一种黑水虻微波干燥方法技术

本发明专利技术公开了一种黑水虻微波干燥方法，依据温度反馈自动调节微波功率的干燥模式与过程中搅拌相结合，使物料表面温度越接近设置温度时，微波功率可自动减小，避免使物料出现过热现象。此外，在物料中的水分降至一定程度时，开启搅拌模式，改变物料的空间位置，有利于下层物料水分的蒸发，可大幅降低微波干燥过程的爆破率和蛋白质的聚集程度。爆破率和蛋白质的聚集程度。爆破率和蛋白质的聚集程度。

【技术实现步骤摘要】
一种黑水虻微波干燥方法


[0001]本专利技术属于养殖
，具体涉及一种黑水虻微波干燥方法。

技术介绍

[0002]目前对黑水虻干燥的研究主要集中于不同的干燥方式对其干燥效率及营养品质的影响。就黑水虻幼虫的脱水加工而言，微波干燥技术被认为是可替代冷冻干燥技术的合适方法(见文献：Suitability of microwave drying for mealworms(Tenebrio molitor)as alternative to freeze drying:Impact on nutritional quality and colour)。在实际的微波干燥过程中，黑水虻存在爆破率高的问题。黑水虻幼虫的外壳主要由几丁质构成，结构致密，透气性非常差。在微波干燥中黑水虻体内的极性分子(水、脂肪、蛋白质等)会以每秒24.5亿次的频率快速振荡，使得分子间互相作用而在瞬时间产生大量热。由于外壳的阻碍作用，黑水虻幼虫体内的水蒸气无法及时释放，最终造成内部压力过大而使黑水虻发生爆破。
[0003]尤其是当以固定功率的微波干燥模式进行干燥时，下层空间中的黑水虻表面温度无法被红外传感器及时感知，且蒸发出的水分无法及时扩散，造成部分黑水虻内外温度过高，加剧了爆破现象。伴随着爆破，一些黑水虻被弹出容器，且其内容物被喷到干燥腔体的顶部和内壁，造成干燥腔体的污染和营养成分的流失。此外，爆破后的黑水虻出现干瘪、破碎等现象，严重影响感官品质。
[0004]传统干燥方法一般是通过热辐射或热空气对流的方式，先加热物料表面，随后通过热传导再传递到内部。而微波加热可以实现内部外部同时加热。这种瞬时加热，会造成物料内部的温度无法及时被红外测温仪感知并反馈，因此导致物料温度会超出设定值，对干燥物料的品质产生不利影响。在实验中发现，在固定功率800W和600W时，设置干燥温度为70℃，在干燥过程中物料的实际温度会达到85℃。这样会造成物料中一些营养成分如蛋白质的聚集，降低其消化率。
[0005]微波干燥的固有缺点是干燥的不均匀性。在微波干燥设备内，由于共振电场使电磁波相互叠加形成驻波，造成电场强度分布不均匀。为了解决这一问题，家用微波炉会加入转盘，通过旋转改变物料的空间位置，提高微波加热的均匀性。然而在工业生产中，需要对物料的重量进行实时监测以确定干燥终点。转盘式的微波干燥显然无法实现这个要求。
[0006]因此如何降低黑水虻在微波干燥中的爆破率，对实际的工业化生产至关重要。且现有技术存在加热温度过载、无法保证微波干燥的均匀性、无法实时监测干燥中的物料重量，不利于产品的品质及干燥终点的精准把控。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种黑水虻微波干燥方法，依据温度反馈自动调节微波功率的干燥模式与过程中搅拌相结合，使物料表面温度接近设置温度时，微波功率减小，避免使物料出现过热现象。此外，在物料中的水分降至一定程度时，开启
搅拌模式，改变物料的空间位置，有利于下层物料水分的蒸发，可大幅降低微波干燥过程的爆破率和蛋白质的聚集程度。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种黑水虻微波干燥方法，包括：
[0010]步骤1，采用第一微波功率对初始物料进行微波干燥，直至物料达到第一设定温度，之后随物料温度升高微波功率逐渐降低直至物料达到第二设定温度，停止微波；
[0011]步骤2，当物料温度降至第三设定温度时，采用第二微波功率对物料进行微波干燥，并且随物料温度升高微波功率逐渐降低直至物料达到第四设定温度，停止微波；
[0012]所述步骤2重复一次或多次，直至最终物料重量为步骤1中初始物料重量的25～30％时，干燥过程结束；
[0013]所述初始物料为黑水虻鲜虫；物料为处于任一干燥阶段的黑水虻；
[0014]在干燥过程中，当物料重量为步骤1中初始物料重量的55～65％时，对所述物料进行搅拌。
