食品干燥技术
传统工艺的干燥方式有哪些

传统工艺的干燥方式有哪些传统工艺中常用的干燥方式有太阳能干燥、自然风干、熏烤、烘烤、烘培等。
下面将以上几种干燥方式分别详细介绍。
太阳能干燥是一种利用太阳能进行干燥的方式。
它最早出现在农村地区,通过晒场、晒台、內外台等设备将物品暴露于阳光下进行干燥。
太阳能干燥可以分为直接干燥和间接干燥。
直接干燥通常用于干燥果蔬、茶叶等物品,间接干燥则多用于干燥谷物、米饭等物品。
太阳能干燥的主要优点是成本低、环保、易于操作,但受天气条件的影响较大,无法进行精确的温控。
自然风干是一种利用自然风力进行干燥的方式。
它常用于干燥谷物、粮食等物品。
自然风干的原理是利用自然风力将物品摆放在通风良好的地方,通过风的吹拂带走物品表面的水分以达到干燥的目的。
自然风干的优点是成本低、适用范围广,但需要选择合适的干燥场地和天气条件,否则干燥效果会受到影响。
熏烤是一种将物品放入烟熏中进行干燥的方式。
熏烤通常用于海产品、肉类等食品的干燥。
它的原理是利用燃烧的木材或其他物质产生的烟熏将物品表面的水分蒸发掉。
熏烤的主要优点是可以给食品增添独特的风味,延长货物的保鲜期,但需要适当控制熏烤的时间和温度,否则可能会影响物品的质量。
烘烤是一种将物品放入烤箱或烘炉中进行干燥的方式。
烘烤常用于製作面包、饼干等烘焙食品。
它的原理是利用热风在物品表面形成薄膜,将物品内部的水分蒸发出来。
烘烤的优点是干燥速度快、可控性强,但需要适当控制烘烤的温度和时间,否则会导致物品干燥不均匀甚至烧焦。
烘培是一种将物品放入烤箱中进行干燥的方式。
烘培常用于烤制肉类、蔬菜等食品。
它的原理是利用热空气在物品表面形成保护层,将物品内部的水分蒸发出来。
烘培的优点是干燥速度快、可控性强,但需要适当控制烘培的温度和时间,否则会导致物品干燥不均匀。
除了以上几种传统工艺中常用的干燥方式,还有许多其他方式,如晒晖、扬干、滴水干燥等。
每种干燥方式都有其适用的特定物品和工艺条件,需要根据具体情况选择合适的方式进行干燥。
食品干燥技术

10/19/2018
3
• 辐射干燥:辐射干燥是利用红外线、远红外线、微波等
能源,将热量传递给物料的干燥方法,可在常压或真空下 进行。可分为红外线干燥和微波干燥。 • 应用于高水分粘稠性的物料;食品、药品、医药原料的干 燥、杀菌、消毒;大米、面粉的干燥、杀虫、防霉处理。
• 接触干燥:接触干燥是通过接触面将热量传递给物料,
10/19/2018
2
普通干燥技术
• 对流干燥:直接以高温空气为热源,借对流方式将热量传递给物
料,热空气既是载热体又是载湿体。 • 由流程示意图,空气由预热器加热至一定温度进入干燥器,与进入干 燥器的物料相接触,空气将热量以对流传热方式传给湿物料,表面水 分被加热汽化成蒸汽,扩散进入空气,最后又干燥器的另一端排出。
奶粉的喷雾干燥
奶粉喷雾干燥的原理是将浓缩乳借用机械力量,通过喷 雾器将乳分散为雾状的乳滴,增加了其表面积,同时雾滴 和热风接触,雾滴被干燥成球形颗粒落入干燥室的底部, 水蒸气被热风带走,从干燥室排风口排出。这样生产出的 奶粉具有较高的溶解度及冲调性。
10/19/2018
10
谢谢观看!
10/19/2018
食品干燥技术
食品工业的很多原料均含有大量水分,为 使食品具有良好的保藏性和节约运输费用, 要求水分含量尽可能的降低,所以从物料 中除去水分是食品加工过程中经常进行的 过程,称为干燥或去湿。
10/19/2018
1
食品干燥技术及应用
一.食品干燥技术 1.食品的普通干燥技术 2.食品的冷冻干燥技术 3.食品的喷雾干燥技术 二.食品干燥技术应用
• 特点:干燥速度快,产品质量好,工艺简单、控制方便; 但同时,设备较复杂,占地面积达,一次性操作复杂投资 较多
食品分离技术(10)干燥技术

