三、冷冻干燥
冷冻干燥是一种特殊形式的真空干燥。水分从固态即 从冰晶体直接升华成水蒸气 冷冻干燥保留了真空干燥在低温和缺氧状态下干燥的 优点，与对流干燥和接触干燥相比，可以不同程度地 避免物料干燥时受到的热损害和氧化损害，以及水分 在液态下汽化使物料发生收缩和变形
冷冻干燥原理
水的相平衡示意图
四、辐射干燥
Food H2O
1. 湿物料的导湿性
干制过程中潮湿食品食品表面水分受热后首先 有液态转化为气态，即水分蒸发，而后，水蒸气从 食品表面向周围介质扩散，此时表面湿含量比物料 中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水 分梯度。水分扩散一般总是从高水分处向低水分处 扩散，亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水 分迁移现象称为导湿性
4. 带式干燥
湿物料从最上层加入，随着带子的移动，依次落 入下一条带子，最后干物料从下一层排出
带式干燥的特点
¢ 适用于单一品种的规模划生产 ¢ 有较大的物料表面暴露于干燥介质中，物料内部水
分移出的路径较短，并且物料与空气有紧密的接 触，所以干燥速率很高 ¢ 干燥物料必须事先制成半干燥的状态，以便较小阻 力，使空气能顺利穿过带子上的物料层
一、对流干燥 二、接触干燥 三、冷冻干燥
1.自然对流干燥 4.带式干燥 7. 喷雾干燥
2.箱式干燥
5. 流化床干燥
3. 隧道式干燥 6. 气流干燥
1.常压滚筒干燥
2.真空滚筒干燥
1.冷冻干燥过程中的传质
2.冷冻干燥过程中的传热
3.冷冻干燥的特点
四、辐射干燥
1.红外线干燥 2.微波干燥
1. 自然对流
一些定义： 高温低湿空气进入的一端——热端 低温高湿空气离开的一端——冷端 湿物料进入的一端——湿端
干制品离开的一端——干端 热空气气流与物料移动方向一致——顺流 热空气气流与物料移动方向相反——逆流
A. 逆流式隧道干燥
A. 逆流式隧道干燥
湿端即冷端，干端即热端
低温 高湿
热空气流动方向 湿物料流动方向
以辐射能为热源的干燥方法。辐射源受热升温后， 在其表面发射出的不同波长的电磁波，这些电磁波 一部分被制品吸收而转化为热能，使制品升温并产 生必要的物理、化学和生物学变化。辐射干燥就是 使物料水分逸出的物理变化过程
更好的干燥技术 ： 提高加工和能源利用效率 减少生产成本 提高产品质量 有助于环保
辐射干燥技术可满足以上需求！
离心喷雾：液体被泵入高速旋转的盘中（500020000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围的孔 眼外逸并被分散成雾状液滴，大小10-500μm
喷雾干燥的特点
• 适用于湿含量40%--60%的溶液 • 蒸发面积大。料液雾化后，液体的表面积非常大，
1升的料液可雾化成直径为50um的液滴146亿个， 总表面积可达5400平方米 • 干燥时间短。蒸发95—98%的水分只需5—40s
B.顺流隧道式干燥
湿端即热端， 冷端即干端
高温 高湿
热空气流动方向 湿物料流动方向
低温 低湿
湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大， 可允许使用更高一些的空气温度如80-90℃，进一步加速水分 蒸干而不至于焦化
干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡 水分相应增加，干制品水分难以降到10%以下，因此吸湿性 较强的食品不宜选用顺流干燥方式
第一节 概述
干制保藏技术的发展
定义：
干制保藏指在自然或控制条件下，使食品中的水 分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保持低 水分的保藏方法
干制保藏的特点
¢ 延长保藏期 ¢ 方便 ¢ 设备可简可繁 ¢ 易于包装运输
第二节 食品干制的基本过程
一、食品干制过程
1.干燥曲线 2.干燥速率曲线
3.食品温度曲线
1. 红外线干燥
构成物质的分子总以自己固有的频率在振动着，若入 射的红外线频率与分子本身固有的振动频率相等，则该 物体就具有吸收红外线的能力。红外线被吸收后，产生 共振现象，引起原子的、分子的振动和转动，从而产生 热而使温度升高。食品中很多成分在3-10um的远红外 区有强烈的吸收性，所以食品干燥常常选择远红外线进 行加热
1.料斗；2.给料器； 3.干燥管；4.旋风分离器； 5.排气管；6. 风机； 7.过滤器；8.加热器； 9.振动器
气流干燥的特点
• 适用范围广，生产率高。适用于粉状、颗粒状、 片状或块状物料的干燥，如葡萄糖、味精、鱼粉、 肉丁等。
• 干燥强度大。干燥时物料在热风中呈悬浮状态， 每个颗粒都被热空气包围，因而能最大限度地与 热空气接触。
喷雾干燥的特点
• 干燥过程液滴的温度较低（50—60度），非常适 合热敏性物料的干燥，能操持食品的营养、色泽 和香味。
• 过程简单，操作方便，可实行连续化生产 • 单位产品耗热量大，设备的热效率低，通常为
30%--40%
二 、接触干燥
• 被干燥物料与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的能 量来自传导方式进行的干燥
二、食品干制过程中的湿热转移
1.湿物料的导湿性 2.导湿温性
三、影响湿热转移的主要因素
