食品加工與保藏 食品的干燥之二

1、2021-7-51第五章 食品的干燥2021-7-52主要內(nèi)容食品中的水干燥與食品保藏食品干燥的基本原理干燥過程中食品的主要變化食品干燥的方法及控制干燥食品的包裝與貯運2021-7-53. 食品干燥的方法及控制一、曬干及風(fēng)干二、空氣對流干燥三、傳導(dǎo)干燥四、冷凍干燥五、輻射干燥2021-7-54一、曬干及風(fēng)干（1 1）曬干：曬干：是指直接利用太陽光的輻射能進是指直接利用太陽光的輻射能進行干燥的過程。行干燥的過程。（2 2）風(fēng)干：風(fēng)干：是指利用濕物料的平衡水蒸氣壓是指利用濕物料的平衡水蒸氣壓與空氣中的水蒸氣壓的壓差進行脫水干燥與空氣中的水蒸氣壓的壓差進行脫水干燥的過程。的過程。2021-7-55二

2、、空氣對流干燥u是指在常壓下，利用流動的熱干空氣進行是指在常壓下，利用流動的熱干空氣進行傳熱和導(dǎo)濕，進行干燥的方法。傳熱和導(dǎo)濕，進行干燥的方法。u熱干空氣的產(chǎn)生：有直接加熱法和間接加熱干空氣的產(chǎn)生：有直接加熱法和間接加熱法。熱法。u操作方式：有連續(xù)式和間歇式。操作方式：有連續(xù)式和間歇式。2021-7-56二、空氣對流干燥的分類（一）箱式干燥（二）隧道干燥（三）輸送帶式干燥（四）氣流干燥（五）流化床干燥（六）噴動干燥（七）噴霧干燥2021-7-57（一）箱式干燥u是一種比較簡單的間歇式干燥方法，按設(shè)是一種比較簡單的間歇式干燥方法，按設(shè)備不同可分為：備不同可分為：1.平行流（或并流）箱式干燥2.穿

3、流箱式干燥3.真空箱式干燥2021-7-581.平行流箱式干燥2021-7-592.穿流箱式干燥2021-7-510（一）箱式干燥u穿流箱式干燥，熱空氣與濕物料間的接觸穿流箱式干燥，熱空氣與濕物料間的接觸面積大，內(nèi)部水分?jǐn)U散距離短；因此干燥面積大，內(nèi)部水分?jǐn)U散距離短；因此干燥效果較并流干燥好。效果較并流干燥好。u穿流箱式干燥的干燥速率通常為并流箱式穿流箱式干燥的干燥速率通常為并流箱式干燥的干燥的3 35 5倍；但前者動力消耗大，對設(shè)倍；但前者動力消耗大，對設(shè)備密封性要求較高；另外，熱風(fēng)形成穿流備密封性要求較高；另外，熱風(fēng)形成穿流氣流容易引起物料飛散；因此需注意選擇氣流容易引起物料飛散；因此需注

4、意選擇適宜風(fēng)速和料層厚度。適宜風(fēng)速和料層厚度。2021-7-511（一）箱式干燥u箱式干燥設(shè)備多用于固體食品物料的干燥。箱式干燥設(shè)備多用于固體食品物料的干燥。u熱風(fēng)速率、物料層的厚度及物料層的間隔、熱風(fēng)速率、物料層的厚度及物料層的間隔、風(fēng)機風(fēng)量及是否多次空氣加熱和進行廢氣風(fēng)機風(fēng)量及是否多次空氣加熱和進行廢氣的再利用，對箱式干燥的熱效率影響較大。的再利用，對箱式干燥的熱效率影響較大。u熱風(fēng)速率一般為熱風(fēng)速率一般為0.50.53.0 m/s3.0 m/s；物料層厚；物料層厚度一般為度一般為202050 mm50 mm；物料層的間隔一般為；物料層的間隔一般為100100150 mm150 mm。20

