本發明屬于農產品加工技術領域，具體涉及一種紅外裝置干燥紫甘藍的方法。

背景技術：

紫甘藍(purplecabbage)，俗稱紫卷心菜，屬十字花科科蕓薹屬，在我國產量較高。葉扁圓球形，結球緊實。紫甘藍具有營養價值高，口感脆嫩，色澤鮮亮，耐寒耐熱，便于運輸等優點，其種植效益相較于其他甘藍高，種植面積逐年增加。紫甘藍營養價值很高，和大白菜基本相同，其中維生素c的含量還要高出大白菜中的含量一半左右。紫甘藍功效齊全，含有豐富的葉酸，對于備孕期，孕中以及孕后的婦女和患有貧血癥的人都是非常好的食物，同時美容方面也很有作用。此外，紫甘藍可以很好地提高人體免疫力，在抗癌抗癌蔬菜排行榜中高居第五位。經常食用卷心菜，可以增進食欲。促進消化，預防便秘。紫甘藍也是糖尿病患者和減肥人群的上佳選擇蔬菜。

紫甘藍是含水量非常高的蔬菜，豐富的含水量使其很容易滋生微生物導致變質腐敗，并且紫甘藍是多葉型蔬菜，葉片比較脆弱，運輸過程中的擠壓碰撞，都會使其破損而造成經濟損失。要長時間的保存紫甘藍，首選的加工方式就是干燥。干燥加工后，紫甘藍中的大部分水分都被去除，這樣就抑制了微生物的滋生，減輕了質量，減少了體積，降低了運輸成本，并且延長了貨架期，降低了損失。

目前應用于紫甘藍干燥的方法有熱風干燥、微波干燥和真空干燥，其中熱風干燥的優點是設備簡單，成本低，缺點是能耗大，產生高溫導致甘藍中蛋白質變性、糖分等水溶性成分流失，樣品復水性差；微波干燥的優點是干燥速度快，但會導致局部溫度過高，同樣使甘藍復水性變差，而且能耗大；真空干燥的優點是營養缺失少，缺點是時間長成本高。

紫甘藍是葉片型蔬菜，很適合采用紅外干燥工藝進行加工。紅外線具有顯著的熱效應和較強的穿透能力，所以紅外干燥具有干燥時間短，能源消耗低等優點，但由于紅外干燥時物料表面溫度難以控制，所以會對干基的品質有影響，本發明設計了一套控溫紅外干燥設備，可以防止物料溫度過高而導致的品質損壞，在此基礎上，選擇合適的參數可以實現耗能低、效率高、干基品質好，因此對紫甘藍的干燥有著廣闊和良好的發展前景。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服紫甘藍現有干燥技術耗能大，時間長、營養損失大等不足，提供一種基于控溫紅外裝置干燥紫甘藍的方法。

本發明的技術構思如下：

本發明干燥技術主要涉及自制控溫紅外干燥設備，該設備由以下幾個部分組成：

(1)干燥室：頂部設有交錯排列的送風噴嘴和紅外發射管路，一個溫度傳感器。干燥室四周和底部設有很多小孔，用來將干燥室內的風抽出送入與回風管路相連的風機內，再由風機輸送出來形成循環，這種設計實現了熱能的回收利用，很大的降低了能耗；干燥室中設多層物料架，可以根據物料含水量差異調節距離。

(2)紅外加熱系統：干燥室內設有六根紅外發射管，發射功率為225w和450w，交錯排列，可以讓紅外線均勻的輻射到物料上，并通過側面的六個開關來控制著六根紅外線發射管。

(3)控制系統：外裝一個顯示器，用來顯示干燥室內的實時溫度和設定干燥溫度，并設置調節紅外輻射強度和風速的開關，用來設定干燥需要的紅外輻射強度和風速，實現干燥室控溫功能。

(4)氣流循環系統：位于頂部的風機將風送入加熱管，經噴嘴流向干燥室，再從干燥室里面的回風孔送入回風管路，最后在進入風機內形成周而復始的循環，該設計降低熱能損耗，達到節約能源的目的。

定好實驗所需的干燥條件，預熱完畢后加入物料進行干燥。均勻分布的紅外管將紅外線均勻的輻射在物料上。氣流經過風機加壓后輸送到加熱管進行加熱，加熱后的氣流輸送到均勻分布的噴嘴，由噴嘴將加熱后的風帶向物料進行干燥。干燥室的四周和底部都設有回風管，干燥后的風再經這些回風管路流向風機，形成循環。

