食品加工與保藏-食品的干燥之二分解說(shuō)課材料

食品加工與保藏-食品的干燥之二分解Ⅴ.食品干燥的方法及控制一、曬干及風(fēng)干二、空氣對(duì)流干燥三、傳導(dǎo)干燥四、冷凍干燥五、輻射干燥2/7/20232一、曬干及風(fēng)干（1）曬干：是指直接利用太陽(yáng)光的輻射能進(jìn)行干燥的過(guò)程。（2）風(fēng)干：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(jìn)行脫水干燥的過(guò)程。2/7/20233二、空氣對(duì)流干燥是指在常壓下，利用流動(dòng)的熱干空氣進(jìn)行傳熱和導(dǎo)濕，進(jìn)行干燥的方法。熱干空氣的產(chǎn)生：有直接加熱法和間接加熱法。操作方式：有連續(xù)式和間歇式。2/7/20234二、空氣對(duì)流干燥的分類(lèi)（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(dòng)干燥（七）噴霧干燥2/7/20235（一）箱式干燥是一種比較簡(jiǎn)單的間歇式干燥方法，按設(shè)備不同可分為：1.平行流（或并流）箱式干燥2.穿流箱式干燥3.真空箱式干燥2/7/202361.平行流箱式干燥2/7/202372.穿流箱式干燥2/7/20238（一）箱式干燥穿流箱式干燥，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；因此干燥效果較并流干燥好。穿流箱式干燥的干燥速率通常為并流箱式干燥的3～5倍；但前者動(dòng)力消耗大，對(duì)設(shè)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；因此需注意選擇適宜風(fēng)速和料層厚度。2/7/20239（一）箱式干燥箱式干燥設(shè)備多用于固體食品物料的干燥。熱風(fēng)速率、物料層的厚度及物料層的間隔、風(fēng)機(jī)風(fēng)量及是否多次空氣加熱和進(jìn)行廢氣的再利用，對(duì)箱式干燥的熱效率影響較大。熱風(fēng)速率一般為0.5～3.0m/s；物料層厚度一般為20～50mm；物料層的間隔一般為100～150mm。2/7/202310（二）隧道式干燥實(shí)際上是箱式干燥器的擴(kuò)大加長(zhǎng)（長(zhǎng)度可達(dá)10～15m）。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2/7/2023112/7/2023121.順流干燥及其特點(diǎn)干燥介質(zhì)（熱干空氣）流動(dòng)方向和待干燥物料前進(jìn)方向一致。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)而不至于使物料發(fā)生焦化。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。2/7/2023131.順流干燥及其特點(diǎn)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（即終產(chǎn)品）平衡水分較高。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。此干燥方式對(duì)于吸濕性較強(qiáng)的物料的干燥不利。2/7/2023142.逆流干燥及其特點(diǎn)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，即使物料脫水造成收縮，也比較均勻，不易發(fā)生干裂。對(duì)于容易干裂的水果，這種方式比較有利。2/7/2023152.逆流干燥及其特點(diǎn)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(shí)物料水分含量，特別是物料表層的含水量，已有較大程度的降低，因而此時(shí)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，容易發(fā)生產(chǎn)品表面焦化的現(xiàn)象。2/7/202316順流干燥與逆流干燥的差異干燥速率：順流干燥先快后慢，逆流干燥先慢后快。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量較低的產(chǎn)品。2/7/2023173.混流干燥及其特點(diǎn)兼有順流干燥和逆流干燥的特點(diǎn)。生產(chǎn)能力高，干燥比較均勻，制品品質(zhì)好。2/7/202318（三）輸送帶式干燥除載料系統(tǒng)由輸送帶取代裝有料盤(pán)的小車(chē)外，空氣控制原理與隧道式干燥基本相同。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(jìn)行移動(dòng)通風(fēng)干燥（故也稱(chēng)穿流帶式干燥），物料不受振動(dòng)或沖擊，破碎少。2/7/202319（三）輸送帶式干燥在干燥過(guò)程中，采用復(fù)合式或多層帶式可使物料松動(dòng)或翻轉(zhuǎn)，改善物料通氣性能，便于干燥?？蓽p輕裝卸物料的勞動(dòng)強(qiáng)度和費(fèi)用，便于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，適于生產(chǎn)量大的單一產(chǎn)品干燥（如蘋(píng)果、胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯和甘薯等）。2/7/202320（三）輸送帶式干燥按輸送帶層數(shù)不同可分為：