5、21-7-512（二）隧道式干燥u實際上是箱式干燥器的擴大加長（長度可實際上是箱式干燥器的擴大加長（長度可達達101015m15m）。）。u按設(shè)備不同可分為：按設(shè)備不同可分為：1.順流式隧道干燥2.逆流式隧道干燥3.混流式隧道干燥4.橫流式隧道干燥2021-7-5132021-7-5141.順流干燥及其特點u干燥介質(zhì)（熱干空氣）流動方向和待干燥干燥介質(zhì)（熱干空氣）流動方向和待干燥物料前進方向一致。物料前進方向一致。u允許使用溫度較高的熱干空氣為干燥介質(zhì)，允許使用溫度較高的熱干空氣為干燥介質(zhì)，以加速待干燥物料的水分蒸發(fā)而不至于使以加速待干燥物料的水分蒸發(fā)而不至于使物料發(fā)生焦化。物料發(fā)生焦化。u物

6、料表面容易造成硬化、收縮，而物料內(nèi)物料表面容易造成硬化、收縮，而物料內(nèi)部易形成多孔性或引起干裂。部易形成多孔性或引起干裂。2021-7-5151.順流干燥及其特點u在干燥后期，熱干空氣變成低溫高濕空氣，在干燥后期，熱干空氣變成低溫高濕空氣，導(dǎo)致物料水分蒸發(fā)極其緩慢。干制品（即導(dǎo)致物料水分蒸發(fā)極其緩慢。干制品（即終產(chǎn)品）平衡水分較高。終產(chǎn)品）平衡水分較高。u適宜于要求制品表面硬化、內(nèi)部干裂和形適宜于要求制品表面硬化、內(nèi)部干裂和形成多孔性的食品干燥。成多孔性的食品干燥。u此干燥方式對于吸濕性較強的物料的干燥此干燥方式對于吸濕性較強的物料的干燥不利。不利。2021-7-5162.逆流干燥及其特點u初

7、始干燥階段物料水分蒸發(fā)速率比較慢，初始干燥階段物料水分蒸發(fā)速率比較慢，物料不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，即使物料不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，即使物料脫水造成收縮，也比較均勻，不易發(fā)物料脫水造成收縮，也比較均勻，不易發(fā)生干裂。對于容易干裂的水果，這種方式生干裂。對于容易干裂的水果，這種方式比較有利。比較有利。2021-7-5172.逆流干燥及其特點u干燥末段，即在產(chǎn)品出口端，干燥物料與干燥末段，即在產(chǎn)品出口端，干燥物料與熱干空氣接觸，由于此時物料水分含量，熱干空氣接觸，由于此時物料水分含量，特別是物料表層的含水量，已有較大程度特別是物料表層的含水量，已有較大程度的降低，因而此時在物料的表面，水分蒸

8、的降低，因而此時在物料的表面，水分蒸發(fā)較為緩慢，導(dǎo)致物料表面溫度迅速上升，發(fā)較為緩慢，導(dǎo)致物料表面溫度迅速上升，容易發(fā)生產(chǎn)品表面焦化的現(xiàn)象。容易發(fā)生產(chǎn)品表面焦化的現(xiàn)象。2021-7-518順流干燥與逆流干燥的差異u干燥速率：順流干燥先快后慢，逆流干燥干燥速率：順流干燥先快后慢，逆流干燥先慢后快。先慢后快。u制品水分含量：順流干燥制得的產(chǎn)品水分制品水分含量：順流干燥制得的產(chǎn)品水分含量不可能很低，逆流干燥可制得水分含含量不可能很低，逆流干燥可制得水分含量較低的產(chǎn)品。量較低的產(chǎn)品。2021-7-5193.混流干燥及其特點u兼有順流干燥和逆流干燥的特點。兼有順流干燥和逆流干燥的特點。u生產(chǎn)能力高，干燥

