红枣热风干燥单因素试验分析

徐浩楠 靳伟 裴春然 杨天奇 刘鑫 赫荣彬 沙亚·沙里木江

摘要：为提高红枣干燥品质、缩短干燥时间，以鲜果红枣为原料，选取热风干燥工艺中的温度与装载量2个因素，采用单因素试验方法，研究不同干燥条件对干基含水率和干燥速率的影响。结果表明：温度对红枣热风干燥效果影响比较显著，而装载量影响较小。本试验为红枣热风干燥深加工工艺的优化提供了参考依据和理论基础。

关键词：红枣;热风干燥;温度;装载量;单因素试验

中图分类号：TS255    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2018）05-0025-03

红枣是我国独具特色的果品之一，不仅口味较好，还具有一定的药用价值和营养保健功能。新疆地区由于具备特殊的地理位置和良好的光热资源，产出的红枣含糖量高、果肉饱满、口味甘甜，占据了我国红枣高端市场。但红枣含水量高、不易贮藏，因此采摘后需要及时进行加工。

目前国内红枣干制多采用传统的自然晾晒、烘房干燥等方式。由于红枣的收获时间为8—10月份，此季节红枣种植区域阴雨潮湿天气较多，不利于红枣的自然晾晒，从采收到自然晾晒结束需25～30 d，干燥时间较长。而烘房干燥受限于生产环境，烘房大小直接影响批处理量，烘烤时间难以控制，干燥时间较长，能源消耗较高。为此，本课题采用热风干燥的方式加工红枣，分析红枣干燥的主要影响因素，通过单因素试验，研究各因素对干基含水率和干燥速率的影响与关系，为下一步红枣热风干燥工艺的优化提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用红枣为阿克苏灰枣。挑选品质良好且大小均匀、个头饱满的半干红枣，用清水清洗干凈并晾干。试验前将红枣用密封袋包装并扎紧袋口，于0～4 ℃的冰箱中冷藏保存。

1.2 仪器设备

DHG-9215型鼓风干燥箱（上海合恒仪器设备有限公司）：功率2 050 W，电压220 V，温度调节范围0～300 ℃;cp3102型先行者电子天平（奥豪斯仪器上海有限公司）：最大量程3 100 g，精度0.01 g。

1.3 试验方法

挑选出一定质量的红枣，均匀地放置在托盘内（单层），慢慢放到恒温干燥箱里的物料架上，再检查一遍。接通电源，开启开关，设定干燥温度和时间，待低于红枣的安全贮藏水分25.0%（湿基）时停止试验。每隔1 h称重1次，用电子天平称出红枣的实时质量，记录数据，计算出物料实时含水率和实时干燥速率。

1.4 指标测定方法

1.4.1 红枣初始含水率 采用直接干燥法测定。将50 g样品红枣放入105 ℃烘箱中加热干燥至质量恒定。试验3次，取平均值，按照公式计算红枣的初始含水率：

式中：X初为红枣初始含水率，%;M初为红枣初始质量，g;M绝干为红枣绝干质量，g。

计算得到：试验所用红枣初始含水率为43.8%（湿基）。

1.4.2 干基含水率 按照公式计算红枣的干基含水率：

式中：Md为物料干基含水率，%;Mt为物料t时刻的总质量，g;Mg为物料绝干物质的质量，g;M初为物料初始质量，g;W初为物料初始含水率，%。

1.4.3 干燥速率 按照公式计算干燥速率：

式中：Vt为干燥速率，%;Tt为t时刻，h;Tt-1为t-1时刻，h;Mt为物料在t时刻的干基含水率，%;Mt-1为物料在t-1时刻的干基含水率，%。

2 结果与分析

2.1 温度单因素试验结果

在装载量100 g、不同干燥温度（60，65，70 ℃）下，红枣热风干燥过程中干基含水率随时间变化的曲线如图1所示，干燥速率随干基含水率变化的曲线如图2所示。

由图1和图2可以看出：不同干燥温度条件下，红枣干基含水率随时间的增加先迅速下降后趋于平缓下降。在干燥初期，由于含水率较高，红枣内外水分差大，内部水分的转移速度快，所以脱水速度较快，此时无明显的预热阶段，干燥曲线相对较陡;随后很快进入干燥降速期，在干燥末期，红枣中大量的自由水经汽化排出，内部的结合水和化合水很难通过干燥作用排出，曲线逐渐平缓。

