食品加工与保藏 食品的干燥之二

1、2021-7-51第五章 食品的干燥2021-7-52主要内容食品中的水干燥与食品保藏食品干燥的基本原理干燥过程中食品的主要变化食品干燥的方法及控制干燥食品的包装与贮运2021-7-53. 食品干燥的方法及控制一、晒干及风干二、空气对流干燥三、传导干燥四、冷冻干燥五、辐射干燥2021-7-54一、晒干及风干（1 1）晒干：晒干：是指直接利用太阳光的辐射能进是指直接利用太阳光的辐射能进行干燥的过程。行干燥的过程。（2 2）风干：风干：是指利用湿物料的平衡水蒸气压是指利用湿物料的平衡水蒸气压与空气中的水蒸气压的压差进行脱水干燥与空气中的水蒸气压的压差进行脱水干燥的过程。的过程。2021-7-55二

2、、空气对流干燥u是指在常压下，利用流动的热干空气进行是指在常压下，利用流动的热干空气进行传热和导湿，进行干燥的方法。传热和导湿，进行干燥的方法。u热干空气的产生：有直接加热法和间接加热干空气的产生：有直接加热法和间接加热法。热法。u操作方式：有连续式和间歇式。操作方式：有连续式和间歇式。2021-7-56二、空气对流干燥的分类（一）箱式干燥（二）隧道干燥（三）输送带式干燥（四）气流干燥（五）流化床干燥（六）喷动干燥（七）喷雾干燥2021-7-57（一）箱式干燥u是一种比较简单的间歇式干燥方法，按设是一种比较简单的间歇式干燥方法，按设备不同可分为：备不同可分为：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，热空气与湿物料间的接触穿流箱式干燥，热空气与湿物料间的接触面积大，内部水分扩散距离短；因此干燥面积大，内部水分扩散距离短；因此干燥效果较并流干燥好。效果较并流干燥好。u穿流箱式干燥的干燥速率通常为并流箱式穿流箱式干燥的干燥速率通常为并流箱式干燥的干燥的3 35 5倍；但前者动力消耗大，对设倍；但前者动力消耗大，对设备密封性要求较高；另外，热风形成穿流备密封性要求较高；另外，热风形成穿流气流容易引起物料飞散；因此需注意选择气流容易引起物料飞散；因此需注

4、意选择适宜风速和料层厚度。适宜风速和料层厚度。2021-7-511（一）箱式干燥u箱式干燥设备多用于固体食品物料的干燥。箱式干燥设备多用于固体食品物料的干燥。u热风速率、物料层的厚度及物料层的间隔、热风速率、物料层的厚度及物料层的间隔、风机风量及是否多次空气加热和进行废气风机风量及是否多次空气加热和进行废气的再利用，对箱式干燥的热效率影响较大。的再利用，对箱式干燥的热效率影响较大。u热风速率一般为热风速率一般为0.50.53.0 m/s3.0 m/s；物料层厚；物料层厚度一般为度一般为202050 mm50 mm；物料层的间隔一般为；物料层的间隔一般为100100150 mm150 mm。20

5、21-7-512（二）隧道式干燥u实际上是箱式干燥器的扩大加长（长度可实际上是箱式干燥器的扩大加长（长度可达达101015m15m）。）。u按设备不同可分为：按设备不同可分为：1.顺流式隧道干燥2.逆流式隧道干燥3.混流式隧道干燥4.横流式隧道干燥2021-7-5132021-7-5141.顺流干燥及其特点u干燥介质（热干空气）流动方向和待干燥干燥介质（热干空气）流动方向和待干燥物料前进方向一致。物料前进方向一致。u允许使用温度较高的热干空气为干燥介质，允许使用温度较高的热干空气为干燥介质，以加速待干燥物料的水分蒸发而不至于使以加速待干燥物料的水分蒸发而不至于使物料发生焦化。物料发生焦化。u物

