一种杏果冷风低温脉动干燥控制方法及装置

本发明属于食品智能化控制干燥领域，具体涉及一种杏果冷风低温脉动干燥控制方法。背景技术：1、杏是新疆的特色水果之一，近年来杏的种植面积与产量不断增加，增加杏产品的附加值是实现果农增收的主要途径。目前，杏果干燥加工主要以自然晾晒、树上干杏(即吊干杏)为主，存在干燥环境不可控，产品中霉菌、沙石较多；现有的热风干燥工艺也会破坏原产品的维生素，色泽等品质，使吊干杏品质不高，难以形成高品质的风味杏干，提出更先进的工艺，采用更智能的干燥装备能快速提高杏果产品品质，增加产品的价值，是果农增收，杏果产业发展的关键问题。2、虽然已有专利提出了一种树上干杏太阳能利用气流干燥制作加工方法(缪顺义；张建伟；李新如；李进；涂明建.一种树上干杏太阳能利用气流干燥制作加工方法，2016109633189，2016.11.04)以及杏太阳能干燥工艺(沈卫强；杨军；洪英.杏太阳能干燥工艺，2006101434018，2006.10.30)，但提出的方法均以太阳能加热后形成的热风干燥为主，对杏果内部的营养保持与口感并没有过多涉及。技术实现思路1、本发明针对现有的杏果自然吊干过程中存在易褐变、色泽差、品质不一、营养成份流失大等问题，采用冷风干燥方法，发明一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法及装置。2、本发明具体采用以下技术方案：3、本发明一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，包括以下步骤：4、步骤1：果品分级与清洗。5、分级：杏果应选取适合于干制的赛买提杏等吊干杏品种，采摘后，选取色泽度一致性好、总糖含量为19％-22％之间、湿基含水率为59％-65％之间的杏果。杏果大小按质量分级，用于干制的杏果大小分为4个等级，16.00g-18.00g为一级果，18.00g-20.00g为二级果，20.00g-22.00g为三级果，22.00g以上为特级果。用于干制的杏果在色泽分级上均选取着色面积大于85％的杏果。6、清洗：采用清水漂洗，不加任何漂洗剂，采用超声波清洗机清洗5-8分钟后，自然通风放置，待表面水份干净后，完成清洗过程。7、步骤2：去核与切片。8、冷风低温低湿脉动干燥前，对杏果进行去核切片处理，可提高干燥效率与干燥品质均匀性。沿杏果纵向轴线处，进行纵向切片(偏差值小于2mm)，切片深度达到杏核位置，使杏核与果肉自动分离，去核后的杏果成2个半片，果肉厚度保持为6-8mm。9、步骤3：干燥工艺设置。10、将杏果片整齐装入干燥盘后，放入至干燥室内，设置初始干燥温度为30℃，目标湿度为35％，风速为1.5m/s，待干燥室内的红外纳米加热板发热，干燥室内温度达到目标值时，开始进行冷风低温低湿脉动控制调节。11、(1)工艺过程12、杏果的干燥采取冷风干燥方式，让杏果在低温和低湿的环境中完成干燥，以有利于杏果营养成份的保留，以提高干果品质。设置杏果干燥过程为恒温干燥阶段、冷风脉动变温干燥阶段以及常温保持阶段。13、①恒温干燥阶段，设置时长为3小时，保持风温为30℃，目标湿度为35％，风速为1.5m/s，控制系统采用分段算法与pid调节，以稳定恒温干燥目标。14、②冷风脉动干燥阶段。脉动总时长为9小时，风温为冷风温度与热风温度来回脉动变化，其风温的变化规律根据前期实验获得，风温(热风温度、冷风温度)的具体变化规律如下：15、yt1＝18.26-0.29x1+0.63x2+c     (1)16、公式(1)中，yt1为脉动热风高点温度(热风温度)，x1为干燥室当前湿度值，x2为干燥室当前风速值，c为调节参数，一般取0.2～0.4。17、yt2＝0+0.52x1+0.17x2+0.32+c   (2)18、公式(2)中，yt2为脉动冷风低点温度(冷风温度)。19、冷风脉动干燥即采用智能程序控制方法，使干燥室温度值在yt1-yt2之间脉动循环。yt1、yt2的数值并不是定值，是不断发生微小变化的，这是因为干燥过程中，湿度和风速的变化会影响干燥风温数值的变化。根据实验发现18度和0度这两个来回脉动的温度，是较为优选的冷风脉动干燥的热风温度和冷风温度，但是在计算机控制中，考虑到了湿度和风速对风温会有影响，就需要计算机就根据上述控制方法自调节脉动时的温度微小变化。20、其中，yt1段调节温度时间为t1,yt2段调节温度时间为t2，两段时间的脉动周期可根据手动设置完成。即有脉动干燥的总时间t为公式(3)所示。21、t＝n(0.1t1+0.13t2)            (3)22、n为总脉动次数，脉动干燥的时间由自动干燥程序自动调节，根据0.1倍和0.13倍的调节参数，来调节脉动时间快慢。