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干燥技术及其应用

摘要:干燥是食品加工和保藏的重要方式之一,近年来食品领域干燥技术发展迅速,

有大量国内外学者致力于研究开发新型干燥技术,对其进行改良的改进。本文从近年来食

品干燥领域中的较新研究成果及受关注的研究方向等方面作了归纳总结,分别介绍了真空

冷冻干燥技术、远红外干燥技术、微波干燥技术、喷雾干燥技术、热风干燥技术和太阳能

干燥技术6种食品干燥技术的研究进展,并指出了食品干燥技术的研究、发展方向。

关键词:真空冷冻远红外热风喷雾微波太阳能干燥技术

干燥技术是一门跨专业、跨行业、具有科研性质的技术,因为其面对的产业众多、物

料的理化性质不同、产品质量及其他方面的要求千差万别。在干燥技术的开发及研究过程

中要注意以下三点。第一需要了解被干燥物料的性质。第二要熟悉传递工程的原理。第三

[1

实施手段。现代的干燥技术起始于20世纪50年代,迄今为止,已有许多的干燥技术应

用于工业化生产,主要有真空冷冻干燥、太阳能干燥、喷雾干燥、热风干燥、微波干燥和

远红外干燥等。其中一些设备已达到国际当代水平并出口到国外。

干燥也是食品保藏的一种重要方法。干燥是通过各种方法(如晒干、风干等)脱去食

品中的水分,降低其水分活度,抑制微生物的生长繁殖,从而达到保藏食品的目的。干燥

[2

后的食品质量轻、体积小,便于贮藏和运输,因而应用广泛。食品干燥的设备按照设备

的特征可以分为自然干燥法和人工干燥法。现在用于工业化生产的大多数是人工干燥法。

近年来,食品干燥设备的设计更多的是以能量利用率、产品质量、安全性、环境影响、

成本等作为评价指标。现代消费者追求更加健康、营养和天然的食品,因此食品干燥设备

[3

在设计时,需将产品的质量放在首位。

1

1.真空冷冻干燥技术

真空冷冻干燥技术简称冻干,是将湿物料或溶液在较低的温度(-10℃~-50℃)下

冻结成固态,然后在真空(1.3~13P)下使其中的水分不经液态直接升华成气态,最终使

[4

物料脱水的干燥技术。

1.1原理

真空冷冻干燥的原理是基于水的三种变化。水有气、液、固三相,它们之间可以转换

和共存。三相点对应的温度是0.0098℃,水蒸汽压力是610.33Pa。只有在三相点以下,

冰才能直接由固态变为气态,而不经过转化为液态水的过程。对于食品来说,水就是一种

溶液,这种溶液同样也存在三相点,我们选择在高真空的状态下,利用水分升华原理,使

预先冻结的物料中的水分直接汽化,从而达到脱水的目的。一般选择升华温度在-5℃~-

[5-6

20℃左右,相应的压力在133.28Pa左右。

1.2真空冷冻干燥设备

真空冷冻干燥机主要由真空冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制

系统等几部分组成。真空冷冻干燥设备的工作原理:首先将物料冻结到共晶点温度以下,

使水分变成固态冰,接着将预冻的物料装入干燥箱,在真空低温的条件下,供能方式是由

加热板以导热或辐射的方式,使物料中的水分直接由冰升华为蒸汽。不断升华的水蒸气,由

真空泵组抽至捕水仓内,在低温的排管外壁上凝结被捕,直至按冻干曲线达到规定的要求而

[7

停止供热和抽真空,完成物料干燥的全过程。

1.3真空冷冻干燥的优缺点[8]

2

优点:1.能较好地保持食品原来的形状;2.减少食品色、香、味及营养成分的损失及

脂质的氧化;3.速溶性和快速复水性好4.可在常温下长期保存,且因质量轻而便于运输

缺点:1.设备投资大2.能耗高(大约也是其他方法的三倍)3.处理时间长4.可能会

由于Ph值和张力的变化损坏产品

王红强等人分别将复合酶水解淀粉所得到的微孔淀粉用真空冷冻干燥法和普通真空干

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