在装载量相同的条件下，随着干燥温度的升高，红枣干基含水率下降变快，达到安全贮藏水分的时间相应缩短，说明不同干燥温度对红枣干燥程度的影响很大。因此，可以通过提高热风温度来加速干燥过程，缩短干燥时间。

2.2 装载量单因素试验结果

在温度65 ℃、不同装载量（100，150，200 g）下，红枣热风干燥过程中干基含水率随时间变化的曲线如图3所示，干燥速率随干基含水率变化的曲线如图4所示。

由图3和图4可以看出：不同装载量条件下，红枣干基含水率随时间增加先迅速下降后趋于平缓下降。在干燥初期，红枣含水率较高，脱水速度较快，干燥曲线相对较陡;随后很快进入干燥降速期，曲线逐渐平缓。

当干燥温度相同时，装载量越大，达到安全贮藏的时间越长，反之就越短，说明装载量对物料干燥速率有一定影响。装载量100 g时的红枣干燥速率明显高于150 g和200 g，这是由于试验中恒温干燥箱提供的热量相同，随着烘盘单位面积装载量的增大，单位时间内供给单位红枣的热量降低。因此，在实际机械化干燥红枣中，需要合理布置红枣的量，以节约能耗，缩短干燥时间。

3 结论

通过试验得出：在红枣热风干燥过程中，温度对干燥效果的影响比较显著，装载量的影响较小。该结果可为进一步优化红枣热风干燥深加工工艺提供参考依据和理论基础，以获得更高品质的红枣干制品，提高红枣的利用价值。

参考文献

[1] 彭振，王继焕，邹雪平.红枣干燥技术的研究进展[J].食品工程技术，2013（2）：85-89.

[2] 張莹，刘芳，何忠伟.我国红枣产业出口贸易分析与展望[J].农业展望，2012（1）：51-54.

[3] 梁鸿.中国红枣及红枣产业的发展现状、存在问题和对策的研究[D].西安：陕西师范大学，2006.

[4] FANG SZ，WANG ZF，HU XS，et al.Hot-air drying of whole fruit Chinese jujube（Zizyphus jujube Miller）：physicochemical properties of dried products[J].International Journal of Food Science&Technology;，2009（44）：1 415-1 421.

[5] 弋晓康，吴文福，崔何磊.红枣热风干燥特性的单因素试验研究[J].农机化研究，2012（10）：148-151.

[6] 高国华.辣椒恒温与分阶段控温热风干燥的对比试验研究[D].重庆：西南大学，2012.

[7] 姚雪东，朱荣光，高振江，等.红枣制干技术现状分析与展望[J].农机化研究，2013（12）：249-252.

[8] 杨春晖，李兴，王刚，等.红枣干燥技术的现状及发展趋势[J].食品工程，2011（7）：174-177.

[9] 牟国良，张学军，于蒙杰.我国红枣干燥技术的现状及发展趋势[J].中国农机化学报，2014，35（1）：16-21.

Analysis on Single Factor Experiment in Hot Air Drying of Red Jujube

XU Haonan， JIN Wei*， PEI Chunran， YANG Tianqi， LIU Xin， HE Rongbin， SHAYA·Shalimujiang

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urümqi 830052， China）

Abstract： In order to improve the drying quality and shorten the drying time of red jujube， the effects of different drying conditions on moisture content and drying rate of dry base were studied by using fresh fruit and red jujube as raw material and selecting two factors including temperature and loading in hot air drying process. The results showed that the effect of temperature on hot air drying of red jujube was significant， and loading amount had little effect on hot air drying of red jujube. This experiment provides reference basis and theoretical basis for optimization of hot air drying deep processing technology of jujube.

Key words： red jujube; hot air drying; temperature; loading capacity; single factor experiment