9、比較均勻，制品品質(zhì)生產(chǎn)能力高，干燥比較均勻，制品品質(zhì)好。好。2021-7-520（三）輸送帶式干燥u除載料系統(tǒng)由輸送帶取代裝有料盤的小車除載料系統(tǒng)由輸送帶取代裝有料盤的小車外，空氣控制原理與隧道式干燥基本相同。外，空氣控制原理與隧道式干燥基本相同。u濕物料堆積在鋼絲網(wǎng)或多孔板制成的水平濕物料堆積在鋼絲網(wǎng)或多孔板制成的水平循環(huán)輸送帶上進行移動通風(fēng)干燥（故也稱循環(huán)輸送帶上進行移動通風(fēng)干燥（故也稱穿流帶式干燥穿流帶式干燥），物料不受振動或沖擊，），物料不受振動或沖擊，破碎少。破碎少。2021-7-521（三）輸送帶式干燥u在干燥過程中，采用復(fù)合式或多層帶式可在干燥過程中，采用復(fù)合式或多層帶式可使物料

10、松動或翻轉(zhuǎn)，改善物料通氣性能，使物料松動或翻轉(zhuǎn)，改善物料通氣性能，便于干燥。便于干燥。u可減輕裝卸物料的勞動強度和費用，便于可減輕裝卸物料的勞動強度和費用，便于實現(xiàn)連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，適于生產(chǎn)量大實現(xiàn)連續(xù)化、自動化生產(chǎn)，適于生產(chǎn)量大的單一產(chǎn)品干燥（如蘋果、胡蘿卜、洋蔥、的單一產(chǎn)品干燥（如蘋果、胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯和甘薯等）。馬鈴薯和甘薯等）。2021-7-522（三）輸送帶式干燥u按輸送帶層數(shù)不同可分為：按輸送帶層數(shù)不同可分為： 單層帶型、復(fù)合型、多層帶型單層帶型、復(fù)合型、多層帶型u按空氣通過輸送帶的方向不同可分為：按空氣通過輸送帶的方向不同可分為： 向下通風(fēng)型、向上通風(fēng)型、復(fù)合通風(fēng)型向下通風(fēng)

11、型、向上通風(fēng)型、復(fù)合通風(fēng)型2021-7-523（四）氣流干燥u將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進行干燥的方法。由于熱空氣與濕物料直接行干燥的方法。由于熱空氣與濕物料直接接觸，且接觸面積大，強化了傳熱與傳質(zhì)接觸，且接觸面積大，強化了傳熱與傳質(zhì)過程，具有：過程，具有：u 干燥時間短；干燥時間短；u 干燥過程物料溫度低；干燥過程物料溫度低；u 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，處理量大，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，處理量大，適應(yīng)性廣等優(yōu)點。適應(yīng)性廣等優(yōu)點。2021-7-524（四）氣流干燥u氣流干燥一般僅能適用于物料的恒速干燥氣流干燥一般僅能適用于物料的恒速干燥過程，物料

12、所含水分應(yīng)以濕潤水、孔隙水過程，物料所含水分應(yīng)以濕潤水、孔隙水或較大管徑的毛細管水為主。對于水分在或較大管徑的毛細管水為主。對于水分在物料內(nèi)部的遷移以擴散為主的濕物料，則物料內(nèi)部的遷移以擴散為主的濕物料，則不適用。不適用。2021-7-525（四）氣流干燥u氣流干燥中高速氣流使顆粒與顆粒、顆粒氣流干燥中高速氣流使顆粒與顆粒、顆粒與管壁間的碰撞機會增多，物料容易破損，與管壁間的碰撞機會增多，物料容易破損，難以保持完好的結(jié)晶形狀和光澤，且破損難以保持完好的結(jié)晶形狀和光澤，且破損后形成的細小顆粒容易黏附于管壁；因此后形成的細小顆粒容易黏附于管壁；因此對于粒度太細或黏性太強的物料不適宜用對于粒度太細或

