农产品、食品的干燥方法和设备的种类及发展历史

由于农产品和食品的种类繁多,物料的物理性状也呈多种多样,如液态、泥状及颗粒状等,所以干燥器的种类也十分繁多。据统计,文献上报道过的干燥器有30多种,工业上实际开发、应用的干燥器有100种左右。干燥器的分类方式也有多种,如按加热方法可分为对流干燥、外部辐射干燥、传导(接触)干燥、内部加热干燥即微波干燥。按加热介质的种类可分为热风干燥、蒸汽或过热蒸汽干燥、红外及微波干燥等。

农产品、食品的干燥从简单使用太阳能发展到目前各种各样的干燥方法及设备,如:窑炉干燥、盘式干燥、隧道干燥、带式干燥、喷雾干燥、滚筒干燥、冷冻干燥、渗透压脱水、流化床干燥,使用微波或无线电波频率干燥,组合干燥等,脱水技术的发展大致经历了四代或者可把所有的干燥设备按其发展先后分为四组。

(1)第一代干燥技术及设备

箱式、床式干燥器(包括窑炉干燥、盘式干燥、隧道干燥、带式干燥等)属于第一代干燥设备,这类干燥设备主要利用流动的热风对产品进行加热和干燥,适合于固体物料的干燥,如谷物、切片的果蔬、块状食品等。这类干燥器现在仍然得到广泛的应用,其技术进步主要围绕着提高传热和传质系数,流化床干燥、喷动床干燥等就是通过物料的流化来提高传热和传质效果,可视为这类干燥器的发展。

(2)第二代干燥技术及设备

喷雾干燥、滚筒干燥属于第二代干燥设备,主要解决了液态、泥状物料的干燥问题。

喷雾干燥的主要优点为.能得到颗粒大小均匀的粉末状产品;能连续操作,自动化程度高;物料在干燥器内的停留时间短,热敏性物质的损失少。缺点是干燥的物料不能太稠,固形物含量一般不超过30%,物料太粘,干燥困难。

滚筒干燥弥补了喷雾干燥的缺陷,一般用于干燥固形物含量较高的粘稠物料,有单滚筒和双滚筒式,布料方式也有多种多样,尤其在淀粉工业得到广泛应用。

(3)第三代干燥技术及设备

冷冻干燥和渗透压脱水属于第三代干燥技术,冷冻干燥能保留干燥产品原有的形态,最大限度减少色香味和生物活性物质的损失川;渗透压脱水是将物料浸渍于高渗透压的溶液,如糖溶液、盐溶液等,主要用于水果和蔬菜的脱水。

冷冻干燥过程分为两步:产品的冻结和升华干燥。冻结在一20℃以下,升华阶段压力必须在三相点的压力(627Pa)以下进行。微波冷冻干燥就是对升华阶段的加热使用微波代替传统的辐射加热,加快升华速度,节省能耗,是近年来冷冻干燥技术的发展,其主要问题是控制微波能的大小较困难,目前该项技术还未得到全面推广应用。

(4)第四代干燥技术及设备

微波或无线电波射频干燥、组合干燥代表了干燥技术的最新的发展,微波和无线电波频率是物料内部和外部同时加热,改变了传统的由表及里的加热方式,极大地提高了干燥速度。工业微波使用
的频率为(2450士50)MHz和(915士50)MHz两个频率。

无线电波射频的加热原理与微波加热类似,频率小于微波频率,穿透深度大。无线电波射频与微波的主要区别在于产生高频电场的方式不同,无线电波射频主要由高频振荡器、传输线和应用器(相当于电容器)组成,而微波主要由磁控管、波导和谐振腔组成。国际标准的无线电波射频频率为:13.56MHz士0.05;27.12MHz士0.6;40.68MHz士0.05。

单独使用常压微波干燥,往往会导致食品内部局部过热而严重影响产品品质,特别是在干燥后期。将微波和热风干燥组合,既提高了干燥速度,又可提高干燥产品质量,微波与其他干燥方法相组合,即微波辅助干燥是当前干燥技术研究和发展的方向之微波真空干燥实质是微波系统与真空系统的结合,由于降低了干燥系统的压力,创造了常温快速的干燥条件(干燥温度可控制在25一45℃范围内),使得干燥食品的色香味和生物活性成分的保留率得到很大程度的提高,几乎接近冷冻干燥,而干燥和设备成本要比冷冻干燥低得多。微波真空干燥代表了食品干燥技术的最新发展。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注