1、农产品的干燥技术与应用,概 述 农产品几种干燥技术 农产品干燥技术的展望,1 概 述,一.农产品湿物料去湿的方式 机械去湿 如过滤、离心分离等； 物理化学去湿 如石灰、无水CaCl2吸附去湿； 热能去湿 即狭隘定义上的干燥。,农产品的干燥过程涉及复杂的化学、物理和生物学的变化，对产品品质和卫生标准要求很高，有些干燥制品还要求具有良好的复水性。因此要根据物料的性质（粘附性、分散性、热敏性等）和生产工艺要求，并考虑投资费用、操作费用等经济因素，正确合理的选用不同的干燥方法和相应的干燥装置。,提供热能的方式 对流干燥（热风干燥） 以热空气为热源，即对流传热将热量传给物料，同时又将汽化水分带走。热空气
2、既是载体，又是载湿体。热风干燥一般多在常压下进行。 传导干燥 靠间壁的导热将热量传给物料，热源可以是水蒸气、热水、热空气等。在常压下操作时，物体与气体间虽有热交换，但气体主要起载湿体的作用。接触干燥也可在真空下进行。 辐射干燥 利用红外线、微波等作为热源，将热量传给物料，此方法与接触干燥的不同仅在于热源的不同。,二.农产品物料中水分的存在形式,农产品湿物料在干燥过程中，所除去的水分主要是机械结合水和部分物理化学结合水。在干燥过程中，首先除去的是结合力最弱的机械结合水，然后是部分结合力较弱的物理化学结合水，最后才是结合力较强的物理化学结合水。在干制品中残存的是那些结合力很强，难以用干燥的方法除去
3、的少量物理化学结合水和化学结合水。,三.干燥过程中的农产品物料的主要变化,1.物理变化,物料干缩 表面硬化 内部多孔性,2.化学变化,蛋白质、脂肪、维生素、色素等的变化。,2.1 农产品的冷冻干燥技术,定义：冷冻干燥是将物料预冷至-30-40，使物料中的大部分水冻结成冰，然后提供低温热源，在真空状态下，使冰直接升华为水蒸气而使物料脱水的过程。因此，冷冻干燥又称真空冷冻干燥、冷冻升华干燥。,一、冷冻干燥的特点,农产品干燥是在低温(-40-60)下进行,且处于高真空状态，因此，特别适用于热敏性高和极易氧化食品的干燥,可以保留新鲜食品原有的色、香、味及营养成份。 冻干制品不失原有的固体骨架结构,保持
4、物料原有的形态,同时干制品可以加工成极细的粉状物料,用于制作保健品、调味品和速溶品等。 在升华干燥过程中,固态冰晶升华成水蒸汽后在食品物料中留下空隙，故冷冻干燥食品具有干燥的海绵状多孔性结构，食品因此具有理想的速溶性和快速而近乎完全的复水性。 由于在升华干燥过程中,食品中的可溶性物质在原位置就地析出，这就避免了一般干燥方法中由于物料内部水分向其表面毛细流动迁移而将可溶性物质和营养物质携带至物料表面所造成的营养损失和物料表面硬化等不良现象。新鲜蔬菜、水果经脱水后，由于香味、糖分被浓缩，吃起来比原来更香甜可口。鲜肉脱水后的味道比原来更鲜美，且复水性好。 冻干食品采用真空或充氮包装和避光贮藏，可保持
5、5年不变质，与速冻食品相比，免除了运输、储存和销售过程中耗费很高的冷藏链。 冷冻干燥食品的脱水彻底，重量轻，尤其适合于长途运输以及野外作业，如军事、航空、航天、勘探等特殊环境下的食品供给。在快餐以及其他即时食品业中也有广泛应用。,冷冻干燥应注意的问题,升华干燥过程中，保持足够的真空度,供热太快，受热不均匀或预冻不完全，则会在升华过程中，使产品部分液化，在减压条件下产生喷瓶现象，使制品表面不平整,保持恒定升华温度,速冻过程要快，越快，生成的冰晶越小，对物品结构影响越小,冻结温度应在三相点以下,一、冷冻干燥装置的系统组成,1.冷冻干燥室：冷冻干燥室有卧式圆柱形、箱形等类型 2.真空系统：由冷冻干燥
