小麥面團的熱導率
食品的熱導率是預測熱加工過程中導熱速率的一個重要熱特性參數,也是進行加工過程模擬和產品質量控制的基礎。通過對1990年以來有關小麥面團及其制品熱導率的測定結果進行了匯總,給出其溫度、水分、孔隙度和測定方法。論述了溫度、水分含量以及結構特性對熱導率的影響,對熱導率結構模型的最新研究進展及其在面團制品中的應用作了重點介紹并對今后的研究方向作了展望。
食品加工和儲藏的很多單元操作都涉及到熱傳導。熱傳導的速率用熱導率來表示。只有知道食品的熱導率才能預測熱加工的速度,了解食品內部的溫度分布,有效預測和控制產品的質量。食品熱處理單元操作的設計早期主要靠經驗,近些年來數值模擬技術在這方面得到更多應用,物料熱物性數據的精確度直接影響所建立的數學模型的精確度,熱導率是其中的一個重要物理量。因此,了解食品的熱導率也是進行加工過程模擬和設備設計的需要。
面團制品包括饅頭、面包、餅干、面條、包子、油條等。由面團到面制品的加工過程,不論是面包、餅干的烘烤,饅頭、包子的汽蒸,面條的水煮,還是油條的油炸,都是典型的熱加工,熱傳導是主要的能量傳遞方式,熟制后產品的冷卻也涉及熱傳導。因此,了解面團及其制品的熱導率十分重要。
影響熱導率的因素
不同組分(如水分、蛋白質、碳水化合物等)的熱導率不同,因此食品的組分構成對熱導率有影響。溫度也對熱導率有影響。另外,面團及其制品為多孔性食品,其中空氣的熱導率比固相基質的低得多,因此,結構特性(包括孔隙度、氣孔的大小、形狀及分布等)對熱導有很大影響。近來,關于溫度、水分以及結構特性對面團及其制品的熱導率研究取得一些新的成果。由于水的熱導率明顯高于食品中干物質的熱導率,食品的熱導率隨水分含量降低而降低。有研究顯示面團及其制品的熱導率與水分之間呈線性關系,通常只是在很窄的水分范圍內兩者之間才呈線性關系水分含量范圍較寬時應當建立非線
性關系。
現有關于面團及其制品熱導率的研究中,很少是對加工過程中的熱導率進行在線測定。面團加工成制品的過程中,溫度、水分、結構等特性都在不斷變化,離線條件下的熱導率測定值很難完全反映加工過程中的實際值,因此測定適時熱導率更具實際意義。在面包烘烤或饅頭蒸制的過程中,氣孔內除空氣外,還有水蒸氣、CO2,而且其量也在不斷變化,這些必然對氣相的熱導率產生影響。另外,在加工過程中對流傳熱所占的比例可能較大。這都使加工過程中的熱導率變化更為復雜,現有熱導率模型中對這些因素還沒給予充分考慮。食品加工過程中,溫度達到一定值時熱導率出現拐點,這是由淀粉糊化、蛋白變性等造成的。Gupta采用分段擬合的辦法建立經驗模型。如何在結構模型中考慮熟化的影響是需要進一步研究的內容。中國糧油儀器在線 http://www.s1an.cn/