➢错流:高温介质与物料运动方向相垂直,如果物料表面都
与湿度小、温度高的介质接触,可获得较高的推动力,但介质 的用量和热量的消耗也较大。
适用情况: (1)物料在干燥的始、终都允许快速干燥和高温; (2)要求设备紧凑(过程速度大)而允许较多的介质和能耗。
(1)箱式干燥器
厢式干燥器(盘式干燥器)
➢优点:构造简单、制造容易、适应性强。 ➢缺点:干燥不均匀,干燥时间长,劳动强度大,操作条件差。 ➢适用于干燥粒状、片状和膏状物料,批量小、干燥程度要求
冻干机组成
冻干机按系统分,由致冷 系统、真空系统、加热系 统、和控制系统四个主要 部分组成。按结构分,由 冻干箱或称干燥箱、冷凝 器或称水汽凝集器、冷冻 机、真空泵和阀门、电气 控制元件等组成。
冻干箱
冻干箱是一个能够致冷到-40℃左右,能够加 热到+50℃左右的高低温箱,也是一个能抽成 真空的密闭容器。它是冻干机的主要部分,需 要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上, 对产品进行冷冻,并在真空下加温,使产品内 的水份升华而干燥。
冷冻干燥的优点
四.由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不 变,保持了原来的结构,不会发生浓缩现象。
五.干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,不粘壁,加 水后溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的性状。
六.由于干燥在真空下进行,氧气极少,因此一些易 氧化的物质得到了保护。
七.干燥能排除95-99%以上的水份,使干燥后产品 能长期保存而不致变质。
氧化钙
水、乙酸、氯化氢
KOH、NaOH
水、乙酸、氯化氢、酚、醇
无水氯化钙,五氧化二磷 水、醇
石蜡切片
醇、醚、石油醚、苯、甲苯、 氯仿、四氯化碳
减压(真空)干燥注意事项
《食品干燥原理》课件

去除水分后,食品变得更轻便,易于储存和携带。
3 保持食物口感
干燥保持了食物的形状和纹理,使其口感更好。
食品干燥的挑战
1. 保持食物的营养价值:在干燥过程中,食物可能丢失部分营养成分。 2. 控制干燥过程:需要准确控制干燥温度、时间和湿度,以避免过度干
燥或不充分干燥。 3. 适应不同食材:不同食物的干燥方法和要求可能不同,需要根据具体
食材进行调整。
结论和总结
食品干燥是一种重要的食品加工技术,通过控制食物存和运输的重量。
《食品干燥原理》PPT课件
食品干燥的定义 食品干燥的常见方法 食品干燥的原理 食品干燥的应用领域 食品干燥的优点 食品干燥的挑战 结论和总结
食品干燥的定义
食品干燥是一种将食物中的水分含量降低到一定程度的过程,以达到延长食 品保质期、减轻贮存重量和改善食物口感的目的。
食品干燥的常见方法
• 太阳能干燥:利用太阳能将食品暴晒在阳光下,使水分蒸发。 • 热泵干燥:利用热泵技术将低温热能转换成高温热能,提供热风对食品进行干燥。 • 真空干燥:通过降低干燥环境的气压,以减少水分的沸点温度,使食品在低温下蒸发水分。
食品干燥的原理
食品干燥的原理是利用热能将食品中的水分转化为水蒸气,通过对食品进行加热和通风,使水分蒸发出去。
食品干燥的应用领域
食品工业
干燥水果、蔬菜、肉类等食品 的加工和保存。
药品工业
中药材的干燥、浓缩和提取。
农业领域
干燥农产品,如谷物、茶叶、 木草等。
食品干燥的优点
1 延长保质期
去除水分可阻止微生物生长,延长食品的保存时间。
食品干燥方法

