杏子热风干燥过程中品质变化及调控机理的研究

Apricot is the main economic fruit cultivation in Xinjiang, and it has long history.About 70% apricot is dried when it is harvested. Drying is the first step on the apricot postharvest processing，and the drying quality is directly related to subsequent processing products. Traditional drying methods can neither be assured quality nor be up to standard of sanitation. Apricot drying technology has become a bottleneck and restrictted the development of apricot industrial. The project will be concerned on main varieties of apricot in Xinjiang. With the help of hot air drying technology, Fluent simulation software, mathematical modeling and experiment design method, the effection of apricot drying quality is studied on drying temperature, wind speed, relative humidity, and material thickness. It filters out the critical drying factors and clarifies the mechanisms for control the drying quality of apricot. By studying the quality change kinetics of apricot in the different key factors, the mathematical model is set up, and the way of quality control is conformed. The relationship between color change kinetics and main nutritional components and flavor changes kinetics and moisture changed kinetics will be explored to get quality information for the purpose of real-time control. This project will improve of apricot processing quality, which is importment for enhancing competition and extending industry chain.

杏子是新疆林果主栽品种，历史悠久。收获后的杏子大约有70%需要制干。制干是杏子产后加工的第一步环节，制干质量好坏直接关系到后续加工品的质量。传统干燥方法不仅品质无法保证，而且卫生方面难以达到标准。杏子干燥技术已成为制约杏产业发展的瓶颈技术。项目以新疆主栽杏子品种（色买提和小白杏）为研究对象，借助热风干燥技术、Fluent模拟软件、数学建模和试验设计等方法，首先研究干燥温度、风速、相对湿度和物料厚度等因素对杏子干燥品质的影响，筛选出影响品质的关键干燥因素，阐明杏子干燥加工中品质优化调控机理；其次研究杏子在不同关键干燥因素下品质变化的动力学，建立相应的数学模型，确定品质调控具体方法；最后研究杏子色泽变化动力学与主要营养成分变化动力学和干燥动力学的相关关系，及时获取品质的动态变化信息，以实现品质实时调控的目的。项目的实施对于提高杏子加工品质，增强杏子制品竞争力以及延长杏产业链具有重要意义。

杏子是新疆林果主栽品种，历史悠久。收获后的杏子大约有70%需要制干。制干质量好坏直接关系到后续加工品的质量。传统干燥方法不仅品质无法保证，而且卫生方面难以达到标准。项目以杏子为研究对象，研究了不同干燥温度、风速、工艺和状态对杏子干燥特性以及色泽变化的影响，得出将鲜杏切分去核，再采用先低温后高温再低温的变温变湿干燥工艺，是杏子干燥较好的工艺方法；杏子护色效果试验得出，最佳的护色工艺为热烫时间4min，亚硫酸钠0.06%，D-异抗坏血酸钠0.2%；对杏子色泽变化动力学方程模拟得出，0阶模型能更好地描述和预测不同风速和温度的热风干燥条件下小白杏的颜色变化，而1阶模型能较好地模拟不同风速和温度的热风干燥条件下小白杏的褐变指数变化，分段式变温干燥较单一温度干燥既可缩短小白杏的干燥时间，又可降低其褐变；不同干燥温度条件下杏子内主要营养成分变化规律试验得出，切分去核干燥比整杏干燥杏中总糖和总酸的损失增加，Vc含量变化不大；杏子干燥动力学的研究得出，Weibull函数可以用于模拟杏子的干燥，尺度参数α与干燥温度和风速有关，并随干燥温度或风速的增加而减小，形状参数β与干燥方式有关，杏子热风干燥的水分有效扩散系数在1.88×10-10～3.18×10-10 m2/s范围内变化，干燥活化能为35.90 kJ/mol。项目在执行过程中颁布企业标准1项；授权国家发明专利1项，实用新型专利3项，2项发明专利在实审中；获得软件著作权2项；发表核心期刊论文7篇；培养博士研究生3名，其中获得博士学位证书的1人；同时，依托该项目，研制的果蔬热风烘干设备已在新疆和田县和墨玉县销售安装了138台，烘干鲜杏5000多吨，新增总产值1100万元。项目的实施对于提高杏子加工品质，增强杏子制品竞争力以及延长杏产业链具有重要意义。