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1、红枣粉滚筒干燥生产工艺红枣粉滚筒干燥生产工艺葛邦国 于洪涛 吴茂玉 崔春红 (中华全国供销合作总社济南果品研究院 山东 济南 250014）摘要:本文选用新疆红枣为原料，进行滚筒干燥加工工艺的研究。以滚筒干燥的成膜性及产品色泽为指标，采用响应面分析法，研究了辅料添加量、滚筒转速及滚筒表面温度对滚筒干燥工艺的影响。确定的红枣粉滚筒干燥工艺最佳组合为：辅料添加量 21%，滚筒转速3.0r/min，滚筒表面温度 130。关键词：滚筒干燥 红枣粉 响应面分析 工艺优化Production of Jujube Powder with the Method of Drum Dryer GE Bang-gu
2、o WU Mao-yu CUI Chun-hong YU Hong-tao(Jinan Fruit Research Institute All China Federation of Supply Jujube Powder ;Response surface methodology;Process optimization红枣是中国的特色果树，具有悠久的栽培历史。红枣除富含维生素及 Ca、P、Fe 等矿质元素外，还含有丰富的具有极高生理活性的 Vp 和换磷酸腺苷（C-AMP） ，具有很高的营养价值1。把红枣做成粉，既可作为最终产品冲调成饮品供人们饮用，又可作为其它食品的生产基料，扩大了红枣
3、的应用范围，同时可延长产品储存期2。滚筒干燥装置一般由一个或多个内部加热的旋转滚筒组成。浆糊状物料均匀涂布在滚筒外表面，基于筒体与料膜传热间壁的热阻，形成温度梯度，筒内热量传导至料膜，使料膜内的湿分向外转移，当料膜外表面温度的蒸汽压力超过环境中的蒸汽分压时，即发生蒸发和扩散作用，从而得到脱水产品3。在众多干燥方式中，滚筒干燥装置干燥速率高，操作成分低，可连续作业4，所添加的辅料量少，能保持原料原有的营养成分。基于以上优点，本文对红枣粉滚筒干燥工艺进行响应面分析，最终得到生产红枣粉的最佳组合条件。1 试验材料与方法1.1 试验材料红枣（28%水分） 新疆1.2 试验试剂淀粉（市售，食品级） 秦皇
4、岛骊骅淀粉股份有限公司1.3 试验设备滚筒干燥机：荷兰高达；打浆机：德国；胶体磨：德国1.4 工艺流程红枣去核蒸煮打浆磨浆配料滚筒干燥冷却粉碎包装1.5 操作工艺1.5.1 红枣浆的制备将红枣置于打浆机中，加入 1 倍的水煮沸，保持 35min，然后进行破碎，过胶体磨。1.5.2 滚筒干燥滚筒干燥过程中，滚筒表温度，物料在滚筒表面停留时间等都影响产品的质量5。同时由于红枣含糖量高，不易干燥，需要添加辅料。本试验添加不同含量的淀粉，以滚筒成膜性和产品颜色为指标，确定最佳的工艺条件。1.6 成膜率的测定滚筒干燥成膜后，以纸附于膜的空洞及不成膜处，绘出其大小，估算面积为 m1；通过滚筒转速、半径及长
5、度计算出应成膜面积 m0。成膜率=(m0-m1)/m0。1.7 颜色的判定对红枣进行干燥时，温度和淀粉等因素都会影响产品的色泽及均匀性，色泽过浅或过深，是否均匀，都影响产品的视觉、味道等感官性状。这些都难以利用色度计等仪器进行评判。根据颜色的均一性和色泽，本试验将颜色结果分为 1 至 5 五个等级，等级越高产品颜色越好。2 结果与分析2.1 红枣浆滚筒干燥单因素试验2.1.1 不同淀粉添加量对红枣浆滚筒干燥的影响红枣浆为高糖度的物质，粘性大，所以干燥时必须选择一种辅料降低其粘度。因此，本试验选择了淀粉作为辅料，并试验了不同淀粉添加量对滚筒干燥的影响。控制滚筒表面温度 130，转速为 3.0r/