13、黏性太強的物料不適宜用氣流干燥法干燥。氣流干燥法干燥。2021-7-526（四）氣流干燥u按氣流管類型分為：按氣流管類型分為： 直管脈沖、倒錐形、套管式、環(huán)形氣流直管脈沖、倒錐形、套管式、環(huán)形氣流干燥器、帶粉碎機的氣流干燥器、旋風(fēng)氣干燥器、帶粉碎機的氣流干燥器、旋風(fēng)氣流干燥器、渦旋氣流干燥器等。流干燥器、渦旋氣流干燥器等。2021-7-527二級氣流干燥器2021-7-528（五）流化床干燥u也稱沸騰床干燥。有以下特點：也稱沸騰床干燥。有以下特點：u 物料顆粒與熱空氣在湍流噴射狀態(tài)下進行充分的物料顆粒與熱空氣在湍流噴射狀態(tài)下進行充分的混合和分散，氣固相間的傳熱傳質(zhì)系數(shù)大，熱混合和分散，氣固相間

14、的傳熱傳質(zhì)系數(shù)大，熱效率高。效率高。u 干燥過程中物料溫度均勻、易控制；產(chǎn)品顆粒大干燥過程中物料溫度均勻、易控制；產(chǎn)品顆粒大小均勻。小均勻。u 物料在床層內(nèi)的停留時間可任意調(diào)節(jié)，適于難干物料在床層內(nèi)的停留時間可任意調(diào)節(jié)，適于難干燥的物料及要求終產(chǎn)品含水量比較低的干燥操作。燥的物料及要求終產(chǎn)品含水量比較低的干燥操作。2021-7-529（五）流化床干燥u 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，維修方便設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價較低，維修方便; ;u 由于干燥過程風(fēng)速較高，容易形成風(fēng)道，使由于干燥過程風(fēng)速較高，容易形成風(fēng)道，使大部分熱空氣未經(jīng)充分與物料接觸就經(jīng)風(fēng)道大部分熱空氣未經(jīng)充分與物料接觸就經(jīng)風(fēng)道排出，造成熱量浪費

15、；排出，造成熱量浪費；u 高速氣流也容易將細顆粒物料帶走，造成物高速氣流也容易將細顆粒物料帶走，造成物料損失料損失; ;2021-7-530（五）流化床干燥u 流化床干燥適用于干態(tài)顆粒食品物料干燥，流化床干燥適用于干態(tài)顆粒食品物料干燥，不適于粘稠及易結(jié)塊的物料。不適于粘稠及易結(jié)塊的物料。u 干燥的物料為粉狀、顆粒狀和晶狀；物料含干燥的物料為粉狀、顆粒狀和晶狀；物料含水量在水量在10103030，物料粒度在，物料粒度在120120目以內(nèi)。目以內(nèi)。2021-7-531（五）流化床干燥u流化床干燥設(shè)備的主要形式有：流化床干燥設(shè)備的主要形式有： 單層流化床、多層流化床、噴霧流化床、單層流化床、多層流化

16、床、噴霧流化床、振動流化床等。振動流化床等。2021-7-532流化床干燥原理（圖）2021-7-533（六）噴動床干燥u又稱噴泉床干燥?？捎糜诟稍?、造粒、冷卻、又稱噴泉床干燥?？捎糜诟稍铩⒃炝?、冷卻、混合、粉碎以及反應(yīng)等過程?；旌稀⒎鬯橐约胺磻?yīng)等過程。u可用于干燥可用于干燥1 18mm8mm的大顆粒物料（如小麥、的大顆粒物料（如小麥、豆類、玉米等農(nóng)產(chǎn)品），也可用于干燥豆類、玉米等農(nóng)產(chǎn)品），也可用于干燥40408080目或更細一些的粉體物料；此時需用較高目或更細一些的粉體物料；此時需用較高的噴動速度去分散這些成團物料。的噴動速度去分散這些成團物料。2021-7-534噴動床干燥原理2021-7