带出速度:当气体速度大于颗粒的自由沉降速度,颗 粒就会从干燥器顶部吹出,此时的流速称为带出速度。
32
3-3 食品干燥方法
图:流化床干燥示意图 1-湿物料进口;2-热空气进口;3-干物料出口; 4-通风室;5-多孔板;6-流化床;7-绝热风罩;
风机的风量是选择风机的依据,也是提供有效供热 的保证。风量值根据理论计算,并考虑厢体结构和泄漏 等因素。风量计算公式为:
qm 3600 u A / v
qm:热风量(kg/h);u:热风流速(m/s);A:干燥室 截面积(m2);v:湿空气的比体积(m3/kg绝干空气)。
14
3-3 食品干燥方法
图:振动流化床干燥干燥示意图
44
3-3 食品干燥方法
(6)气流干燥
气流干燥是一种连续高效的固体流态化干燥方法。它是 把物料送入热气流中,物料一边呈悬浮状态与气流并流输送, 一边进行干燥。
45
3-3 食品干燥方法
图:气流干燥示意图 1-料斗;2-螺旋加料器;3-空气过滤 器;4-送风机;5-加热器;6-干燥管;
便使物料定量地转入下一层; ●操作不当会破坏沸腾床层; ●流体阻力较大。
图:穿流板式流化干燥示意图 40
3-3 食品干燥方法
③ 卧式多室流化床干燥器
图:卧式多室流化床干燥流程示意图 1-抽风机;2-卸料管;3-干燥器;4-旋风分离器;5-袋滤器;
6-加料器;7-空气过滤器;8-空气加热器 41
3-3 食品干燥方法
7
3-3 食品干燥方法
① 并流厢式干燥
图:并流厢式干燥结构示意图 1-新鲜空气进口;2-排管加热器;3-送
风机;4-滤筛;5-料盘;6-排气口 8
干燥技术

干燥技术干燥技术,是指用特定的方法将物体中的水分或其他液态物质蒸发或去除的过程。
它广泛应用于许多领域,包括食品加工、化工、制药、冶金、纺织、建材等行业。
本文将从干燥技术的原理、应用领域、常见方法等方面进行介绍。
干燥技术的原理主要包括传热、传质和物料转化三个基本过程。
传热是指通过传导、对流和辐射等方式将热能传递到物料中,使其获得足够的热量来蒸发水分。
传质是指水分从物料内部迁移至物料表面,进而蒸发出去。
物料转化是指在干燥过程中,物料的结构发生改变,从而提高水分的迁移速率。
干燥技术在食品加工行业中有着广泛的应用。
它可以有效地保持食品的新鲜度和口感,延长其保存期限。
常见的食品干燥方法包括自然晾晒、热风干燥、真空干燥等。
在热风干燥中,通过加热空气将水分蒸发出去;而在真空干燥中,通过降低环境压力来促使水分蒸发。
这些方法在不同的食品加工过程中起到了重要的作用,如蔬果、肉类、海产品等的干燥处理。
化工行业中,干燥技术被广泛应用于固体粉末的生产过程中。
它可以通过蒸发溶剂或其他液态成分,使形成固体颗粒。
常见的干燥方法包括喷雾干燥、冷冻干燥、托盘干燥等。
喷雾干燥是将物料与溶剂混合后,通过喷嘴雾化成细小颗粒,并在热风中迅速蒸发水分,形成固体颗粒。
冷冻干燥则是通过将物料冷冻后,将其中的水分通过升华的方式去除。
在制药行业中,干燥技术的应用也非常广泛。
药品制造过程中常常需要将溶剂去除,以得到纯净的药品成品。
常见的干燥方法包括真空干燥、冷冻干燥等。
真空干燥是通过在低压环境下,使溶剂迅速蒸发,从而干燥物料。
冷冻干燥则是通过将物料冷冻后,在低压下将水分升华为固体,从而去除水分。
冶金行业中的干燥技术主要应用于粉煤灰、矿石和冶金渣等物料的处理。
通过干燥,可以使这些物料更加易于贮存和运输。
常见的干燥方法包括流化床干燥、导热干燥等。
流化床干燥是将物料与空气混合,在流化床的作用下,水分被蒸发出去。
导热干燥则是通过加热物料,使其中的水分蒸发。
纺织和建材行业中的干燥技术主要用于煅烧、烘干和固化等环节。
干燥技术在食品工业中的应用

