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新型食品烘干技术的发展
浏览次数:次   发布时间:2017-12-21 02:33:15

 

食品的烘干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(如窖炉干燥、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、流化床干燥等),使用微波或无线电频率干燥,组合干燥等,脱水技术的发展经历了四代,或者可以把所有的干燥设备按其先后发展分为四组。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1、第一代干燥技术及设备
     厢式、床式干燥器(包括窖炉干燥、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,适合于固体无聊的干燥,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。  
 
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,物料在干燥器内的停留时间短,热敏性物质的损失少。缺点就是干燥的无聊不能太稠,固形物含量一般不超过30%,物料太黏,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了广泛的应用。  
 
 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,渗透压脱水是将物料浸渍与高渗透压的溶液,如糖溶液、盐溶液等,主要用于水果和蔬菜的脱水。冷等干燥过程分为两步:产品的冻结和升华干燥。冻结一般在-20℃,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,加快生化速度,节省能耗。这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,目前该项技术尚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(简称:微波干燥设备)、组合干燥等代表了干燥技术的最新发展。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的加热原理和微波加热类似,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、传输线和应用其(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±0.05)MHz、(27.12±0.6)MHz、(40.68±0.05)MHz。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。微波与其他干燥方式相组合,即微波辅助干燥,是当前干燥技术研究和发展的方向。微波真空干燥实质是微波系统与真空系统的结合,由于降低了干燥系统的压力,创造了常温快速干燥的干燥条件(干燥温度可控制在25~45℃范围内),使得干燥食品的色香味和生物活性成分的保留率得到很大程度的提高,几乎接近于冷冻干燥,而干燥和设备成本要比冷冻干燥低得多。微波真空干燥代表了食品干燥的新方向。
 
下表总结了各种食品干燥方法的应用范围和优缺点  
干燥方法 应用范围 优点 缺点
太阳能干燥 水果、肉、鱼、植物 简单,成本低 占地大,劳动强度大 难控制,速度慢
对流干燥 低附加值产品 连续操作 难以控制
滚筒干燥 黏稠液体 连续操作 液体可能需要调理 不能太稀和太黏
喷雾干燥 稀溶液,牛奶,咖啡 球形颗粒 有一定香味损失
流化床干燥 均匀小颗粒 间歇操作,干燥均匀 对颗粒大小有要求
冷冻干燥 高附件值产物,果蔬 低温,无氧化、质量好 慢,成本高
渗透压脱水 糖溶液浸渍水果 质量好 过程要分两步
微波 无线电波频率 高附加值产品 间歇操作,速度快,质量好 成本比热风高
微波冷冻干燥 高附加值产品 低温,速度较快,质量好 成本高
 
       综上所述,在众多的干燥技术中,热风干燥虽然简单、成本低,但对产品的品质控制上游严重的影响,特别是干燥食品及生物制品;冷冻干燥产品品质好,但设备投资达和生产成本高,干燥的经济性和产品之间存在着较大的矛盾,如何以低能耗和低成本获得优质的脱水干燥产品,是干燥技术研究亟待研究解决的问题,也是干燥技术研究和发展中一项最大的挑战。在脱水方式上,将热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥和远红外技术结合起来发挥各自的优势,是今后食品干燥加工的发展方向。
 
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