农产品干燥新工艺发展

□陈 亮

(中国农业机械化科学研究院 北京 朝阳 102206)

农产品干燥新工艺发展

□陈 亮

(中国农业机械化科学研究院 北京 朝阳 102206)

干燥工艺在我国农产品加工、储藏、运输中是至关重要的一环，我国农产品干燥业近年来逐渐兴起，现在技术越发成熟。本论文介绍了我国农产品干燥业发展状况，着重介绍微波干燥、真空冷冻干燥、暖风干燥、变温压差膨化干燥、微波真空干燥、射频干燥技术等几种不同的新型干燥工艺的发展现状，并将几种典型干燥工艺与传统的干燥工艺进行了分析比较，并对未来干燥工艺发展方向进行展望。

农产品；干燥新工艺；工艺发展

1 新型农产品干燥工艺主要发展现状

近年来，随着信息时代的到来，我国经济蓬勃发展，人民生活水平显著提高，节能减排、绿色安全环保逐渐成为人们日常关心的话题。我国的农产品干燥工艺经历了国内初期起步、从国外引进吸收、技术创新研发开发、以及逐渐走向成熟的发展过程[1]。虽然已经经过几代研究人员的不懈努力，我国在这方面有了很大的进步，然而同世界各时期先进水平相比，仍然有难以跨越的鸿沟。

根据干燥工艺的原理不同，可以将农产品干燥技术分为微波干燥、真空冷冻干燥、暖风干燥、变温压差膨化干燥等方式。

1.1 微波干燥

微波，从物理学上来讲它是一种有着高频率的电磁波，波长长短不一，大致范围为1mm～1m，频率一般为30～300MHz兆赫，微波具备电场振荡周期比较短、有着很强的穿透能力。微波发生器是微波干燥设备的核心设备，它多用于化工产品、农副产品、生活用品、建筑材料类、以及木质纸品等行业的干燥，微薄干燥一定程度上也可用于食品、农副产品等的消毒灭菌。早在20世纪60年代，国外各国就对微波干燥技术进行了大量的理论分析和实验研究[3]，我国微波干燥技术研究起步较晚，现今只有区区几十年历史，有许多研究与应用成果取得了不错的成绩。在农副产品、食品工业、工程建材、药品行业等方面，干燥技术有着普遍适用[4]。

1.2 真空冷冻干燥

我国是一盒原料药生产大国，真空冷冻干燥技术的应用前景十分广阔。真空冷冻干燥，也称升华干燥，简称冻干，是指将在低温条件下，如（零下10℃-零下50℃）将湿物料或溶液冻结成固态物资冰，借助一定设备，在真空条件下将其中的水分忽略液态直接升华成为气体，从而达到使原材料降低水含量保持干燥的目的。

热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除这两个基本条件是维持升华干燥的必备要求，任何干燥法都不例外。在初始阶段，在物料温度较高的情况下，物料本身的显热就可用于水分升华所需要的热量，但随着升华过程，物料温度很快于干燥室蒸汽分压温度相平衡。此时，如果没有外部热量，升华干燥便会由于缺少热量而停止进行。在外界供热充沛的条件下，升华过程中形成的水蒸气必须及时排除，否则会导致蒸汽分压变大，物料温度也随之上升，如果高达物料的冻结点温度时，物料中的冰晶就会被融化，冷冻干燥过程也随之停止。

1.3 暖风干燥

何为暖风干燥？热风干燥是指在蒸发、扩散作用下，将热量传递到物料，减少物料中水分含量，同时利用物料表面和中心的温度梯度，将温度从表面向中心传递，最终达保持物料整体处于适宜含水量的目的[5]。在暖风干燥过程中，热量和质量的传导是同一时间进行的，干燥物料表面的湿分蒸汽压强不能低于外部空间中的湿分蒸汽压强，物料温度始终不能比热源的温度高。高温热源通过各种方式将热量传递给湿物料，物料表面的水分子会产生汽化，从而扩散到外部空间，内部水分子不断向表面扩散，最终汽化，这样不断的往复循环，物料水分子不断下降减少，在暖风下，最终完成整个物料的干燥。暖风干燥过程离不开大量的热能的依托，某些湿含量高的物料、悬浮液以及溶液可以通过机械脱水或加热蒸发的机械处理，再在干燥机内干燥，可以节约热能得到更干的物料。