6、室、低温冷凝器、真空阀门和管道、真空泵和真空仪表等构成冷冻干燥设备的真空系统，系统要求密封性能好。 3.制冷系统：制冷系统由冷冻机组、冷冻干燥室和低温冷凝器内部的管道组成 。 4.加热系统 5.控制系统控制系统：由各种开关、安全装置、自动监测传感器和仪表组成。,二、冷冻干燥装置,干制品,三、冷冻干燥在食品工业中的应用,1.咖啡 2.水果（草莓、香蕉等） 3.蔬菜（胡萝卜、菠菜、葱、姜、蘑菇等）,2.2 农产品的喷雾干燥技术,定义：喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液或浆状物料加工成粉状干制品的一种干燥方法。它将液体通过雾化器的作用，喷成极细的雾状液滴，并依靠干燥介质（热空气，烟道气或惰性
7、气体）与雾滴的均匀混合，并进行能量交换和物质交换，使水分（或溶剂）汽化的过程。,一、喷雾干燥技术的特点, 干燥速率高、时间短； 物料的温度较低 ； 制品有良好的分散性和溶解性； 产品纯度高； 生产过程简单，操作控制方便； 适宜于连续化生产。,二、雾化形式与喷雾器,雾化形式一般有三种： 气流喷嘴式雾化、压力式喷嘴雾化 和离心旋转式雾化： 1.气流喷嘴式雾化是利用压缩空气压缩空气(或水蒸气)以高速从喷嘴喷出，借助于空气(或蒸汽)、料液两相间相对速度的不同产生的摩擦力，把料液分散成雾滴。2.压力式喷嘴雾化是利用压力泵将料液从喷嘴孔内高压喷出,将压力能转化为动能,与干燥介质接触分散成雾滴。 3.旋转式
8、雾化是指料液经高速旋转的盘或轮,在离心力作用下,从盘或轮边缘甩出,与周围介质接触形成料雾。,喷雾干燥设备一般由干燥室、喷头、空气滤过器、预热器、气粉分离室、收集桶、鼓风机组成。喷雾器是喷雾干燥设备的关键部分，它影响到产品的质量和能量消耗。常用喷雾器有三种类型:压力式喷雾器、气流式喷雾器、离心式喷雾器,喷雾器,微波是指波长为1 mm1 m , 频率为300300 000 MHz 的电磁波,其方向和大小随时间作周期性变化。我国常用的频率有915 MHz 和2 450 MHz 。微波与物料直接作用,将高频电磁波转化为热能的过程即为微波加热1 。早在20 世纪60 年代,国外就将微波技术应用于食品工业
9、,主要用于食品干燥、杀菌、膨化、烹调等方面。如瑞典的卡洛里公司用2 450 MHz 、80 kW 的微波面包杀菌机,加工能力为1 816 kg/ h , 经微波处理后,面包温度由20 上升到80 ,时间仅需12 min ,处理后的面包片保存期由原来的34 d 延长到3060 d。,2.3 农产品的微波干燥技术,一、微波干燥、杀菌的特点, 加热时间短、速度快,保持食品的营养成分和风味,节能高效、安全无害,易于控制、反应灵敏、工艺先进,二、微波干燥、杀菌的发展前景, 微波真空干燥技术把微波干燥和真空干燥技术相结合,真空干燥由于有一定的真空度,水分扩散速率加快,物料是在较低的温度下进行脱水干燥的,较
10、好地保持了物料的营养成分。微波可为真空干燥提供热源,克服了真空状态下常规热传导速率慢的缺点。微波真空干燥技术适合热敏性物料的干燥处理。,微波热风干燥技术,微波干燥与热风干燥相结合,可以提高干燥效率和经济性。因为微波的加热特性与众不同,尤其适用于低水分含量( 20 %) 物料的干燥,此时水分迁移率低,微波能将物料内部的水分驱除。如果食品的含水量过高,应用微波加热将导致食品过热,影响产品的质量。由于热风干燥可有效地排除物料表面的自由水分,而微波干燥可有效地排除内部水分,2 种方法相结合,可发挥各自的优点,使干燥成本下降。微波与热风干燥结合有2 种形式,一是先用微波加热,即先用微波对物料进行预热,然
11、后再用热风干燥;二是后用微波加速干燥,即当热风干燥进入降速阶段,此时物料表面是干的,内部是湿的,加入微波干燥能使物料内部水分迅速排出。因为热风干燥在接近终了时效率最低,因此在热风干燥快结束时,加入微波干燥可大大提高干燥效率。,微波冷冻干燥技术,冷冻干燥是指冻结物料中的冰直接升华为水蒸气的干燥过程。在干燥时需外部加热提供升华的热量。升华的速率取决于热量的提供。而微波加热传导率高,并且有针对性的对冰加热,已干燥的部分很少吸收微波能,从而提高了干燥速率,缩短了干燥时间。微波冷冻干燥技术适用于高附加值的产品。,微波远红外干燥技术,用微波与远红外作为热源,利用远红外可使物料分子、原子振动产生热能,微波与
