发 展 历 史 和 发 展 趋 势;指 出 了 高 能 耗 和 严 重 影 响 产 品 品 质 是 农 产 品 和 食 品 干 燥 中 的 两 个 最 主 要 问 题,目 前 干 燥 的
经 济 性 和 产 品 质 量 之 间 还 存 在 着 很 大 的 矛 盾,微 波 真 空 干 燥 工 艺 最 有 可 能 以 低 成 本 获 得 高 品 质 的 干 燥 产 品,可 解
(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
水果和蔬菜是农业生产中除谷物之外最重要的
农产 品,不 但 味 美,而 且 具 有 非 常 丰 富 的 营 养,是 人 们获得维生 素、无 机 物 (钙、磷、铁 等)、碳 水 化 合 物、 纤 维 素 、半 纤 维 素 的 主 要 来 源 ,在 一 些 果 蔬 中 还 富 含 维 生素 A 源(β-胡萝卜素)等,人 类饮食 中的 维生素 C主 要 是 从 水 果 和 蔬 菜 中 获 得 的 。 但 新 鲜 水 果 和 蔬 菜 的 含 水 量 大 都 超 过 90%,在 采 摘、运 输、贮 运、销 售过程中稍处理不当便会腐烂。
分为四组 。 [4] (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 。
近 十 几 年 来 ,脱 水 蔬 菜 在 各 国 迅 速 崛 起 ,并 形 成 了三大市场。
(1)食 品 工 业 原 料 或 配 料 市 场 。 例 如 ,食 品 添 加 剂 ,方 便 食 品 中 的 配 菜 等 。
(2)调 味 品 市 场 。 例 如 ,洋 葱 粉 、大 蒜 粉 ,辣 椒 粉 等。
2005年 12月
农业机械学报
第 36卷 第 12期
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农产品和食品干燥技术及设备的现状和发展
徐小东 崔政伟
【摘 要】 分 析 了 干 燥 技 术 在 农 产 品 和 食 品 加 工 中 的 地 位,各 种 干 燥 方 法 的 优 缺 点,农 产 品 和 食 品 干 燥 技 术 的
(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[5];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 。 [3] 冷 冻 干 燥 过 程 分 为 两 步:产 品 的 冻 结 和 升 华 干 燥 。冻 结 在 - 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(RF)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± 50)MHz和 (915± 50)MHz两 个 频率。 RF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 。RF与 微 波 的 主 要 区 别 在 于 产 生 高频电 场的方 式不 同,RF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 RF频 率 为:13.56 MHz± 0.05; 27.12 MHz± 0.6; 40.68MHz± 0.05[7]。 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
全世界冻干食品的产量,20世纪 70年代仅 20万 t, 到 20世纪 90年代已达到上千万 t。近些年冻干食品 的 消 耗 量:美 国 在 500万 t以 上,日 本 在 160万 t以 上,法国在 150万 t以上[3]。这些冻干食品的消费大 国 ,每 年 有 相 当 数 量 的 冻 干 食 品 由 其 他 国 家 进 口 ,例 如日本每年花 1000亿日元进口冻干食品[3]。我国地 大 物 博 ,地 处 亚 热 带 ,非 常 适 宜 蔬 菜 、水 果 的 生 长 ,劳 动 力 资源丰富并 且 价 格 便 宜,发 展 脱 水 蔬 菜 和 脱 水 水果等产品具有广阔的前景。
我国是一个农业生 产大 国,2001～ 2002年 我国 稻谷年产量达 1.2亿 t,占世界稻谷总产量的 31%, 2001年中国小 麦年产 量达 9350万 t,居世 界首位, 中国玉米年产量 2亿 t,占世界总产量的 40%以上, 2000年 我 国 的 水 果 产 量 已 超 过 8000万 t,蔬 菜 超 过 4亿 t。但我 国由 于产地 交通不 便和加 工技 术 落 后,产后损失超过 30%,在经 济上 造成巨 大的损 失。 发达 国家非 常重 视 产 后 加 工 技 术,产 品 的 损 耗 率 一 般控制在 5%～ 20%之间,因此,在粮食、蔬 菜、水果 的采后进行干燥处理具有十分重要的意义。
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。
1 干燥技术在农产品、食品加工中的应用
干 燥 是 食 品 保 藏 的 重 要 手 段,也 是 一 项 重 要 的 食 品 加 工 技 术 。 农 产 品 、食 品 的 种 类 繁 多 ,而 且 绝 大 多数农产品和食品的加工都与干燥密切相关。人们 认 识 到 ,可 长 期 贮 存 的 腌 制 、薰 制 和 罐 头 食 品 具 有 含 致 癌因素或导致 营 养 损 失 的 缺 点,而 经 脱 水 的 干 制 食 品 具 有 绿 色 的 、方 便 的 和 健 康 的 特 点 。
收稿日期:2004 12 10 徐小东 江苏广播电视大学宜兴学院 副教授,214220 宜兴市 崔政伟 江南大学机械工程学院 副教授 博士 通讯作者,214122 江苏省无锡市
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Hale Waihona Puke 农业机械学报2005年的比例都非常低。 国 际 市 场 上 ,冻 干 食 品 的 需 求 量 正 在 逐 年 增 加 。
备 ,如 冷 冻 干 燥 。干 燥 的 经 济 性 和 产 品 质 量 之 间 目 前 还 存在着很大的 矛 盾,如 何 以 低 能 耗 和 低 成 本 去 获 得 优质的脱水干 燥 产 品,是 当 前 农 产 品 和 食 品 干 燥 研 究中急需研究 和 解 决 的 问 题,也 是 干 燥 技 术 研 究 和发展中的一项最大的挑战。
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
(3)作 为 新 鲜 蔬 菜 替 代 品 的 特 殊 市 场 。 例 如 ,地 质勘 探、部 队 野 营 训 练、海 岛 和 雪 山 等 边 防 哨 所、冬 季旅游等特殊场合。
发 达 国 家 大 品 种 蔬 菜 的 脱 水 比 例 很 高 。在 美 国 , 占 洋 葱 收 获 量 的 20%;占 大 蒜 收 获 量 的 80%,占 葡 萄收获量的 25%。而我国,除辣椒外,其他脱水蔬菜
决干燥的经济性和产品质量之间的矛盾。
关键词:食品干燥 冷冻干燥 热风干燥 微波真空干燥