本發明的技術構思創新性地將控溫紅外技術引入新鮮紫甘藍的干燥中，利用紅外線顯著的熱效應和較強的穿透能力，可以縮短紫甘藍干燥時間短，降低能耗；合理安排紅外加熱管并且設置控溫系統，可以克服紅外干燥物料表面溫度難以控制的缺點，降低干制品營養損耗。

本發明提供的紫甘藍的干燥方法，按照下述步驟進行：

(1)將紫甘藍從中間切開，挖去菜根，通過切片機切成條狀；

(2)上述處理的紫甘藍放入控溫紅外干燥裝置，調整風速為10-26m/s，紅外強度為225-1335w，干燥溫度40-80℃，紅外距離為5-16cm，干燥2-5h即得到優質的干燥紫甘藍；

(3)將干燥好的紫甘藍取出，待冷卻后，裝入塑封袋中，擠出袋中空氣，將袋口封好，陰涼處存放。

其中，步驟(1)中的切片機為市售普通切片機，也可以采用手工完成；

其中，步驟(2)中參數根據所需要干燥的程度以及樣品含水量進行調節；

其中，步驟(2)中所得到優質的紫甘藍干基是基于其含水率、色澤變化以及復水率、營養成分變化等指標。

本發明的有益效果如下：

(1)本發明的紫甘藍的紅外干燥裝置，制備簡單，成本低，占用空間小，易于推廣；

(2)本發明的紫甘藍的紅外干燥裝置實現了控溫，加熱均勻，解決了紅外干燥物料表面溫度過高的問題；

(3)本發明的紫甘藍干燥方法，工藝簡單，設備容易制得，耗能低，效率高，干基營養成分損失少，克服了目前紫甘藍干燥方法耗能高、干基品質差、加工時間長等缺點；

(4)本發明提供的紫甘藍干燥方法，縮短了紫甘藍的采后加工時間，解決其在運輸和儲存過程中的腐爛和損耗的問題，并且延長了貨架期。

附圖說明

圖1自制控溫紅外干燥裝置整體結構圖,其中1為風機，2為加熱管，3為送風噴嘴，4為紅外發射管路，5為物料架，6為回風管路；

圖2不同輻射距離下紫甘藍水分比隨干燥時間變化曲線；

圖3不同輻射距離下紫甘藍干燥速率隨干基含水率變化曲線；

圖4不同輻射距離下得到的紫甘藍干基復水率；

圖5不同溫度下紫甘藍水分比隨著時間變化曲線；

圖6不同溫度下紫甘藍干燥速率隨干基含水率變化曲線；

圖7不同干燥溫度下得到的紫甘藍干基復水率。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。

下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。

以下實施例所用的紫甘藍新鮮原料購自江蘇大學農貿市場，個頭大小均勻、表面沒有破損沒有發生霉變、顏色鮮亮，個體完整，測得初始含水率為91.46％(g/g)。

以下實施例僅用以詳細說明本發明干燥加工方法而非限制本發明。

本發明中所使用的紅外干燥裝置如圖1所示，以干燥室為框架，風機1在干燥室頂部上側，風機出口處安置加熱管2，將熱風送入干燥室，干燥室頂部安裝交錯排列的送風噴嘴3，間隔15cm安置紅外發射管路4，該設計可以將熱風均勻的的送到物料上，紅外線也可以均勻的輻射在物料架5上的物料表面上，溫度傳感器緊靠物料架5安置，用來監控干燥室內的溫度。干燥室四周和底部設有很多小孔，將干燥室內的風抽出送入與回風管路6，回風管路6在干燥箱背部，與風機1相連，再由風機輸送出來形成循環，這種設計實現了熱能的回收利用，很大的降低了能耗；紅外發射管路4由六根紅外發射管組成，發射功率為225w和450w，交錯排列，通過側面的六個開關來控制著六根紅外線發射管，該設計可以讓紅外線均勻的輻射到物料上；物料架5設有三層，用來研究不同距離條件下，紫甘藍的干燥特性和品質特性；干燥箱表面安裝一個顯示器，用來顯示干燥室內的實時溫度和設定干燥溫度，并設計有調節紅外輻射強度和風速的開關，用來設定干燥需要的紅外輻射強度和風速。