12、远红外相结合可大大提高干燥速率。总之,利用微波技术与其它干燥技术相结合,发挥各自的优点。这些组合技术具有科学性和实用性。随着科技的发展和社会的需求,人们更加关注节能、有效的食品高新技术,所以,微波干燥、杀菌技术以其独特的加热特点,在食品工业中的应用前景将十分广阔,定义：太阳能干燥技术，是指利用低温太 阳能干燥器进行干燥作业。一、太阳能干燥的分类温室型太阳能干燥器集热器型太阳能干燥器集热器温室型太阳能干燥器整体式太阳能干燥器,2.4 农产品的太阳能干燥技术,二、太阳能干燥技术的特点,太阳能干燥与自然晾晒（大气干燥） 相比，其主要优势是能较大幅度地缩短干燥时间和提高产品质量。 太阳能是间断多变的能
13、源。夜晚和阴天都无法利用，即使在晴天，太阳辐射强度也随时间和季节变化，相应的空气温度和湿度也在变化。因此，同一种物料的干燥速率、干燥周期和干燥器的热效率也随之变化。 以空气为干燥介质，不存在太阳能热水器中水的冻结问题。因此，太阳能干燥器的年度运行时间长。一个保温良好的太阳能干燥器，在冬季也能运行，只需要有效地防止夜晚和阴雨天气冻坏农作物即可。 太阳能干燥器适用于低温的干燥环境。各地可结合当地的太阳能资源和气候条件、干燥对象的特点，选择合适的干燥器形式，因地制宜，就地取材设计施工，以达到较好的干燥效果和较佳的经济效益。,三、太阳能干燥前景与展望,虽然太阳能干燥技术的推广应用还存在不少问 题，但由
14、于全球面临的能源与环境问题日益严重， 太阳能作为一种清洁丰富的能源不可忽视。中国在 太阳能热水器的推广应用方面已见成效，目前中国 是世界上生产太阳能热水器最多的国家。预计今后 中国在太阳能干燥技术的应用方面也会有一定的发 展，特别是一些小型、简易的太阳能干燥室，在日 照条件好，而经济又欠发达的偏远地区，有较好的 应用前景。,产品干燥是加工过程中的一个重要工艺过程，目的是除去物料中多余的水分，以便于产品加工、运 输、储藏和使用。采用常规能源干燥农产品，投资大，需消耗大量能源，致使农产品成本增高，并造成不同程度的环境污染。一般农产品要求的干燥温度比较低，大约在4055 之间，正好与太阳能热利用领域
15、中的低温热利用相匹配，并且具有缩短干燥周期、提高产品质量等优势。因此，中国应用太阳能干燥农副产品，具有广阔的发展前景。,干燥是农产品保藏的重要手段, 也是一项重要的农产品、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、薰制和罐头农产品、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。,3 农产品的干燥技术的展望,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
16、, 在一些果蔬中还富含维生素A 源(B2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。我国是一个农业生产大国, 2001 2002 年我国稻谷年产量达112 亿t, 占世界稻谷总产量的31% ,小麦年产量达9 350 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8 000 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。,资料收集：李春桥 孟晓花 制作人：丁玉 卢道勇 讲解：刘 朋,结束！谢谢！,