[0015]上述技术方案中，所述第二微波功率为所述第一微波功率的20％～75％；
[0016]上述技术方案中，所述第四设定温度小于等于所述第二设定温度；
[0017]上述技术方案中，所述第三设定温度比所述第二设定温度低2～5℃；
[0018]上述技术方案中，所述第一设定温度为60～65℃。
[0019]上述技术方案中，所述步骤1，当物料达到第一设定温度时，随物料温度每升高1℃，微波功率降低幅度为所述第一微波功率的10％。
[0020]上述技术方案中，所述步骤1，当物料达到第一设定温度时，之后随物料温度升高微波功率逐渐降低直至物料达到第二设定温度；所述微波功率逐渐降低过程，随温度升高匀速降低，且当物料达到第二设定温度时，微波功率降低至0。
[0021]上述技术方案中，在干燥过程中，当物料重量为步骤1中初始物料重量的60％时，对所述物料进行搅拌，搅拌过程采用搅拌杆探入物料下方至物料高度的45～55％位置进行。
[0022]上述技术方案中，所述搅拌过程的搅拌速率为10～15rad/min。
[0023]上述技术方案中，在干燥过程中，同时开启排风，将干燥过程产生湿气及时排出。
[0024]本专利技术的优点和有益效果为：
[0025]通过依据温度反馈调节微波功率的干燥模式与中途搅拌相结合，避免物料过热、水分散出不及时而造成局部压力过大造成的爆破现象出现，降低黑水虻干燥过程中的爆破率。同时通过功率调节及搅拌相结合的干燥方式还可以在缩短干燥时间的同时，使蛋白质的聚集程度有明显的下降。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例1干燥完毕后得到物料的SEM图。
[0027]图2是本专利技术对比例1干燥完毕后得到物料的SEM图。
[0028]图3是本专利技术对比例2干燥完毕后得到物料的SEM图。
[0029]图4是本专利技术对比例3干燥完毕后得到物料的SEM图。
[0030]对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附
图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0032]实施例1：
[0033]称取50g黑水虻鲜虫，置于微波干燥专用的石英容器中；将微波干燥温度设置为70℃，开启排潮，开启视频以便观察物料；采用位于物料盘正上方的红外测温仪(0～300℃)直接对物料在干燥中的温度进行实时测量，通过PLC自动控制系统和STR微波功率控制模块，实现依据温度反馈自动调节微波功率的干燥模式。即在开始运行时，微波以全功率(800W)进行加热，当红外测温仪反馈的物料温度到达60℃时，此后物料温度每升高1℃，微波功率自动减少全功率的10％，即降低80W。当物料温度达到设定值70℃时，微波功率正好降为0，此时进入物料的保温阶段。保温阶段微波不工作，因此物料的温度会逐渐下降。当物料温度降至68℃时，微波重新运行，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑水虻微波干燥方法，其特征在于，包括：步骤1，采用第一微波功率对初始物料进行微波干燥，直至物料达到第一设定温度，之后随物料温度升高微波功率逐渐降低直至物料达到第二设定温度，停止微波；步骤2，当物料温度降至第三设定温度时，采用第二微波功率对物料进行微波干燥，并且随物料温度升高微波功率逐渐降低直至物料达到第四设定温度，停止微波；所述步骤2重复一次或多次，直至最终物料重量为步骤1中初始物料重量的25～30％时，干燥过程结束；所述初始物料为黑水虻鲜虫；物料为处于任一干燥阶段的黑水虻；在干燥过程中，当物料重量为步骤1中初始物料重量的55～65％时，对所述物料进行搅拌。2.根据权利要求1所述的黑水虻微波干燥方法，其特征在于，所述第二微波功率为所述第一微波功率的20％～75％。3.根据权利要求1所述的黑水虻微波干燥方法，其特征在于，所述第四设定温度小于等于所述第二设定温度。4.根据权利要求1所述的黑水虻微波干燥方法，其特征在于，所述第三设定温度比所述第二设定温度低2～5℃。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王选，吴晓菲，马林，柏兆海，袁增伟，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，
类型：发明
国别省市：