6、料表面容易造成硬化、收缩，而物料内物料表面容易造成硬化、收缩，而物料内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.顺流干燥及其特点u在干燥后期，热干空气变成低温高湿空气，在干燥后期，热干空气变成低温高湿空气，导致物料水分蒸发极其缓慢。干制品（即导致物料水分蒸发极其缓慢。干制品（即终产品）平衡水分较高。终产品）平衡水分较高。u适宜于要求制品表面硬化、内部干裂和形适宜于要求制品表面硬化、内部干裂和形成多孔性的食品干燥。成多孔性的食品干燥。u此干燥方式对于吸湿性较强的物料的干燥此干燥方式对于吸湿性较强的物料的干燥不利。不利。2021-7-5162.逆流干燥及其特点u初

7、始干燥阶段物料水分蒸发速率比较慢，初始干燥阶段物料水分蒸发速率比较慢，物料不易出现表面硬化或收缩现象，即使物料不易出现表面硬化或收缩现象，即使物料脱水造成收缩，也比较均匀，不易发物料脱水造成收缩，也比较均匀，不易发生干裂。对于容易干裂的水果，这种方式生干裂。对于容易干裂的水果，这种方式比较有利。比较有利。2021-7-5172.逆流干燥及其特点u干燥末段，即在产品出口端，干燥物料与干燥末段，即在产品出口端，干燥物料与热干空气接触，由于此时物料水分含量，热干空气接触，由于此时物料水分含量，特别是物料表层的含水量，已有较大程度特别是物料表层的含水量，已有较大程度的降低，因而此时在物料的表面，水分蒸

8、的降低，因而此时在物料的表面，水分蒸发较为缓慢，导致物料表面温度迅速上升，发较为缓慢，导致物料表面温度迅速上升，容易发生产品表面焦化的现象。容易发生产品表面焦化的现象。2021-7-518顺流干燥与逆流干燥的差异u干燥速率：顺流干燥先快后慢，逆流干燥干燥速率：顺流干燥先快后慢，逆流干燥先慢后快。先慢后快。u制品水分含量：顺流干燥制得的产品水分制品水分含量：顺流干燥制得的产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较低的产品。量较低的产品。2021-7-5193.混流干燥及其特点u兼有顺流干燥和逆流干燥的特点。兼有顺流干燥和逆流干燥的特点。u生产能力高，干燥

9、比较均匀，制品品质生产能力高，干燥比较均匀，制品品质好。好。2021-7-520（三）输送带式干燥u除载料系统由输送带取代装有料盘的小车除载料系统由输送带取代装有料盘的小车外，空气控制原理与隧道式干燥基本相同。外，空气控制原理与隧道式干燥基本相同。u湿物料堆积在钢丝网或多孔板制成的水平湿物料堆积在钢丝网或多孔板制成的水平循环输送带上进行移动通风干燥（故也称循环输送带上进行移动通风干燥（故也称穿流带式干燥穿流带式干燥），物料不受振动或冲击，），物料不受振动或冲击，破碎少。破碎少。2021-7-521（三）输送带式干燥u在干燥过程中，采用复合式或多层带式可在干燥过程中，采用复合式或多层带式可使物料

10、松动或翻转，改善物料通气性能，使物料松动或翻转，改善物料通气性能，便于干燥。便于干燥。u可减轻装卸物料的劳动强度和费用，便于可减轻装卸物料的劳动强度和费用，便于实现连续化、自动化生产，适于生产量大实现连续化、自动化生产，适于生产量大的单一产品干燥（如苹果、胡萝卜、洋葱、的单一产品干燥（如苹果、胡萝卜、洋葱、马铃薯和甘薯等）。马铃薯和甘薯等）。2021-7-522（三）输送带式干燥u按输送带层数不同可分为：按输送带层数不同可分为： 单层带型、复合型、多层带型单层带型、复合型、多层带型u按空气通过输送带的方向不同可分为：按空气通过输送带的方向不同可分为： 向下通风型、向上通风型、复合通风型向下通风