實施例1

將紫甘藍外皮剝掉，并從中間切開成大小差不多的兩半，用不銹鋼刀將菜根挖去。調節切片機的切片厚度，將紫甘藍切成寬度為1cm的條狀，放入控溫紅外裝置干燥箱中的物料架(離紅外發射管5cm、11cm和16cm)，調節紅外發射功率225w*3，風速20m/s，溫度60℃進行干燥，每隔半小時測定紫甘藍的質量，直到紫甘藍每半個小時的質量變化不超過1g為止，計算含水率(結果見圖2)和干燥速率(結果見圖3)，表明紅外線輻照距離對干燥速率的影響很小。

等紫甘藍樣品冷卻至室溫后裝入準備好的塑料袋，并排除塑料袋中的空氣，封好袋口，測定干基復水率(結果見圖4)，在輻射距離是11cm的時候，紫甘藍的復水率最佳為3.49，5cm次之為3.35，最后是16cm為3.31，相差很小，所以輻射距離對紫甘藍樣品的復水率影響很小。采用分光測色儀測出材料的l*、a*、b*值，并通過openrgb軟件分析得到l^*、c^*、h°平均值(見表1)，表明紅外輻射距離對紫甘藍色澤影響不大，基本上還在紫色區域內。

實施例2

將紫甘藍外皮剝掉，并從中間切開成大小差不多的兩半，用不銹鋼刀將菜根挖去。調節切片機的切片厚度，將紫甘藍切成寬度為1cm的條狀，放入控溫紅外裝置干燥箱中的物料架(離紅外發射管11cm)，調節紅外發射功率225w*3，風速20m/s，調節不同溫度(50℃、60℃、70℃、80℃)進行干燥，每隔半小時測定紫甘藍的質量，直到紫甘藍每半個小時的質量變化不超過1g為止，計算含水率(結果見圖5)和干燥速率(結果見圖6)，干燥速率隨著干燥溫度的增加而增加，隨著時間增加，紫甘藍中含水比不斷減少，相同時間段內，減少量降低。由圖5干燥時間-水分比曲線中可以看出，整個干燥過程中，水分比逐漸變小，沒有干燥恒速期。干燥溫度越高干燥速率越快，很明顯可以看出溫度升高，干燥速率顯著增加，80℃的干燥用時僅僅是40℃的三分之一，并且得到的樣品含水率更低。由圖6干燥速率-干基含水率曲線中可以看出，隨著干燥過程的不斷進行，干基含水率越來越低，干燥速度也隨著干燥的進行不斷降低。這個也很明顯可以看出在干基含水率的各個階段，80℃的干燥速率都是最快的，并且干燥速率隨著溫度的降低而降低。

等紫甘藍樣品冷卻至室溫后裝入準備好的塑料袋，并排除塑料袋中的空氣，封好袋口，測定干基復水率(結果見圖7)，紫甘藍的復水率隨著干燥溫度的升高而逐步遞升，當干燥溫度為80℃的時候，復水率最好。采用分光測色儀測出材料的l*、a*、b*值，并通過openrgb軟件分析得到l^*、c^*、h°平均值(見表1)，表明溫度對紫甘藍色澤影響較大，h°值都在345以上，樣品的色澤偏紅色。

表1

對比實施例1：

將紫甘藍外皮剝掉，并從中間切開成大小差不多的兩半，用不銹鋼刀將菜根挖去。調節切片機的切片厚度，將紫甘藍切成寬度為1cm的條狀，放入恒溫鼓風干燥箱中的物料架(離底部電阻絲約11cm)，調節不同溫度(50℃、60℃、70℃、80℃)進行干燥，每隔半小時測定紫甘藍的質量，直到紫甘藍每半個小時的質量變化不超過1g為止。等紫甘藍樣品冷卻至室溫后裝入準備好的塑料袋，并排除塑料袋中的空氣，封好袋口，測定干基復水率，紫甘藍的復水率隨著干燥溫度的升高而逐步遞升，當干燥溫度為80℃的時候，復水率僅為3.47。采用分光測色儀測出材料的l*、a*、b*值，并通過openrgb軟件分析得到l^*、c^*、h°平均值，測得的不同溫度下h°為369.43、356.22、363.76、365.59，表明溫度影響較大，干基色澤變化大，干基品質較差。