單層帶型、復(fù)合型、多層帶型按空氣通過(guò)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2/7/202321（四）氣流干燥將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進(jìn)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(qiáng)化了傳熱與傳質(zhì)過(guò)程，具有：干燥時(shí)間短；干燥過(guò)程物料溫度低；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，處理量大，適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。2/7/202322（四）氣流干燥氣流干燥一般僅能適用于物料的恒速干燥過(guò)程，物料所含水分應(yīng)以濕潤(rùn)水、孔隙水或較大管徑的毛細(xì)管水為主。對(duì)于水分在物料內(nèi)部的遷移以擴(kuò)散為主的濕物料，則不適用。2/7/202323（四）氣流干燥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(jī)會(huì)增多，物料容易破損，難以保持完好的結(jié)晶形狀和光澤，且破損后形成的細(xì)小顆粒容易黏附于管壁；因此對(duì)于粒度太細(xì)或黏性太強(qiáng)的物料不適宜用氣流干燥法干燥。2/7/202324（四）氣流干燥按氣流管類(lèi)型分為：

直管脈沖、倒錐形、套管式、環(huán)形氣流干燥器、帶粉碎機(jī)的氣流干燥器、旋風(fēng)氣流干燥器、渦旋氣流干燥器等。2/7/202325二級(jí)氣流干燥器2/7/202326（五）流化床干燥也稱(chēng)沸騰床干燥。有以下特點(diǎn)：物料顆粒與熱空氣在湍流噴射狀態(tài)下進(jìn)行充分的混合和分散，氣－固相間的傳熱傳質(zhì)系數(shù)大，熱效率高。干燥過(guò)程中物料溫度均勻、易控制；產(chǎn)品顆粒大小均勻。物料在床層內(nèi)的停留時(shí)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。2/7/202327（五）流化床干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，維修方便;由于干燥過(guò)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)道排出，造成熱量浪費(fèi)；高速氣流也容易將細(xì)顆粒物料帶走，造成物料損失;2/7/202328（五）流化床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。干燥的物料為粉狀、顆粒狀和晶狀；物料含水量在10％～30％，物料粒度在120目以?xún)?nèi)。2/7/202329（五）流化床干燥流化床干燥設(shè)備的主要形式有：

單層流化床、多層流化床、噴霧流化床、振動(dòng)流化床等。2/7/202330流化床干燥原理（圖）2/7/202331（六）噴動(dòng)床干燥又稱(chēng)噴泉床干燥?？捎糜诟稍?、造粒、冷卻、混合、粉碎以及反應(yīng)等過(guò)程。可用于干燥1～8mm的大顆粒物料（如小麥、豆類(lèi)、玉米等農(nóng)產(chǎn)品），也可用于干燥40～80目或更細(xì)一些的粉體物料；此時(shí)需用較高的噴動(dòng)速度去分散這些成團(tuán)物料。2/7/202332噴動(dòng)床干燥原理2/7/202333（七）噴霧干燥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)。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。可得到粉狀、顆粒狀、空心球狀或團(tuán)粒狀干制品。常用于奶粉、豆粉、蛋粉等粉體食品的生產(chǎn)。2/7/202334噴霧干燥原理2/7/202335（七）噴霧干燥噴霧干燥主要包括以下過(guò)程：料液霧化成霧滴，霧滴與干燥介質(zhì)接觸，霧滴干燥，產(chǎn)品分離。2/7/202336（七）噴霧干燥常用的霧化器有：