6、min，添加 10%、15%、20%、25%红枣浆质量的淀粉，试验结果见表 1。表 1 不同淀粉添加量对滚动干燥的影响淀粉添加量（%） 滚筒干燥效果10 不成膜15 成膜性不好20 成膜性好，产品色泽好25 成膜性好，产品色泽较差由表 1 可看出，淀粉添加量的多少对产品滚筒干燥效果有较大影响，淀粉添加量越高，产品干燥成膜性越好。但过多的淀粉添加量影响产品色泽，并影响产品最终的营养价值。2.1.2 滚筒表面温度对红枣浆滚筒干燥的影响添加红枣浆质量 20%的淀粉，滚筒转速 3.0r/min。选用滚筒表面温度 110、120、130、140，试验结果见表 2表 2 滚筒表面温度对滚动干燥的影响滚筒表
7、面温度（） 滚筒干燥效果110 不成膜，水分含量高120 成膜性差130 成膜性好，颜色适宜140 成膜性好，颜色略深由表 2 可看出，滚筒表面温度越高，物料成膜性越好，水分含量越低。但温度过高，产品颜色加深，并有焦糊味道。综合考虑，滚筒表面温度控制在 130。2.1.3 滚筒转速对红枣浆滚筒干燥的影响添加红枣浆重量 20%的淀粉，滚筒表面温度 130，试验选用 1.0 r/min、2.0 r/min、3.0 r/min、4.0 r/min4 个转速，试验结果见表 3。表 3 滚筒转速对滚动干燥的影响滚筒转速（r/min） 滚筒干燥效果1.0 不成膜2.0 膜性差3.0 成膜性好4.0 成膜性
8、差由表 3 可看出，滚筒转速对红枣浆滚筒干燥有一定的影响，根据试验结果，选定滚筒转速为 3.0 r/min。2.2 响应面优化滚筒干燥工艺条件2.2.1 响应面试验设计和结果采用 BOX-Behnken 模型，以淀粉添加量、滚筒表面温度、滚筒转速为主要考察因子，以成膜率和颜色为响应值，设计水平及结果如表 4、5，利用 Design Expert 7.0 版本软件对实验数据进行回归分析。该模型通过最小二乘法拟合二次多项方程可以表达为:Y=A0+AiXi+AiiXi2+AijXiXj表 4 Box-Behnken 设计因素及水平表水平 因素编码 -1 0 +1淀粉添加量（%） X1 15 20 2
9、5 滚筒表面温度（） X2 120 130 140 滚筒转速（r/min） X3 2 3 4表 5 Box-Behnken 试验结果试验号 X1 X2 X3 成膜率（%） 颜色1 -1.00 -1.00 0.00 29.3 22 0.00 0.00 0.00 91.2 43 0.00 0.00 0.00 90.8 54 -1.00 0.00 -1.00 28.6 35 -1.00 1.00 0.00 33.2 36 0.00 1.00 1.00 91.9 37 1.00 0.00 1.00 99.3 2 8 -1.00 0.00 1.00 28.7 39 0.00 0.00 0.00 90.3
10、 410 1.00 -1.00 0.00 98.3 211 0.00 0.00 0.00 91 512 0.00 -1.00 1.00 88.3 313 0.00 0.00 0.00 91.5 5140.00 -1.00 -1.00 86.8 3151.00 1.00 0.00 99.6 116 0.00 1.00 -1.00 89.2 317 1.000.00-1.00 98.5 22.2.2 响应曲面试验方差分析用Design Expert 7.0版本软件对实验数据进行多元回归拟合，方差分析。当“ProbF”值小于0.05时，即表示该项指标显著。由表7分析结果可看出，对于成膜率，模型的R2
11、=0.9999，调整R2=0.9997，因而该模型拟合程度很好，试验误差小。由结果可知：模型一次项中 X1极显著，X2显著；二次项 X12极显著，X32显著；交互项均不显著。各个具体试验因素与响应值间都不是线性关系。可见影响干燥工艺的主要因素为淀粉添加量，滚筒表面温度次之，滚筒转速影响最弱。各因素拟合后,得到成膜率对编码自变量的二次多项式回归方程为：成膜率= 90.96+34.4875X1+1.4X2+0.6375X3-25.5675X120.29250 X22- 1.6175X32-0.65 X1 X2+ 0.175 X1 X3+0.3 X2X3表 6 成膜率回归模型方差分析模型中系数项 平方和 自由度 均方和 F 值 ProbFX1