11、型、向上通风型、复合通风型2021-7-523（四）气流干燥u将粉末或颗粒食品物料悬浮在热气流中进将粉末或颗粒食品物料悬浮在热气流中进行干燥的方法。由于热空气与湿物料直接行干燥的方法。由于热空气与湿物料直接接触，且接触面积大，强化了传热与传质接触，且接触面积大，强化了传热与传质过程，具有：过程，具有：u 干燥时间短；干燥时间短；u 干燥过程物料温度低；干燥过程物料温度低；u 设备结构简单，占地面积小，处理量大，设备结构简单，占地面积小，处理量大，适应性广等优点。适应性广等优点。2021-7-524（四）气流干燥u气流干燥一般仅能适用于物料的恒速干燥气流干燥一般仅能适用于物料的恒速干燥过程，物料

12、所含水分应以湿润水、孔隙水过程，物料所含水分应以湿润水、孔隙水或较大管径的毛细管水为主。对于水分在或较大管径的毛细管水为主。对于水分在物料内部的迁移以扩散为主的湿物料，则物料内部的迁移以扩散为主的湿物料，则不适用。不适用。2021-7-525（四）气流干燥u气流干燥中高速气流使颗粒与颗粒、颗粒气流干燥中高速气流使颗粒与颗粒、颗粒与管壁间的碰撞机会增多，物料容易破损，与管壁间的碰撞机会增多，物料容易破损，难以保持完好的结晶形状和光泽，且破损难以保持完好的结晶形状和光泽，且破损后形成的细小颗粒容易黏附于管壁；因此后形成的细小颗粒容易黏附于管壁；因此对于粒度太细或黏性太强的物料不适宜用对于粒度太细或

13、黏性太强的物料不适宜用气流干燥法干燥。气流干燥法干燥。2021-7-526（四）气流干燥u按气流管类型分为：按气流管类型分为： 直管脉冲、倒锥形、套管式、环形气流直管脉冲、倒锥形、套管式、环形气流干燥器、带粉碎机的气流干燥器、旋风气干燥器、带粉碎机的气流干燥器、旋风气流干燥器、涡旋气流干燥器等。流干燥器、涡旋气流干燥器等。2021-7-527二级气流干燥器2021-7-528（五）流化床干燥u也称沸腾床干燥。有以下特点：也称沸腾床干燥。有以下特点：u 物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，气固相间的传热传质系数大，热混合和分散，气固相间

14、的传热传质系数大，热效率高。效率高。u 干燥过程中物料温度均匀、易控制；产品颗粒大干燥过程中物料温度均匀、易控制；产品颗粒大小均匀。小均匀。u 物料在床层内的停留时间可任意调节，适于难干物料在床层内的停留时间可任意调节，适于难干燥的物料及要求终产品含水量比较低的干燥操作。燥的物料及要求终产品含水量比较低的干燥操作。2021-7-529（五）流化床干燥u 设备结构简单，造价较低，维修方便设备结构简单，造价较低，维修方便; ;u 由于干燥过程风速较高，容易形成风道，使由于干燥过程风速较高，容易形成风道，使大部分热空气未经充分与物料接触就经风道大部分热空气未经充分与物料接触就经风道排出，造成热量浪费

15、；排出，造成热量浪费；u 高速气流也容易将细颗粒物料带走，造成物高速气流也容易将细颗粒物料带走，造成物料损失料损失; ;2021-7-530（五）流化床干燥u 流化床干燥适用于干态颗粒食品物料干燥，流化床干燥适用于干态颗粒食品物料干燥，不适于粘稠及易结块的物料。不适于粘稠及易结块的物料。u 干燥的物料为粉状、颗粒状和晶状；物料含干燥的物料为粉状、颗粒状和晶状；物料含水量在水量在10103030，物料粒度在，物料粒度在120120目以内。目以内。2021-7-531（五）流化床干燥u流化床干燥设备的主要形式有：流化床干燥设备的主要形式有： 单层流化床、多层流化床、喷雾流化床、单层流化床、多层流化