17、-535（七）噴霧干燥u是采用霧化器將料液分散為霧滴，再用熱空氣使霧是采用霧化器將料液分散為霧滴，再用熱空氣使霧滴干燥，從而完成物料脫水干制的一種干燥技術(shù)。滴干燥，從而完成物料脫水干制的一種干燥技術(shù)。u料液可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融料液可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏糊液。液或膏糊液。u可得到粉狀、顆粒狀、空心球狀或團粒狀干制品?？傻玫椒蹱睢㈩w粒狀、空心球狀或團粒狀干制品。常用于奶粉、豆粉、蛋粉等粉體食品的生產(chǎn)。常用于奶粉、豆粉、蛋粉等粉體食品的生產(chǎn)。2021-7-536噴霧干燥原理2021-7-537（七）噴霧干燥u噴霧干燥主要包括以下過程：噴霧干燥主要包括以下過

18、程：u 料液霧化成霧滴，料液霧化成霧滴，u 霧滴與干燥介質(zhì)接觸，霧滴與干燥介質(zhì)接觸，u 霧滴干燥，霧滴干燥，u 產(chǎn)品分離。產(chǎn)品分離。2021-7-538（七）噴霧干燥u常用的霧化器有：常用的霧化器有： 氣流式噴霧氣流式噴霧 壓力噴霧壓力噴霧 離心噴霧離心噴霧2021-7-539（七）噴霧干燥u干燥室內(nèi)，霧滴與干燥介質(zhì)接觸的方式有：干燥室內(nèi)，霧滴與干燥介質(zhì)接觸的方式有： 并流式、對流式和混流式。并流式、對流式和混流式。2021-7-540三、傳導(dǎo)干燥u也稱為接觸干燥，是指被干燥物料與加熱也稱為接觸干燥，是指被干燥物料與加熱面密切接觸，水分蒸發(fā)的能量主要來自熱面密切接觸，水分蒸發(fā)的能量主要來自熱傳

19、導(dǎo)的干燥方法。傳導(dǎo)的干燥方法。u接觸干燥多為間壁傳熱，熱源可以選用熱接觸干燥多為間壁傳熱，熱源可以選用熱蒸汽、熱油或其它載熱體；不像對流干燥蒸汽、熱油或其它載熱體；不像對流干燥那樣必須加熱大量空氣，故熱能的利用比那樣必須加熱大量空氣，故熱能的利用比較經(jīng)濟。較經(jīng)濟。2021-7-541三、傳導(dǎo)干燥u適用于液狀、膠狀、膏狀和糊狀食品物料的適用于液狀、膠狀、膏狀和糊狀食品物料的干燥。干燥。u典型的接觸干燥器是滾筒干燥器，一般由一典型的接觸干燥器是滾筒干燥器，一般由一個或兩個中空的金屬圓筒組成，分別稱為單個或兩個中空的金屬圓筒組成，分別稱為單滾筒干燥器、雙滾筒干燥器；按操作壓力可滾筒干燥器、雙滾筒干燥

20、器；按操作壓力可分為：常壓滾筒干燥、真空滾筒干燥。分為：常壓滾筒干燥、真空滾筒干燥。2021-7-542三、傳導(dǎo)干燥u單滾筒干燥器的加料方式主要有：浸沒加料、單滾筒干燥器的加料方式主要有：浸沒加料、灑濺加料、轉(zhuǎn)筒加料和側(cè)向加料。灑濺加料、轉(zhuǎn)筒加料和側(cè)向加料。u雙滾筒干燥器的加料方式主要有：中心加料雙滾筒干燥器的加料方式主要有：中心加料和轉(zhuǎn)筒加料兩種。和轉(zhuǎn)筒加料兩種。2021-7-543單滾筒干燥加料方式2021-7-544雙滾筒干燥加料方式2021-7-545四、冷凍干燥u是一種特殊形式的真空干燥方法。一般的是一種特殊形式的真空干燥方法。一般的真空干燥，物料中的水分是在液態(tài)下轉(zhuǎn)變真空干燥，物料