1.食品表面积 2.介质温度 3.空气流速
4.空气湿度 5.大气压力 6.蒸发
1.干燥曲线
干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线
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2.干燥速率曲线
恒率干燥阶段
随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值，然 后稳定不变，此时为恒率干燥阶段，此时水分从内 部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量 恒定，也就是说水分从内部转移到表面的速率大于 或等于水分从表面扩散到空气中的速率
• 干燥时间短，大多数只需0.5—2s，最长不超过5s， 而且同气流并流操作，不会被热伤害或分解
• 散热面积小，热损失小。（ < 5 % ） • 气流速度高，一般可达20—40m/s ，对物料
有一定的破损，故对晶体形状有一定要求的 产品不适宜
• 气流速度大，全系统的阻力大，因而动力消 耗大
7. 喷雾干燥
劣化 • 适用范围窄。常用于干燥马铃薯泥、苹果沙司、
番茄酱等
2. 真空滚筒干燥
为了处理热敏性较高的物料，可 将滚筒密闭在真空式内， 使干燥 过程处在真空条件下即构成真空 滚筒干燥器
1.滚筒；2.加料口；3.接真空冷凝系统；4.卸料阀
真空滚筒干燥的特点
• 适用于热敏性高、易氧化食品的干燥 • 制品具有一定的速溶性，品质优良 • 适用于干燥果汁、番茄汁、牛奶和速溶咖啡等 • 设备结构复杂，成本较高
在自然环境条件下干制食品的方法 晒干、风干、阴干
特点：方法简单，价格低廉，不受场地影响
2 厢式干燥
特点：间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高
操作条件：空气温度<94℃，空气流速2-2.7m/s
适用对象： 果蔬或价格较高的食品或作为中试设备，摸索物
料干制特性，为确定大规模工业化生产提供依据 .
3. 隧道式干燥
• 适用对象：浆状、泥状、膏状、糊状和液态食品的干燥。 一些受热影响不大的食品，如麦片、米粉也可
• 典型的接触干燥器是滚筒干燥器，包括常压滚筒和真空 滚筒干燥器
1. 常压滚筒干燥器
1.空气出口；2.滚筒；3.刮刀；4.加料口；5.料槽 6.螺旋输送器；7. 贮料槽
常压滚筒干燥的特点
• 结构简单，干燥速度快 • 热量利用率高，但可能引起制品色泽和风味的
不均匀现象 • 加热易与调节和控制 • 加热过程具有自动平衡性 • 热效率高，80% • 能耗大
高温 低湿
湿物料遇到的是低温高湿空气，虽然物料含有高水分，尚 能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这样不易出现表面硬化或 收缩现象，而中心又能保持湿润状态，因此物料能全面均 匀收缩，不易发生干裂——适合于干制水果
干端处食品物料已接近干燥，此时，若干物料的停留时 间过长，容易焦化，为了避免焦化，干端处的空气温度不 易过高，一般不宜超过66-77℃
红外线干燥的特点
• 干燥速度快 • 干燥时间短 • 加热迅速，吸收均一 • 加热效率高 • 化学分解作用小，食品原料不宜变性
2. 微波干燥
利用微波作热源的干燥方法。微波发生器由直流电 源提供高压并转换成微波能量点
• 干燥速度快，可保留食品品质 • 加热均匀，避免了表面硬化和内外干燥
2. 湿物料的导湿温性
食品在加热时，食品表面受热高于它的中心，因而在 物料内部会建立一定的温度差，即温度梯度。温度梯度将 促使水分（无论是液态还是气态）从高温向低温处逆水分 梯度转移。这种现象称为导湿温性（或雷科夫效应）
原因： • 水分子的热扩散 • 毛细管传导 • 空气受热膨胀
第三节 食品干燥方法和设备
¢ 干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面水 分蒸发或外部水分扩散，则恒率阶段可以延长
¢ 若内部水分扩散速率低于表面水分扩散，就不 存在恒率干燥阶段
3. 食品温度曲线
干制过程中食品温度和干制时间的关系曲线
二、食品干制过程中的湿热转移
温度梯度
T
T-ΔT
M-ΔM M 水分梯度
表面水分扩散到空气中 内部水分转移到表面
• 料由泵送至干燥塔顶，并同时导入热风。物料经雾 化装置喷成液滴，与高温热风在器内迅速进行热量 交换和质量传递。干制品在塔底卸料，热风降温增 湿后成为废气排出。废气中夹杂的细微颗粒用分离 装置回收
• 设备主要由雾化系统、空气加热系统、干燥室、空 气粉末分离系统、鼓风机等主要部分组成
压力喷雾：液体在高压下（700-1000kPa）下送入 喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状， 一般这种液滴颗粒大小约100-300μm，其生产能力 和液滴大小通过食品流体的压力来控制
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5. 流化床干燥
是流态化原理在干燥中的应用。在分布板上加入待 干燥的物料，热空气由分布板的底部进入并使其均匀 分布，后与物料接触，当气流流速增高时，颗粒即悬 浮于上升的气流中作随机运动。颗粒与流体之间的摩 擦力恰与其净重力相平衡，此时形成的干燥状态即为 流化床干燥