低温真空干燥法生产萝卜干和萝卜汁

薛 晶

（天津渤海职业技术学院，天津 300402）

到目前为止，我国真空干燥技术应用广泛。肖维强[1]等人研究了荔枝、龙眼真空干燥时间、真空度、温度等的影响，提出适宜的工艺参数，研制了高质量的荔枝干、龙眼干。张秦权[2]等人对猕猴桃切片真空干燥设备及工艺进行研究，与热风干燥进行对比,分析了它们之间的干燥时间，干制品VC保存率，体积收缩率等，真空干燥有低成本、高效率、高品质等优越性。

迄今为止，不管是对低温真空干燥技术的应用研究，还是其他干燥方法，主要集中在蔬菜和水果的干制品方面，对干燥过程中产生的冷凝液的价值分析很少。本文对干燥过程中收集的冷凝液进行了分析研究，同时对实验得到的干制品的复水性进行测定比较。

1 实验

1.1 实验装置和材料

本实验采用德国Heidolph旋转蒸发仪LR4001和瑞士Buchi真空控制器V-850。实验用新鲜白萝卜在天津市菜市场购买，清洗后放入4℃条件下保存。实验时选取每根白萝卜的同一部位，将其切成20mm×20mm×5mm的薄片。

1.2 实验方法

1.2.1 白萝卜的干燥

将切好的白萝卜放入旋转蒸发仪的蒸发烧瓶，利用收集瓶收集实验过程中产生的冷凝液。旋转速度过快会造成物料与蒸发烧瓶壁面撞击，故设定旋转速度为30r/min。通过真空控制器使蒸发烧瓶处于负压状态。蒸发烧瓶在旋转的同时置于水浴锅中恒温加热，瓶内物料在负压下在蒸发烧瓶内进行加热扩散蒸发，液体通过冷凝系统冷凝进入收集瓶。

影响白萝卜真空干燥的主要因素有温度、真空度、装填量。实验中，真空度为0.09MPa，对100g白萝卜在不同干燥温度（60℃、70℃、80℃）条件下进行干燥；干燥温度为80℃，对100g白萝卜在不同真空度（0.08MPa、0.085MPa、0.09MPa）条件下进行干燥；干燥温度为80℃，真空度为0.09MPa的条件下对不同填装量（100g、200g、300g）的白萝卜进行干燥。实验开始后，先将蒸发烧瓶预热到干燥温度，将一定重量的白萝卜放入蒸发烧瓶，开启真空控制器使设备内达到实验所需真空度。干燥时间设定为9h，正式开始后，每隔30min称重一次，操作过程尽量控制在1min以内，若白萝卜的含水率最低达到8%以下时，干燥终止。

1.2.2 维生素C的测定

维生素C是人类需要的营养元素之一，缺少时会产生坏血病，因此，又称为抗坏血酸。维生素C对物质代谢的调节具有重要作用。利用高效液相色谱法测定萝卜汁中的维生素C具有简单、快速、稳定、可靠、准确度高等优点。采用Agilent1 200高效液相色谱仪，Agilent TC-C18 色谱柱（4.6mm×250mm，10μm），以0.05 mol/L 磷酸二氢钠:甲醇为96:4（V/V）作流动相，室温25℃，流速1mL/min，检测波长为288nm。取10mL萝卜汁加10mL浓度为0.1mol/L的草酸进行稀释，然后进行测定。

2 结果与讨论

2.1 白萝卜干燥特性

在100g，80℃条件下，不同的干燥温度时，白萝卜的含水率变化如图1所示。

图1 不同干燥温度下的干燥曲线

在真空度和填装量一定的工况下，随干燥温度的提高，干燥时间缩短。这是由于样品和周围环境温差越大，传热驱动力就越大，传质速率就越快。干燥前期胡萝卜水分含量高，能够较好吸收高温提供的较多热量，水分蒸发较快。同时，高温下的快速脱水也可使白萝卜表面迅速收缩而阻碍内部水分的外逸，此时，如果温度较低，内部驱动力过小，干燥速率会变小，因此，60℃条件下，白萝卜干燥速率较小。

在100g，0.09MPa条件下，不同的干燥压力时，白萝卜的含水率变化如图2所示。

真空度越大，在干燥阶段的干燥速率越大，真空干燥物料的水分传导主要是依靠压力差。从图2中可以看出，随着真空度增大，白萝卜内部的压力梯度增大，促进水分向外迁移，缩短干燥时间，物料干燥速率明显增大。对于不同的真空度，在干燥终止时物料达到的含水率也不相同。在0.09MPa条件下，物料在3.5h，含水率就已经达到8%以下，而0.08MPa条件下，物料的最终干燥后的含水率较高，达到了30%，说明干燥不充分。

图2 不同干燥真空度下的干燥曲线

在0.09MPa，80℃条件下，装填量不同时，白萝卜的含水率变化如图3所示。

图3 不同干燥温度下的干燥曲线

实验时所用装填量分别为100g、200g、300g。从图3中可以看出，装填量越大干燥速率越慢，当含水率达到20%左右时，100g物料所用的干燥时间仅为3h，200g物料所用的干燥时间为4.5h，300g物料所用的干燥时间为6.5h，且最终含水率随装填量增大而增大。这是因为过多的物料不能与蒸发烧瓶壁面充分接触，物料与物料之间存在不良导体（在真空状态下，介质的传热效率差），受热不均匀。

2.2 萝卜汁中维生素C含量

从表1中我们可以看出，在温度和装填量相同的条件下，真空度对白萝卜汁中维生素C含量影响较大，在0.09MPa时，维生素C含量达到最大，为0.28mg/mL。而且，综合表中的其他数据可知，改变装填量和温度，其维生素C的含量变化均不明显，说明装填量与温度对白萝卜汁的维生素C影响不是很大。

表1 不同条件下白萝卜汁中维生素C含量

3 结论

通过对白萝卜进行真空干燥，对干燥过程中产生的冷凝液和干燥特性进行分析比较，确定了不同条件下的干燥速率，为白萝卜真空干燥工艺参数的确定奠定了基础。实验结果表明：真空度对白萝卜汁的品质影响较大。因此，为保证干燥后得到维生素C含量较高的白萝卜汁和品质较好的干制品，其理想的干燥工艺参数为真空度0.09MPa。