21、中的水分是在液態(tài)下轉(zhuǎn)變成水蒸氣的；而冷凍干燥，物料中的水分成水蒸氣的；而冷凍干燥，物料中的水分直接由冰晶體蒸發(fā)成水蒸氣。因此，又被直接由冰晶體蒸發(fā)成水蒸氣。因此，又被稱為升華干燥。稱為升華干燥。u升華只有在三相點以下才可能發(fā)生。升華只有在三相點以下才可能發(fā)生。2021-7-546冷凍干燥原理2021-7-547四、冷凍干燥（原理）u實際上，食品內(nèi)的水中會溶有溶質(zhì)，形成實際上，食品內(nèi)的水中會溶有溶質(zhì)，形成水溶液。水溶液凍結(jié)時將會形成低溫共熔水溶液。水溶液凍結(jié)時將會形成低溫共熔體，其三相點相對較低，且隨溶液性質(zhì)不體，其三相點相對較低，且隨溶液性質(zhì)不同而不同。同而不同。2021-7-548四、冷凍干

22、燥（特點）u冷凍干燥食品能夠最大程度保持原有物理、化學(xué)、冷凍干燥食品能夠最大程度保持原有物理、化學(xué)、生物學(xué)和感官性狀。生物學(xué)和感官性狀。u干燥時，物料處于低溫和真空狀態(tài)，特別適用于干燥時，物料處于低溫和真空狀態(tài)，特別適用于熱敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保持新鮮熱敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保持新鮮食品的色、香、味和維生素食品的色、香、味和維生素C C及其他營養(yǎng)成分。及其他營養(yǎng)成分。u干燥后，食品形成多孔性結(jié)構(gòu)，具有非常理想的干燥后，食品形成多孔性結(jié)構(gòu)，具有非常理想的速溶性和快速復(fù)水性。速溶性和快速復(fù)水性。2021-7-549四、冷凍干燥（特點）u由于物料中的水分在預(yù)凍后以冰晶的形態(tài)存在

23、，由于物料中的水分在預(yù)凍后以冰晶的形態(tài)存在，原來溶于水中的無機鹽被均勻地分配在物料之中，原來溶于水中的無機鹽被均勻地分配在物料之中，而升華時，溶于水中的無機鹽就地析出，這樣就而升華時，溶于水中的無機鹽就地析出，這樣就避免了一般干燥方法因物料內(nèi)部水分向表面擴散避免了一般干燥方法因物料內(nèi)部水分向表面擴散時攜帶無機鹽而造成表面硬化現(xiàn)象。時攜帶無機鹽而造成表面硬化現(xiàn)象。u此外，冷凍干燥的熱利用率較高；但設(shè)備和操作此外，冷凍干燥的熱利用率較高；但設(shè)備和操作費用高，產(chǎn)品成本高。費用高，產(chǎn)品成本高。2021-7-550冷凍干燥物料中的水分分布2021-7-551四、冷凍干燥過程u進行冷凍干燥的必要條件是，既

24、要提供冰進行冷凍干燥的必要條件是，既要提供冰晶體升華所需要的熱量，又要及時將升華晶體升華所需要的熱量，又要及時將升華出來的水蒸氣除去；因此，冷凍干燥也有出來的水蒸氣除去；因此，冷凍干燥也有傳熱和傳質(zhì)兩個過程。傳熱和傳質(zhì)兩個過程。u已凍結(jié)的食品物料，不論其形狀如何，升已凍結(jié)的食品物料，不論其形狀如何，升華總是從表面開始的，升華的表面積就是華總是從表面開始的，升華的表面積就是凍結(jié)體的外表面積。凍結(jié)體的外表面積。2021-7-552四、冷凍干燥過程u冷凍干燥時，若傳給升華表面的熱量等于冷凍干燥時，若傳給升華表面的熱量等于水蒸氣從升華表面逸出時所需的熱量，則水蒸氣從升華表面逸出時所需的熱量，則升華表面的溫度和壓力達到平衡，升華正升華表面的溫度和壓力達到平衡，升華正常進行。若供給的熱量不足，冰的升華奪常進行。若供給的熱量不足，冰的升華奪去了物料自身的熱量，升華表面的溫度降去了物料自身的熱量，升華表面的溫度降低，相應(yīng)的平衡壓力也會降低，干燥速率低，相應(yīng)的平衡壓力也會降低，干燥速率減慢。減慢。2021-7-55