农产品和食品干燥技术及设备的现状与发展

◎ 曾宪国

（广西南方黑芝麻食品股份有限公司，广西 玉林 537500）

1 农产品与食品加工中干燥技术的应用

水是各种微生物生长和酶作用的决定性因素，农产品或新鲜食品由于水分含量高，会很快变质。传统生产中，人们借助阳光、风等自然条件使农产品或新鲜食品中的水分从其内部脱离出来，以延长其储存时间。随着人类社会的进步和科学技术的发展，人们研究出很多种脱水干燥加工技术，尤其认识到在农产品和新鲜食品加工过程中，干燥技术是十分关键的加工方式，也是一门跨学科的综合技术。由于农产品与食品种类诸多，人们认为腌制食品与罐头食品中都含有大量的致癌因素，只有经过脱水干燥处理的干制食品，其能最大限度、最长时间地保持色、香、味和营养成分，在食用方面更健康与绿色[1]。

在农业生产过程中，水果与蔬菜是主要的农产品，其营养价值很高，也是人们获取维生素、纤维素以及碳水化合物的重要途径。然而需要注意的是，新鲜水果与蔬菜含水量超过90%，所以极易在运输、储存、销售的过程中出现腐烂变质的问题。

现阶段，脱水蔬菜备受关注，并且形成了3种不同的市场：①调味品，集中表现在辣椒粉、大蒜粉、姜粉以及洋葱粉等方面。②食品工业原料亦或是配料市场，主要包括食品添加剂与方便食品配菜等。③替代新鲜蔬菜特殊产品市场。

在发达国家中，占据较大脱水比重的是大品种蔬菜，而在我国，除了辣椒之外，其他的脱水蔬菜比重并不大。但需要注意的是，因我国地域辽阔且处于亚热带地区，为蔬菜与水果生长提供了天然的必要条件，且劳动力资源充足，在这种情况下，脱水蔬菜与水果等类型的产品具有极为明显和广阔的发展前景。

2 农产品和食品干燥技术及设备现状与发展

2.1 发展现状

因为农产品与食品种类繁多，且物料物理性状也存在明显的差异，因而干燥器的种类也是多种多样。根据实践调查与研究可以发现，目前国内干燥器的种类已超过了300种，而在工业领域所研发的干燥器种类也超过了100种[2]。一般情况下，对干燥器进行分类处理，若以加热方法为标准，主要有外部辐射干燥、内部加热干燥与对流干燥等类型。若以加热介质方法为标准，主要有微波干燥、热风干燥与过热蒸汽干燥等类型。

在长期发展的过程中，农产品与食品干燥逐渐由对太阳能的简单使用，发展至目前集中表现在电热隧道干燥、滚筒干燥与流化床干燥等加工技术方面。其中，对农产品与食品脱水干燥技术，发展经过4个阶段。

（1）箱式与床式干燥器，基本原理就是利用流动热风，以达到加热并干燥产品的目的[3]。一般情况，在谷物或片状食品中的应用相对较广。现阶段，这种类型的干燥器也仍在应用，以传热与传质系数的提高为目标，实现传热与传质效果的全面提升。

（2）喷雾与滚筒干燥设备，解决了泥状与液态物料的干燥问题。其中，喷雾干燥方式可以获取大小均匀的粉末状产品，保证连续性操作，且自动化水平较高。而且喷雾干燥器内部的物料停留时间不长，实际的热敏性物质不会出现大量的损失。对于滚筒干燥方式而言，通常被应用在高固形物含量的黏稠物料中，而且布料的形式也十分多元化，被广泛应用在淀粉工业生产中。

（3）冷冻干燥与渗透压脱水设备。这种干燥技术的应用，可以保证干燥产品仍以原有形态存在，尽可能地规避物料色香味和营养成分的损失。其中，渗透压脱水就是在高渗透压溶液当中浸泡物料，在水果与蔬菜脱水中的应用最多。

（4）微波与无线电波射频干燥技术。微波与无线电波需在物料的内外部同步加热，改变了传统加热的方式，使得干燥的速度明显加快。而射频加热的基本原理和微波加热存在一定的类似之处，最大的区别就是频率低于微波的频率，且具有较大的穿透力。除此之外，微波真空干燥的本质就是融合了微波系统和真空系统。正是因为干燥系统本身压力下降，所以营造出常温快速干燥的条件，充分保留了干燥食品色香味，与冷冻干燥十分接近。应用微波与无线电波射频干燥技术，其干燥与设备运行成本比喷雾干燥、冷冻干燥等要更低一些。

2.2 发展趋势

（1）微波辅助干燥技术的发展。在食品干燥方面，若单独选择使用微波常压加热方式，会使得食品内部出现局部过热的现象，导致其品质受到直接的影响。若在热风干燥中融入特定功率微波，也就是微波与热风相互组合使用，能够获得理想的效果。但是，微波辅助干燥并未得到定型产品报道，一般都是自主设计并制造设备。所以，微波辅助干燥技术的发展潜力极大。

（2）微波真空干燥技术的发展。微波真空干燥技术结合了微波与真空优势。因为加热干燥物料是在真空的环境中，所以水沸点不高，水分与水蒸气会很快向表面迁移。由此可见，微波真空干燥技术不仅使得干燥速度提高，干燥的温度也明显下降，低温与快速的效果理想。另外，在试验过程中，同样证明了能够有效保留食品的色香味以及维生素等营养成分，可以获得更高质量的干燥产品，且所使用的设备成本与操作费用也不高[4]。目前，微波真空干燥设备的研发与应用处于初期发展阶段，一定要保证其结构的合理性且操作方便，使用较低的成本研发出微波真空干燥设备[5]。只有这样，才能保证技术被系统化地认知与认可，拓展其实际应用领域。由于微波真空干燥是有效融合了工艺与设备两部分内容，所以在未来发展的过程中，应高度重视微波真空干燥工艺技术的实际运用，以期充分发挥其干燥技术的作用。

3 结语

在大部分干燥技术中，热风干燥技术的应用简单且成本不高，但容易影响到产品品质，尤其对农产品与食品的风味和营养成分容易变化。而冷冻干燥技术的应用，可以保证产品的质量，然而在设备方面的投资费用较多，且生产成本相对较高。由此可见，干燥技术应用的经济性与产品质量间存在极为明显的矛盾，所以在实践过程中，充分利用偏低能耗与低成本来获得高质量脱水干燥产品十分重要，也是干燥技术研究领域的热点话题。根据上述研究与分析发现，微波真空干燥技术的研发与应用能够有效地解决技术经济性和产品质量的矛盾，是今后干燥技术研究与发展的方向。

[1]王 也，吕为乔，李树君，等.农产品微波干燥技术与装备的研究进展[J].包装与食品机械，2016（3）：56-61.

[2]胡玉华，王晓培，石 勇，等.真空冷冻干燥技术在方便食品中的应用[J].农产品加工（下半月），2017（11）：48-50.

[3]王俊钢，刘成江，郭安民，等.真空脉动压干燥技术在风干牛肉加工中的应用[J].食品与发酵工业，2017（1）：135-142.

[4]白旭升，李保国，朱传辉，等.太阳能热泵联合干燥技术在农副产品中应用与展望[J].包装与食品机械，2017（3）：57-61，69.

[5]任广跃.河南科技大学食品与生物工程学院农产品及特色资源干燥理论与技术团队[J].干燥技术与设备，2013（6）：62-63.