16、床、喷雾流化床、振动流化床等。振动流化床等。2021-7-532流化床干燥原理（图）2021-7-533（六）喷动床干燥u又称喷泉床干燥。可用于干燥、造粒、冷却、又称喷泉床干燥。可用于干燥、造粒、冷却、混合、粉碎以及反应等过程。混合、粉碎以及反应等过程。u可用于干燥可用于干燥1 18mm8mm的大颗粒物料（如小麦、的大颗粒物料（如小麦、豆类、玉米等农产品），也可用于干燥豆类、玉米等农产品），也可用于干燥40408080目或更细一些的粉体物料；此时需用较高目或更细一些的粉体物料；此时需用较高的喷动速度去分散这些成团物料。的喷动速度去分散这些成团物料。2021-7-534喷动床干燥原理2021-7

17、-535（七）喷雾干燥u是采用雾化器将料液分散为雾滴，再用热空气使雾是采用雾化器将料液分散为雾滴，再用热空气使雾滴干燥，从而完成物料脱水干制的一种干燥技术。滴干燥，从而完成物料脱水干制的一种干燥技术。u料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液，也可以是熔融料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液。液或膏糊液。u可得到粉状、颗粒状、空心球状或团粒状干制品。可得到粉状、颗粒状、空心球状或团粒状干制品。常用于奶粉、豆粉、蛋粉等粉体食品的生产。常用于奶粉、豆粉、蛋粉等粉体食品的生产。2021-7-536喷雾干燥原理2021-7-537（七）喷雾干燥u喷雾干燥主要包括以下过程：喷雾干燥主要包括以下过

18、程：u 料液雾化成雾滴，料液雾化成雾滴，u 雾滴与干燥介质接触，雾滴与干燥介质接触，u 雾滴干燥，雾滴干燥，u 产品分离。产品分离。2021-7-538（七）喷雾干燥u常用的雾化器有：常用的雾化器有： 气流式喷雾气流式喷雾 压力喷雾压力喷雾 离心喷雾离心喷雾2021-7-539（七）喷雾干燥u干燥室内，雾滴与干燥介质接触的方式有：干燥室内，雾滴与干燥介质接触的方式有： 并流式、对流式和混流式。并流式、对流式和混流式。2021-7-540三、传导干燥u也称为接触干燥，是指被干燥物料与加热也称为接触干燥，是指被干燥物料与加热面密切接触，水分蒸发的能量主要来自热面密切接触，水分蒸发的能量主要来自热传

19、导的干燥方法。传导的干燥方法。u接触干燥多为间壁传热，热源可以选用热接触干燥多为间壁传热，热源可以选用热蒸汽、热油或其它载热体；不像对流干燥蒸汽、热油或其它载热体；不像对流干燥那样必须加热大量空气，故热能的利用比那样必须加热大量空气，故热能的利用比较经济。较经济。2021-7-541三、传导干燥u适用于液状、胶状、膏状和糊状食品物料的适用于液状、胶状、膏状和糊状食品物料的干燥。干燥。u典型的接触干燥器是滚筒干燥器，一般由一典型的接触干燥器是滚筒干燥器，一般由一个或两个中空的金属圆筒组成，分别称为单个或两个中空的金属圆筒组成，分别称为单滚筒干燥器、双滚筒干燥器；按操作压力可滚筒干燥器、双滚筒干燥

20、器；按操作压力可分为：常压滚筒干燥、真空滚筒干燥。分为：常压滚筒干燥、真空滚筒干燥。2021-7-542三、传导干燥u单滚筒干燥器的加料方式主要有：浸没加料、单滚筒干燥器的加料方式主要有：浸没加料、洒溅加料、转筒加料和侧向加料。洒溅加料、转筒加料和侧向加料。u双滚筒干燥器的加料方式主要有：中心加料双滚筒干燥器的加料方式主要有：中心加料和转筒加料两种。和转筒加料两种。2021-7-543单滚筒干燥加料方式2021-7-544双滚筒干燥加料方式2021-7-545四、冷冻干燥u是一种特殊形式的真空干燥方法。一般的是一种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态下转变真空干燥，物料

