn)品進行實驗優(yōu)化后 確定，并由計算機系統(tǒng)控制。另外，本發(fā)明還提供一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法，該方法采用 低溫冷風和紅外輻射傳熱方法同時干燥處理水產(chǎn)品，在低溫冷風干燥過程中僅利用溫度傳 感器測定水產(chǎn)品表面溫度，所述的水產(chǎn)品為包括鰻魚、黃魚、羅非魚、青魚、草魚等水產(chǎn)品魚 類，具體方法如下
1)將魚剖膛挖臟洗凈后浙干；
2)設定魚干燥時表面控制溫度為35-50°C；
3)將預處理后的魚壓平后，放入干燥處理裝置內(nèi)開啟風機進行低溫冷風干燥，風溫控 制在20°C -30°C，風速控制在0. 5m/s-l. 5m/s ；同時啟動紅外輻射，紅外輻射波長調(diào)節(jié)范圍 為2 ii m-6 ii m，當魚表面溫度超過50°C時停止紅外輻射；或當魚表面溫度低于35°C時啟動 輻射，直至產(chǎn)品的含水量為30%-40% ；
4)緩蘇干燥處理經(jīng)步驟3)處理后的魚繼續(xù)冷風干燥處理，風溫控制在10°C-20 風速控制在2m/s-6m/s，紅外輻射進入時序控制階段，即每停40min-60min接著開啟 10min-20min,并控制魚產(chǎn)品表面溫度不高于40°C，直至魚產(chǎn)品干制到所要求的含水量。因此，本發(fā)明具有以下特點
1)本方法采用了多階段多控制參數(shù)的變溫干燥技術，干燥溫度低，幾乎是模擬冬天臘 風和陽光照射環(huán)境，使得水產(chǎn)干制品形態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。2)采用紅外輻射協(xié)同低溫冷風干燥的方法，克服了原有冷風干燥下水產(chǎn)干制品干 燥時間長、生產(chǎn)效率低的缺陷。3)紅外輻射過程是在優(yōu)化工藝參數(shù)引導下由計算機測控系統(tǒng)智能控制進行，既滿 足加快干燥速率、保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，又盡力減少紅外輻射能在干燥介質(zhì)中的 散失，降低能量損失。4)整個干燥過程在密閉腔體中進行，干燥介質(zhì)低溫循環(huán)，冷凝除濕，生產(chǎn)全過程受 控，產(chǎn)品腐敗和各種有害微生物得到完全抑制，水產(chǎn)干制品的食品安全性完全保障，直接真 空包裝后產(chǎn)品貨架期可以顯著延長。


圖1是本發(fā)明的低溫冷風和輻射傳熱參數(shù)控制方法的流程圖。圖2是本發(fā)明實施例1的流程示意框圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例1
取500g新鮮黃魚，將魚剖膛挖臟洗凈，浙干；
設定黃魚干燥時表面控制溫度為35-45°C，設定黃魚含水量為40%，干燥時間為9小時， 設定第一風速為0. 8m/s，第二風速為2m/s。開啟風機進行低溫冷風干燥，風溫15°C，此時風速設置為0. 8m/s ；同時啟動紅外 輻射傳熱，紅外線波長控制在Ziim-eym范圍內(nèi)；
利用重量傳感器檢測物料的含水量，當物料的含水量高于40%時進入物料表面溫度控 制階段，即利用溫度傳感器檢測物料表面溫度，當物料表面溫度高于50°C時停止紅外輻射 傳熱并將風速設置為2m/s，當物料表面溫度低于35°C時啟動紅外輻射傳熱并將風速設置 為0. 8m/s ；當干燥時間達到9小時時停止紅外輻射傳熱進入緩蘇干燥階段； 當物料的含水量低于40%時進入緩蘇干燥階段；
緩蘇干燥階段時，紅外輻射進入時序控制階段，即每停40min接著開啟20min，并控制 產(chǎn)品表面溫度不高于35°C，至產(chǎn)品干制到含水量為15%。紅外輻射開啟時將風速設置為第 一風速，紅外輻射關閉時將風速設置為第二風速；
檢測物料的含水量，當含水量達到15%時停止上述干燥處理過程。本實施例的流程圖如圖2所示，利用重量傳感器對水產(chǎn)品的干燥速率和含水量進 行監(jiān)控，當物料含水量高于40%時采用低風速排濕，盡量減少紅外輻射能量在冷風中散失， 減小能量損耗；當物料含水量低于40%時物料表面已趨于干態(tài)，物料內(nèi)部水分仍較大，但 向外表面遷移速率已很慢，此時過多的紅外輻射對提高水產(chǎn)品的干燥速率效果已不是很明 顯，因此進入緩蘇干燥階段，紅外輻射采用時序控制，在緩蘇時加大冷風風速以利于干燥繼 續(xù)有效進行。上述干燥過程總耗時28h，得到的產(chǎn)品形態(tài)和色澤良好。為驗證本方法的效果，取 同一批新鮮黃魚500g，采用低溫20°C冷風干燥處理，達到含水量15%需要40h。與傳統(tǒng)的低 溫冷風干燥處理，本實施例的方法耗時縮短了 12h。實施例2