氣流式噴霧壓力噴霧離心噴霧2/7/202337（七）噴霧干燥干燥室內(nèi)，霧滴與干燥介質(zhì)接觸的方式有：

并流式、對(duì)流式和混流式。2/7/202338三、傳導(dǎo)干燥也稱(chēng)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(lái)自熱傳導(dǎo)的干燥方法。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(duì)流干燥那樣必須加熱大量空氣，故熱能的利用比較經(jīng)濟(jì)。2/7/202339三、傳導(dǎo)干燥適用于液狀、膠狀、膏狀和糊狀食品物料的干燥。典型的接觸干燥器是滾筒干燥器，一般由一個(gè)或兩個(gè)中空的金屬圓筒組成，分別稱(chēng)為單滾筒干燥器、雙滾筒干燥器；按操作壓力可分為：常壓滾筒干燥、真空滾筒干燥。2/7/202340三、傳導(dǎo)干燥單滾筒干燥器的加料方式主要有：浸沒(méi)加料、灑濺加料、轉(zhuǎn)筒加料和側(cè)向加料。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。2/7/202341單滾筒干燥加料方式2/7/202342雙滾筒干燥加料方式2/7/202343四、冷凍干燥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，又被稱(chēng)為升華干燥。升華只有在三相點(diǎn)以下才可能發(fā)生。2/7/202344冷凍干燥原理2/7/202345四、冷凍干燥（原理）實(shí)際上，食品內(nèi)的水中會(huì)溶有溶質(zhì)，形成水溶液。水溶液凍結(jié)時(shí)將會(huì)形成低溫共熔體，其三相點(diǎn)相對(duì)較低，且隨溶液性質(zhì)不同而不同。2/7/202346四、冷凍干燥（特點(diǎn)）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。干燥時(shí)，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，可以保持新鮮食品的色、香、味和維生素C及其他營(yíng)養(yǎng)成分。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?gòu)?fù)水性。2/7/202347四、冷凍干燥（特點(diǎn)）由于物料中的水分在預(yù)凍后以冰晶的形態(tài)存在，原來(lái)溶于水中的無(wú)機(jī)鹽被均勻地分配在物料之中，而升華時(shí)，溶于水中的無(wú)機(jī)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(kuò)散時(shí)攜帶無(wú)機(jī)鹽而造成表面硬化現(xiàn)象。此外，冷凍干燥的熱利用率較高；但設(shè)備和操作費(fèi)用高，產(chǎn)品成本高。2/7/202348冷凍干燥物料中的水分分布2/7/202349四、冷凍干燥過(guò)程進(jìn)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(shí)將升華出來(lái)的水蒸氣除去；因此，冷凍干燥也有傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)過(guò)程。已凍結(jié)的食品物料，不論其形狀如何，升華總是從表面開(kāi)始的，升華的表面積就是凍結(jié)體的外表面積。2/7/202350四、冷凍干燥過(guò)程冷凍干燥時(shí)，若傳給升華表面的熱量等于水蒸氣從升華表面逸出時(shí)所需的熱量，則升華表面的溫度和壓力達(dá)到平衡，升華正常進(jìn)行。若供給的熱量不足，冰的升華奪去了物料自身的熱量，升華表面的溫度降低，相應(yīng)的平衡壓力也會(huì)降低，干燥速率減慢。2/7/202351四、冷凍干燥過(guò)程若升華表面溫度降至比冰晶體的飽和水蒸氣壓(等于真空干燥室內(nèi)的壓力)相對(duì)應(yīng)的溫度低，干燥則不能進(jìn)行。提供足夠的熱量可以加速干燥，但過(guò)度加熱，逸出的水蒸氣多于升華的水蒸氣，多出的水蒸氣會(huì)聚集在升華表面，使升華表面的壓力和溫度升高。2/7/202352四、冷凍干燥過(guò)程升華表面壓力和溫度升高后，將導(dǎo)致冰晶體熔化，還可能引起：物料溶液自由沸騰，溶液中揮發(fā)性芳香物質(zhì)損傷增加；物料起泡沫或充氣膨脹；沸騰的蒸汽帶走一些顆粒造成損失。2/7/202353四、冷凍干燥過(guò)程傳熱傳質(zhì)方式傳導(dǎo)和輻射是冷凍干燥所采用的主要傳熱方式。采用的傳熱方式不同，被干燥物料層中的傳熱和傳質(zhì)的