21、中的水分是在液态下转变成水蒸气的；而冷冻干燥，物料中的水分成水蒸气的；而冷冻干燥，物料中的水分直接由冰晶体蒸发成水蒸气。因此，又被直接由冰晶体蒸发成水蒸气。因此，又被称为升华干燥。称为升华干燥。u升华只有在三相点以下才可能发生。升华只有在三相点以下才可能发生。2021-7-546冷冻干燥原理2021-7-547四、冷冻干燥（原理）u实际上，食品内的水中会溶有溶质，形成实际上，食品内的水中会溶有溶质，形成水溶液。水溶液冻结时将会形成低温共熔水溶液。水溶液冻结时将会形成低温共熔体，其三相点相对较低，且随溶液性质不体，其三相点相对较低，且随溶液性质不同而不同。同而不同。2021-7-548四、冷冻干

22、燥（特点）u冷冻干燥食品能够最大程度保持原有物理、化学、冷冻干燥食品能够最大程度保持原有物理、化学、生物学和感官性状。生物学和感官性状。u干燥时，物料处于低温和真空状态，特别适用于干燥时，物料处于低温和真空状态，特别适用于热敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保持新鲜热敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保持新鲜食品的色、香、味和维生素食品的色、香、味和维生素C C及其他营养成分。及其他营养成分。u干燥后，食品形成多孔性结构，具有非常理想的干燥后，食品形成多孔性结构，具有非常理想的速溶性和快速复水性。速溶性和快速复水性。2021-7-549四、冷冻干燥（特点）u由于物料中的水分在预冻后以冰晶的形态存在

23、，由于物料中的水分在预冻后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐被均匀地分配在物料之中，原来溶于水中的无机盐被均匀地分配在物料之中，而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，这样就而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，这样就避免了一般干燥方法因物料内部水分向表面扩散避免了一般干燥方法因物料内部水分向表面扩散时携带无机盐而造成表面硬化现象。时携带无机盐而造成表面硬化现象。u此外，冷冻干燥的热利用率较高；但设备和操作此外，冷冻干燥的热利用率较高；但设备和操作费用高，产品成本高。费用高，产品成本高。2021-7-550冷冻干燥物料中的水分分布2021-7-551四、冷冻干燥过程u进行冷冻干燥的必要条件是，既

24、要提供冰进行冷冻干燥的必要条件是，既要提供冰晶体升华所需要的热量，又要及时将升华晶体升华所需要的热量，又要及时将升华出来的水蒸气除去；因此，冷冻干燥也有出来的水蒸气除去；因此，冷冻干燥也有传热和传质两个过程。传热和传质两个过程。u已冻结的食品物料，不论其形状如何，升已冻结的食品物料，不论其形状如何，升华总是从表面开始的，升华的表面积就是华总是从表面开始的，升华的表面积就是冻结体的外表面积。冻结体的外表面积。2021-7-552四、冷冻干燥过程u冷冻干燥时，若传给升华表面的热量等于冷冻干燥时，若传给升华表面的热量等于水蒸气从升华表面逸出时所需的热量，则水蒸气从升华表面逸出时所需的热量，则升华表面的温度和压力达到平衡，升华正升华表面的温度和压力达到平衡，升华正常进行。若供给的热量不足，冰的升华夺常进行。若供给的热量不足，冰的升华夺去了物料自身的热量，升华表面的温度降去了物料自身的热量，升华表面的温度降低，相应的平衡压力也会降低，干燥速率低，相应的平衡压力也会降低，干燥速率减慢。减慢。2021-7-55