500g左右新鮮鰻魚，剖膛挖臟洗凈后低鹽腌制脫水并浙干，具體干燥過程同實施例1， 不同之處在于設定鰻魚干燥時表面控制溫度為40-50°C，鰻魚含水量的設定值為35%，干 燥時間設定在10小時，第一風速設定為lm/s和第二風速為4m/s，紅外輻射波長4. 5 y m，紅 外輻射的時序控制階段為紅外輻射每停45min開15min，直至鰻魚干制品含水量15%，耗時 23h。產(chǎn)品形態(tài)和色澤良好，比低溫20°C冷風干燥37h，縮短14h。實施例3
500g左右新鮮羅非魚，具體干燥過程同實施例1，不同之處在于在紅外輻射表面溫度 控制階段的物料表面控制溫度設定在30-45°C，干燥時的風溫為15°C，第一風速設定為lm/ s和第二風速為3m/s，紅外輻射波長3. 5 y m ；含水量達40%后進入緩蘇干燥階段，此時紅 外輻射的時序控制條件為紅外輻射每停45min開15min，耗時21h，比低溫20°C冷風干燥 32h，縮短 llh。實施例4
1)500g左右新鮮草魚，將魚剖膛挖臟洗凈后浙干；
2)設定魚干燥時表面控制溫度為40-50°C；3)將預處理后的魚壓平后，放入干燥處理裝置內(nèi)開啟風機進行低溫冷風干燥，風溫控 制在15°C，風速控制在0. 5m/s ；同時啟動紅外輻射，紅外輻射波長為3. 5 ym，當物料表面溫 度超過50°C時停止紅外輻射；當物料表面溫度低于40°C時啟動輻射，直至產(chǎn)品的含水量為 40% ；
4)緩蘇干燥處理經(jīng)步驟3)處理后的魚繼續(xù)冷風干燥處理，風溫控制在20°C，風速控 制在2. 5m/s,紅外輻射進入時序控制階段，即每停40min接著開啟20min，并控制產(chǎn)品表面 溫度不高于50°C，直至產(chǎn)品干制到所要求的含水量15%，耗時20h，比低溫20°C冷風干燥 33h，縮短 13h。實施例5
1)500g左右新鮮草魚，將魚剖膛挖臟洗凈后浙干；
2)設定魚干燥時表面控制溫度為40-55°C；
3)將預處理后的魚壓平后，放入干燥處理裝置內(nèi)開啟風機進行低溫冷風干燥，風溫控 制在15°C，風速控制在0. 8m/s ；同時啟動紅外輻射，紅外輻射波長為3. 5 y m，當物料表面溫 度超過55°C時停止紅外輻射；當物料表面溫度低于40°C時啟動輻射，直至產(chǎn)品的含水量為 40% ；
4)緩蘇干燥處理經(jīng)步驟3)處理后的魚繼續(xù)冷風干燥處理，風溫控制在20°C，風速控 制在2. 5m/s，紅外輻射進入時序控制階段，即每停45min接著開啟15min，并控制產(chǎn)品表面 溫度不高于55°C，直至產(chǎn)品干制到所要求的含水量15%，耗時19h，比低溫20°C冷風干燥 32h，縮短 13h。實施例6
500g左右新鮮海蝦，具體干燥過程同實施例1，不同之處在于在紅外輻射表面溫度控 制階段的物料表面控制溫度設定在30-45°C，干燥時的風溫為15°C，第一風速設定為0. 5m/ s和第二風速為6m/s，紅外輻射波長3. 5 y m ；含水量達35%后進入緩蘇干燥階段，此時紅 外輻射的時序控制條件為紅外輻射每停45min開15min，耗時20h，比低溫20°C冷風干燥 36h，縮短 16h。應理解，該實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在 閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等 價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
權利要求
