光皮木瓜真空脉动干燥特性及神经网络模型

摘要

目的:提高光皮木瓜干燥效率和品质。方法:以光皮木瓜为试验原料,选取干燥温度(50,60,70℃)、真空时间(5,10,15,20 min)和常压时间(2,4,8 min)为影响因素,以干燥时间、复水比、维生素C含量、总黄酮含量、微观结构为指标进行单因素试验,建立BP神经网络模型并验证模型的预测效果。结果:干燥温度、真空时间和常压时间对光皮木瓜的干燥时间影响显著(P<0.05),其有效水分扩散系数为6.0448×10^(-10)~12.0086×10^(-10) m^(2)/s,且D_(eff)随干燥温度的升高而增大。BP神经网络模型由干燥时间、干燥温度、常压时间和真空时间4个输入神经元、7个隐含层和含水率1个输出神经元构成。当干燥温度为65℃、常压时间为3 min、真空时间为12 min时,模型的预测值和实测值最大误差为4.77%。光皮木瓜的复水性随干燥温度的提高而降低,随常压时间和真空时间的延长而先升高后降低;维生素C、总黄酮含量随干燥温度、常压时间和真空时间的增加先上升后降低。当干燥温度为70℃时,物料表面因大量失水而导致结壳硬化,水分迁移孔道坍塌堵塞;当干燥温度为50℃时,物料表面呈蜂窝状多孔结构,有助于水分扩散迁移。结论:真空脉动干燥光皮木瓜的最佳工艺条件为干燥温度60℃、真空时间10 min、常压时间4 min,该条件下干燥时间12.1 h、复水比6.28±0.05、维生素C、总黄酮含量分别为(71.26±0.74)×10^(-2),(19.27±0.33)mg/g,BP神经网络模型可以很好地描述光皮木瓜的真空脉动干燥过程。