1.4 变温压差膨化干燥

变温压差膨化干燥，又被叫做爆炸膨胀干燥、气流膨胀干燥，也有人称它为压差膨化干燥。变温是指在干燥过程中物料的温度并不是稳定的而是处于变化之中，在不同的温度条件下进行物料膨化和真空干燥的过程；压差指在物料膨化时，那一个瞬间压力由高变低。膨化是指根据相变和气体热压效应理论[6]，运用工程技术手段，将被加工物料内部的液体温度增高后迅速汽化，压力增大后体积开始膨胀，凭借由此产生的膨胀力，导致组分中高分子物质的结构改变原有性质，从而使之成为具有网状组织结构特征的多孔状物质的过程。

1.5 微波真空干燥

微波真空干燥是指一种将微波与真空相结合的一种新型微波低温干燥技术，由于真空条件下空气对流热难以进行，热量来源受到限制，只能通过热传导的方式给物料提供热能。在微波作用下，物料的受热十分均匀，干燥速率平衡稳定。它具有很多微薄干燥、真空干燥无可比拟的特点，干燥产量高、质量好，加工成本低，克服了常规真空干燥时间长、工作效率低的缺点，在一般物料干燥过程中，是常规干燥方法效率的四至十倍，大大提高了工作效率 。

1.6 射频干燥

在食品工业中，尤其是饼干行业中，射频干燥技术是一种应用范围最广的干燥技术，它在农产品和食品的干燥过程的应用，有利于保持干燥后物料的含水率均匀性，有利于提高干燥产品的品质。然而微波干燥的缺点是可能出现加热温度过高现象，甚至出现局部温度过高的问题，导致加热对象的品质下降、食用口感不佳。

2 与传统干燥方法相比农产品干燥新工艺的特点

微波干燥同传统干燥方式相比，有着其干燥时间短、有利于节能减排、生产效率高、干燥均匀、生产过程不污染环境、产品质量高、易实现自动化控制等优点，而且干燥过程中热传导方向与水分扩散方向相同。因而在生产实践中越来越受到工厂的欢迎。在传统的干燥工艺中，为了节省干燥时间提高干燥速度，需要不断升高外部温度。然而干燥速度是加快了，新的问题也随之出现，很容易导致物料出现外焦内生的现象。不论物料体积多不规则，微波加热都可以使热量均匀分布，并产生有效的膨化效果，十分有利于粉碎物料。并且，微波干燥技术能够有效保持干燥物料的分子组成，不会破坏其的有效成分。

真空冷冻干燥与传统干燥技术相比，在保持原料的新鲜色泽、独特风味和诱人的香气方面有着无可比拟的优点。采用真空冷冻干燥，物料营养损失少，复水性高，脱水十分完全，很是适合于长期保存和运输。但是，真空冷冻干燥技术成本十分昂贵，其设备庞大且复杂，耗能显著，干燥用时也比较长、生产成本高等原因，限制了其在农产品、食品行业中的应用。

变温压差膨化干燥与传统干燥技术相比，吸收了热风干燥和真空冷冻干燥的优点，生产过程十分节能环保，不污染环境，符合“可持续发展”要求，在干燥工艺中有着广阔的发展空间。

结束语

干燥在农产品加工、储存、运输过程中起着重要的作用，农产品干燥工艺几乎涉及国民经济的所有部门，与生产有着中密不可分的联系。然而目前干燥设备大多还存在生产成本低，耗能严重，干燥用时长，自动化水平较差等问题，这些问题需要在以后的工作中不断完善，提高设备对物料的适用性，提高干燥机的生产效率，向着更高水平不断发展前进[6]。

[1]于蒙杰,张学军,牟国良等.我国热风干燥技术的应用研究进展[J].农业科技与装备,2013（8:14-16.

[2]苏丹,李树君,赵凤敏，等.农产品联合干燥技术的研究进展[J].农机化研究,2014（11）:236-240.

[3]朱加繁,喻自荣,彭继文，等.铁皮石斛热风干燥试验分析[J].安徽农业科学,015（34）：74-77.

1004-7026（2017）16-0035-02

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10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.16.024