一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法，其特征在于所述的方法采用低溫冷風和紅外輻射傳熱方法同時干燥處理水產(chǎn)品，并在低溫冷風干燥過程中利用溫度傳感器測定水產(chǎn)品表面溫度，利用重量傳感器對水產(chǎn)品的含水量進行測控，具體步驟如下a、水產(chǎn)品原料清潔處理后瀝干；b、設定水產(chǎn)品干燥時表面控制溫度為特定的溫度區(qū)間，設定水產(chǎn)品含水量和干燥時間，設定第一風速和第二風速；c、開啟風機進行低溫冷風干燥，此時風速設置為第一風速；啟動紅外輻射傳熱；檢測水產(chǎn)品的含水量，當水產(chǎn)品的含水量高于設定值時進入水產(chǎn)品表面溫度控制階段，或當水產(chǎn)品的含水量小于或等于設定值時進入緩蘇干燥階段；所述的水產(chǎn)品表面溫度控制階段的具體操作為檢測水產(chǎn)品表面溫度，當水產(chǎn)品表面溫度高于特定的溫度區(qū)間的高點時停止紅外輻射傳熱并將風速設置為第二風速，或當水產(chǎn)品表面溫度低于特定的溫度區(qū)間的低點時啟動紅外輻射傳熱并將風速設置為第一風速；當干燥時間達到設定值時停止紅外輻射傳熱進入緩蘇干燥階段； 所述的緩蘇干燥階段的具體操作為紅外輻射進入時序控制階段，紅外輻射開啟時將風速設置為第一風速，紅外輻射關閉時將風速設置為第二風速，時序控制階段同時進入水產(chǎn)品表面溫度控制階段；d、檢測水產(chǎn)品的含水量，當達到干制品所要求的水分含量時停止上述干燥處理過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的時序控制階段為紅外輻射傳熱按 每停40min-60min接著開啟10min_20min操作。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的特定的溫度區(qū)間為35-50°C， 水產(chǎn)品含水量的設定值為40%，干燥時間設定為至少6小時。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的第一風速為0.5-2m/s，第二風 速為 2-6m/s。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的紅外輻射傳熱采用的紅外線 波長控制在2 ii m-6 ii m范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的水產(chǎn)品表面溫度控制階段的 風溫控制在20°C -30°C范圍內(nèi)，緩蘇干燥階段的風溫控制在10°C -20°C范圍內(nèi)。
7.一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法，其特征在于該方法采用低溫冷風 和紅外輻射傳熱方法同時干燥處理水產(chǎn)品，在低溫冷風干燥過程中利用溫度傳感器測定水 產(chǎn)品表面溫度，所述的水產(chǎn)品為包括鰻魚、黃魚、青魚、草魚的水產(chǎn)品魚類，具體方法如下1)將魚剖膛挖臟洗凈后浙干；2)設定魚干燥時表面控制溫度為35-50°C；3)將預處理后的魚壓平后，放入干燥處理裝置內(nèi)開啟風機進行低溫冷風干燥，風溫控 制在20°C -30°C，風速控制在0. 5m/s-l. 5m/s ；同時啟動紅外輻射，紅外輻射波長調(diào)節(jié)范圍 為2 y m-6 y m，當物料表面溫度超過50°C時停止紅外輻射；當物料表面溫度低于35°C時啟 動輻射，直至產(chǎn)品的含水量為30%-40% ；4)緩蘇干燥處理經(jīng)步驟3)處理后的魚繼續(xù)冷風干燥處理，風溫控制在10°C-20 風速控制在2m/s-6m/s，紅外輻射進入時序控制階段，即每停40min-60min接著開啟10min-20min，并控制產(chǎn)品表面溫度不高于40°C，直至產(chǎn)品干制到所要求的含水量。
全文摘要
本發(fā)明屬于水產(chǎn)品加工技術領域，尤其是涉及一種水產(chǎn)品低溫冷風與紅外輻射耦合干燥方法，本發(fā)明的方法采用低溫冷風和紅外輻射傳熱方法同時干燥處理水產(chǎn)品，在低溫冷風干燥過程中利用溫度傳感器測定水產(chǎn)品表面溫度，利用重量傳感器對水產(chǎn)品的含水量進行測控，本發(fā)明整個低溫冷風環(huán)境是模擬冬天臘風的水產(chǎn)品干燥氛圍，采用紅外輻射是模擬冬天臘風下的太陽光照射效果，以強化水產(chǎn)品的干燥效果，克服了原有冷風干燥下水產(chǎn)干制品干燥時間長、生產(chǎn)效率低的缺陷。
文檔編號A23L3/54GK101874646SQ20101019554
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權日2010年6月9日
發(fā)明者傅玉穎, 勵建榮, 鄭海波, 鄭海鷹, 陸海霞 申請人:浙江工商大學