23、干燥室湿度和风速的控制根据风温自动调节，调节使干燥室湿度不高于35％，以免发生褐变。风速采取自动调整模式。24、③常温保持阶段。此阶段为干燥水份保持阶段，总时长约为2小时，设置15℃风温，保持风速为1.0m/s，使杏果在常温条件下达到安全水份终点。终点水份为湿基含水率23％以下。25、本发明还提供一种杏果冷风低温低湿脉动干燥装置，包括依次设置的干燥室、制冷室和散热室，所述干燥室连接有排湿风机、进风风机，干燥室内设置有物料架和扰流风机组；所述物料架上设置有红外纳米加热板、温度传感器、温湿度传感器，红外纳米加热板的下方设置有物料盘，物料盘下设置有称重传感器；干燥室的顶部设置有干燥室进风口，干燥室的底部设置有干燥室回风折流板和干燥室回风孔；26、所述制冷室设置有蒸发器、冷凝器、压缩机，制冷室内也设置有温湿度传感器；制冷室底部设置有制冷室进风孔；27、所述散热室连接有排热风机；散热室底部设置散热室进风孔。28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：29、本发明方法能使杏果在低温低湿的干燥环境下快速干燥，能提高杏果的干燥品质。干燥过程中干燥室处于低温低湿区间内脉动交替的循环状态，能够改变物料的超微组织结构，有利于降低水份迁移扩散的阻力，而且相比于恒温、热风等干燥方式能够打破物料和干燥介质之间的平衡，促进干空气进入物料内部吸附湿水份然后将湿水份脱除。此外，由于干燥过程中物料大部分时间处于低温低湿状态，能较好的保留了物料的色泽和营养成分。与其他干燥方式相比，在冷风低温低湿脉动干燥过程中，并不需要过大的热能，有利于节能。技术特征：1.一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤1中，将选择的杏果进行分级：杏果大小按质量分级，用于干制的杏果大小分为4个等级，16.00g-18.00g为一级果，18.00g-20.00g为二级果，20.00g-22.00g为三级果，22.00g以上为特级果。3.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤1中，用于干制的杏果在色泽分级上均选取着色面积大于85％的杏果。4.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤1中，所述清洗采用清水漂洗，采用超声清洗5-8分钟后，自然通风放置，待表面水份干净后，完成清洗过程。5.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤2中，沿杏果纵向轴线处，进行纵向切片，切片深度达到杏核位置，使杏核与果肉自动分离，去核后的杏果成2个半片，果肉厚度保持为6-8mm。6.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤3中，恒温干燥阶段设置时长为3小时，保持风温为30℃，目标湿度为35％，风速为1.5m/s。7.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤3中，冷风脉动干燥阶段：脉动总时长为9小时，风温为脉动热风高点温度与脉动冷风低点温度来回脉动变化，脉动热风高点温度与脉动冷风低点温度的具体变化规律如下：8.根据权利要求1所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤3中，常温保持阶段为干燥水份保持阶段，总时长为2小时，设置15℃风温，保持风速为1.0m/s，使杏果在常温条件下达到安全水份终点。9.根据权利要求8所述的一种杏果冷风低温低湿脉动干燥控制方法，其特征在于，步骤3中，终点水份为湿基含水率23％以下。10.一种杏果冷风低温低湿脉动干燥装置，其特征在于，包括依次设置的干燥室(3)、制冷室(4)和散热室(6)，技术总结本发明属于食品智能化控制干燥领域，具体涉及一种杏果冷风低温脉动干燥控制方法。包括：步骤1：杏果果品选择与清洗，所述杏果选取吊干杏品种、色泽度一致性好、总糖含量为19％‑22％之间、湿基含水率为59％‑65％之间的杏果；步骤2：去核与切片；步骤3：干燥：初始干燥温度为30℃，目标湿度为35％，风速为1.5m/s，待温度达到目标值时，开始进行冷风低温低湿脉动干燥，冷风低温低湿脉动干燥包括恒温干燥阶段、冷风脉动变温干燥阶段以及常温保持阶段。本发明方法能使杏果在低温低湿的干燥环境下快速干燥，能提高杏果的干燥品质。技术研发人员：胡灿,杨乔楠,贾雯雯,弋晓康,王旭峰受保护的技术使用者：塔里木大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15