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生姜为姜科姜属多年生草本植物的根茎,是人们食用的主要辛香保健蔬菜之一,具有丰富的营养价值和药用价值。新鲜的生姜含水量高达90%以上,不易于常温储藏,干燥处理成为其长期贮存的一种重要手段。然而,燃烧焦煤的烘烤方式或自然干燥的传统生姜干制加工方法存在时间长、能耗高、品质差等问题。微波与热风联合干燥是集成了微波干燥及热风干燥各自优势的一项新型的干燥技术,具有干燥速率快、产品质量好、节能环保的特点。目前将微波与热风干燥联合使用已成为国内外联合干燥技术研究的趋势。因此,本文对姜片进行微波与热风联合干燥工艺及特性进行了研究,建立相应的数学模型,并对热风与微波联合干燥生姜片品质特性进行了研究,以期为生姜的深加工和产业化应用提供理论依据和技术指导。1.采用热风与微波联合干燥方式对生姜片进行了工艺研究。首先分别考察了姜片厚度、热风温度、转换点含水率、微波功率对生姜片姜辣素含量的影响,然后采用三因素三水平的响应面法优化热风与微波联合干燥工艺,并建立了姜片厚度、热风温度、转换点含水率与姜辣素含量关系的回归方程。结果表明,热风与微波联合干燥最佳工艺条件为:姜片厚度4mm,前期热风温度67℃,转换点含水率36%,后期微波功率119W。在此条件下,脱水姜片的姜辣素含量为(2.04±0.031)%,实际测定值与理论预测值的相对误差为-0.97%,二者基本吻合。2.应用微波与热风联合干燥方式对糖姜片进行了工艺研究。首先分别考察了微波功率、转换点含水率、热风温度对糖姜片姜辣素含量的影响。然后采用三因素三水平的响应面实验设计优化微波与热风联合干燥工艺条件,并建立了相应的回归方程。结果表明,微波与热风联合干燥最佳工艺条件为:前期微波功率231W,转换点含水率65%,后期热风温度61℃。在此条件下,糖姜片的姜辣素含量为(0.73±0.025)%,实际测定值与理论预测值的相对误差为-2.67%,二者基本吻合。3.对生姜片的热风与微波联合干燥动力学进行了研究,选取八种常用的薄层干燥数学模型,采用非线性回归方法对联合干燥过程中生姜片水分比随干燥时间变化的实验数据进行拟合,建立相应的数学模型。结果表明,生姜片联合干燥的前期热风干燥模型可用Midilli方程MR=aexp(-ktn)+bt来描述,后期微波干燥可用Two term方程MR=aexp(-kt)+(1-a)exp(-kat)来描述。4.对糖姜片的微波与热风联合干燥干燥动力学进行了研究,选取八种常用的薄层干燥数学模型。采用非线性回归方法对联合干燥过程中糖姜片水分比随干燥时间变化的实验数据进行拟合,建立相应的数学模型。结果表明,糖姜片联合干燥的前期微波干燥模型可用Page方程MR=exp(-ktn)来描述,后期热风干燥可用Midilli方程MR=aexp(-ktn)+bt来描述。5.对热风与微波联合干燥生姜片的姜辣素含量、维生素C含量、复水比、感官品质、能耗及微观结构等指标进行了测定。结果表明,热风与微波联合干燥生姜片的姜辣素含量、维生素C含量和复水比均高于单独热风干燥、单独微波干燥。生姜片感官评定总分的高低顺序是热风与微波联合干燥>微波干燥>热风干燥。与单独热风干燥相比,热风与微波联合干燥和单独微波干燥的干燥时间分别降低了55.75%和62.01%,总能耗分别降低了59.76%和98.04%。与单独热风干燥、单独微波干燥相比,热风与微波联合干燥生姜片的细胞结构清晰完整。