為了探索玉米類大宗糧食品種的高效干燥方法，對(duì)玉米進(jìn)行熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥特性試驗(yàn)研究。前期采用６０℃熱風(fēng)干燥，當(dāng)玉米水分含量為２０％，在后期采用１１９Ｗ 微波干燥，直至玉米水分為１２％～１４％，研究玉米水分、溫度隨聯(lián)合干燥時(shí)間的變化規(guī)律，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。與單獨(dú)熱風(fēng)干燥相比，熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥的總能耗降低了５０．６％。對(duì)不同干燥方式的玉米進(jìn)行霉菌計(jì)數(shù)，結(jié)果表明，微波對(duì)玉米霉菌有明顯的殺菌效果。

關(guān)鍵詞：食品加工技術(shù)；玉米；微波輔助干燥；熱風(fēng)干燥；聯(lián)合干燥；干燥模型

對(duì)玉米進(jìn)行干燥加工是玉米安全貯藏的重要環(huán)節(jié)。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)玉米的干燥技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行了深入研究［１－４］，建立了相應(yīng)的干燥理論及模型［５－６］。微波干燥以其獨(dú)特的對(duì)物料內(nèi)外同時(shí)加熱的方式，具有干燥效率快、易控制和殺菌等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前干燥技術(shù)發(fā)展的方向之一，將其與熱風(fēng)干燥技術(shù)相結(jié)合的聯(lián)合干燥技術(shù)是現(xiàn)代干燥技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一［７］。目前關(guān)于熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥果蔬類農(nóng)產(chǎn)品、魚(yú)肉［８－１２］等的研究報(bào)道較多，而對(duì)玉米［１３］等谷物的熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥研究較少。本文對(duì)熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥玉米的特性及能耗進(jìn)行研究，為探索“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)?！钡募Z食聯(lián)合干燥技術(shù)及配套設(shè)備開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

１　試驗(yàn)材料、儀器設(shè)備和方法

１．１　試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用東北玉米采自吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院玉米實(shí)驗(yàn)田，貯存于冰箱備用，其含水率為３１．３９％。

１．２　儀器與設(shè)備

ＰＨ０７０Ａ干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；ＭＭ７２１ＡＡＵ－ＰＷ 美的微波爐，美的微波電器制造有限公司；ＪＡ３００３Ａ 電子精密天平，上海精天電子儀器有限公司；Ｔ２２Ｎ 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；ＰＨＳ－２５數(shù)字酸度計(jì)，杭州東星儀器設(shè)備廠；ＢＣＤ－Ｌ４５冰箱，合肥榮事達(dá)電冰箱有限公司；Ｗ４萬(wàn)用電爐，北京科偉永興儀器有限公司；ＣＹ－１００微量進(jìn)樣器，北京青

云卓立精密設(shè)備有限公司；ＤＨＰ０６０恒溫培養(yǎng)箱，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司；潔凈操作臺(tái)，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；ＶＣ３０５紅外測(cè)溫儀，深圳市勝利高電子科技有限公司。

１．３　試驗(yàn)方法

１．３．１　單獨(dú)熱風(fēng)干燥（ＨＡＤ）

每次稱取１００．０ｇ玉米３份，鋪成薄層，分別放入干燥箱中進(jìn)行５５、６０、６５℃熱風(fēng)干燥。每隔２０ｍｉｎ稱玉米質(zhì)量，直至含水率達(dá)到１２％～１４％時(shí)停止干燥。

１．３．２　單獨(dú)微波干燥（ＭＤ）

每次稱?。保埃埃埃缬衩?，鋪成薄層，放入微波爐中以微波功率１１９Ｗ 進(jìn)行干燥。每隔１０ｍｉｎ稱玉米質(zhì)量，同時(shí)測(cè)量玉米表面的溫度，直至含水率達(dá)到１２％～１４％時(shí)停止干燥。

１．３．３　熱風(fēng)和微波聯(lián)合干燥（ＨＡＭＤ）前期進(jìn)行熱風(fēng)干燥，即稱?。保埃埃埃缬衩祝瑢⑵滗伋杀?，放入干燥箱中進(jìn)行６０℃熱風(fēng)干燥，直至轉(zhuǎn)換水分點(diǎn)為２０％時(shí)，進(jìn)入后期微波干燥，即將玉米放入微波爐中進(jìn)行１１９ Ｗ 微波干燥。每隔５ｍｉｎ稱玉米質(zhì)量，同時(shí)測(cè)量玉米表面的溫度，直至含水率達(dá)到１２％～１４％時(shí)停止干燥。

１．３．４　試驗(yàn)指標(biāo)及方法

（１）濕基含水率參照文獻(xiàn)［１４］的直接干燥法測(cè)定。

（２）干基含水率的計(jì)算：ｗｔ ＝ （ｍｔ－ｍｄ．ｂ．）／ｍｄ．ｂ．×１００％ （１）ｍｄ．ｂ．＝ｍ０－ｍ０×ｗ０ （２）

式中：ｗｔ為ｔ時(shí)刻玉米的干基含水率；ｍｔ為ｔ時(shí)刻玉米的質(zhì)量；ｍｄ．ｂ．為玉米的干基質(zhì)量；ｍ０為玉米的初始質(zhì)量；ｗ０為玉米的初始濕基含水率。

（３）轉(zhuǎn)換水分點(diǎn)為ｍｔｒ＝ｍ０（１－ｗ０）１－ｗｔｒ（３）式中：ｍｔｒ?yàn)橛衩缀蕿椋鳎簦虻馁|(zhì)量；ｗｔｒ?yàn)檗D(zhuǎn)換水分點(diǎn)。

（４）水分比的計(jì)算：水分比（ＭＲ）以ｗｔ／ｗｄ．ｂ．來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算［１５－１６］，其中ｗｄ．ｂ．表示玉米的初始含水率（干基）。

（５）干燥速率的計(jì)算：ｕ＝ｗｔ＋Δｔ－ｗｔΔｔ

（４）式中：ｕ為干燥速率；ｗｔ＋Δｔ為ｔ＋Δｔ時(shí)刻玉米的干基含水率。

（６）總能耗的計(jì)算：設(shè)備的功率×干燥時(shí)間

（７）霉菌計(jì)數(shù)參照文獻(xiàn)［１７］測(cè)定。

１．３．５　三種干燥模型［１８］

（１）單項(xiàng)擴(kuò)散ＭＲ ＝ａｅ－ｋｔ （５）式中：ＭＲ 為水分比；ｔ為時(shí)間；ａ、ｋ均為單項(xiàng)擴(kuò)散模型的參數(shù)。

（２）Ｐａｇｅ模型ＭＲ ＝ｅ－ｋ′ｔｎ （６）式中：ｋ′、ｎ均為Ｐａｇｅ模型的參數(shù)。

（３）經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停簦剑幔欤睿停?＋ｂ（ｌｎＭＲ）２ （７）式中：ａ、ｂ均為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膮?shù)。

（４）三種干燥模型的線性化方式見(jiàn)參考文獻(xiàn)［１３］。

１．４　數(shù)據(jù)分析

每次干燥試驗(yàn)重復(fù)３ 次，取平均值，采用Ｅｘｃｅｌ?。玻埃埃澈停樱校樱印。郑保常败浖M(jìn)行數(shù)據(jù)分析。