[00800511]微波强化食品典型过程关键技术及装备研发应用

自2001年以来，自行开展微波技术在干燥、提取等典型食品过程中的应用技术和关键装备的研究，后在国家863计划、国家自然科学青年基金、教育部中央高校专项资金和企业的支持下，针对微波的穿透性有限，微波规模化应用中凸现的多尺度结构和多尺度效应等技术瓶颈，着力构建新的技术方法，研制新的关键设备，系统解决了微波规模化应用中带来的技术难题，使单元过程和设备的性能和效率产生了质的变化，显著节能减排，并解决了若干传统加热方法不能解决的技术和应用难题，技术水平和产业化应用达到了国际同类研究的先进水平。主要技术创新如下：1.国内最先微波场中引入真空，解决了真空微波拉弧放电和干燥均匀性问题，创造了低温快速干燥，设计制造的实验型和生产型的箱式真空微波干燥器得到广泛应用，解析了真空微波干燥动力学、真空微波干燥过程中热量和质量传递规律和果蔬物料真空微波干燥活性成分和天然色素变化规律。干燥果蔬与冷冻干燥相比，产品质量接近，节能50%以上。2.开发真空微波低温快速脱水制备固态化蜂蜜技术，发现并应用了脱水过程中物料温度和产品最终水分含量关系，实现了固体蜂蜜大规模稳定化生产，并开发相应的休闲食品，产品填补国内外空白。3.开展了微波多尺度效应的理论研究，提出并实现了先真空微波辐射适量水预浸过的植物物料，再动态逆流提取或多功能罐提取的组合技术方案可使微波辅助提取规模化应用达到理想和显著的效果，研发了真空微波预处理结合连续动态逆流串联组合提取成套装备。解决了长期以来微波辅助提取方法工业规模应用存在着技术、经济和安全问题，与传统提取工艺相比节能30%以上，节省溶剂40%左右。4.热风场中引入微波场，提高了传热和传质速度，发明的微波场变动而物料不动的技术方法解决了设备大型化和工业化应用问题。相比热风干燥，热风微波耦合高效节能。5.发明脉动真空喷动结构，较好地解决微波冷冻干燥中微波加热的均匀性和低压放电问题，显著提高冻干速率，减少冻干时间并降低生产能耗，比常规的冷冻干燥节约1/2以上的干燥时间，并大幅度节省能耗。项目研究成果取得国家发明专利6项，其中4项专利许可转让陕西郝其军制药股份有限公司等国内3家企业。项目研究成果在Drying Technol、J of Food Eng等国内外该领域主流刊物发表论文20篇；10篇代表性SCI论文被等业内著名杂志Food Bioprocess Tech、J of Food Sci等累计SCI他引308次，单篇最高他引75次(2003-2012年SCI核心库)，4篇论文成为该技术领域内的经典文献，真空微波干燥动力学和干燥过程中温度和水分变化数学模型等被国外和国内学者广泛引用。利用相关技术发明，形成新装备5种，开发固态化蜂蜜休闲产品2个，相关成果通过省部级鉴定2个，整体技术达到国际先进，并分别于南京澳运微波科技有限公司、安徽皖南大鹏天然产物有限公司等实现产业化和产品销售，使企业近三年新增产值1.53亿，新增利税6420万元，设备应用企业节能减耗显著。