干燥技术在食品工业中的应用在现代食品工业中,干燥技术是广泛使用的一种工艺。
干燥技术能够将水分从食品中去除,从而使产品更加耐储存和抗氧化,并可以使食品更加方便和易于运输。
本文将深入探讨干燥技术在食品工业中的应用。
一、干燥技术的分类干燥技术通常分为以下几种类型:1. 热风干燥:这是目前应用最为广泛的一种干燥方式。
热风干燥通过将热空气通过食品传递,从而使水分蒸发。
这种方式操作简单,成本低,但需要相当长的时间。
2. 冷冻干燥:冷冻干燥是一种将水分转移到固体相,并通过冷却升华的过程。
这种干燥方式能够保存食品的味道和颜色,同时保留更多的营养成分,但成本更高。
3. 喷雾干燥:喷雾干燥是通过将食品通过喷嘴喷出,同时通过热风干燥的方式来制作干燥食品。
这种干燥方式需要更高的技术水平,但是速度较快,成本相对较低。
二、干燥技术在食品工业中的应用干燥技术在食品工业中已经得到广泛的应用。
以下是干燥技术在不同食品工业领域的应用例子:1. 水果和蔬菜干燥:通过干燥水果和蔬菜,可以将它们的食用寿命延长数月乃至数年。
通过干燥,可以保留食品的口感和营养成分,并可以将它们转化为更方便的食品配料。
2. 谷物干燥:干燥谷物可以将它们的储存时间延长,并能消除它们的潮湿性。
干燥谷物也可以使它们在制造其他食品时使用更加方便。
3. 鱼干燥:通过将鱼制成干鱼,可以将其保存时间从几天延长到数月。
这种干燥方式还能控制微生物的生长,并且通常会使鱼的味道更加鲜美。
4. 肉类干燥:干燥肉类可以将其储存时间延长到数周乃至数个月。
干燥的肉制品还可以进行深度加工,例如肉松、肉粒等,用于糕点和小吃。
5. 饼干、蛋糕等烘烤食品的干燥:通过干燥工艺可以降低烘烤食品的水分含量,使它们更加耐储存和更加易于运输。
通过干燥工艺,还可以控制饼干和蛋糕的口感和色泽。
三、干燥技术的优点和缺点干燥技术在食品工业中的应用有许多优点,例如:1. 可以将食品的水分含量降低,从而延长食品的保鲜时间和稳定性。
食品干制的原理

食品干制的原理
食品干制的原理是通过控制食品表面的温度、湿度和气体环境,从而使食品中的水分逐渐蒸发或逸出,达到干燥的目的。
食品干制可以采用自然干燥或人工干燥的方法。
自然干燥是将食品暴露在自然的环境中,利用太阳辐射、风力和温度差等自然条件,通过风干、晾晒等方式让食品中的水分逐渐蒸发或蒸发。
这种方法适用于气候干燥、气温高、湿度低的地区,但干燥速度较慢,并且容易受到天气等因素的影响。
人工干燥是通过人为创造适宜的环境条件来进行食品干燥。
常用的人工干燥方法包括热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
其中,热风干燥是最常见的一种方法,它利用加热设备产生的热空气对食品进行干燥。
在干燥室中,加热设备产生的热空气会与食品表面的湿气发生热交换,使水分蒸发,然后通过通风设备排出。
真空干燥则是在低压下进行干燥,通过减压使水分在低温下快速蒸发。
冷冻干燥是将食品冷冻成无水晶冰,并在低温下施加真空进行干燥,即冷凝水直接由固体状态转变为气体状态。
这些人工干燥方法可以加快干燥速度,提高干燥效果,并且可以根据不同的食品特性选择合适的方法。
总的来说,食品干制的原理是通过控制食品表面的温度、湿度和气体环境,使食品中的水分逐渐蒸发或逸出,达到干燥的目的。
不同的干燥方法和条件可以根据食品的特性和要求进行选择,以实现最佳的干燥效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
食品干燥技术食工1103 崔备2011309200329食品干燥技术顾名思义就是将食品中的水分减少,市食品的品质干燥,从而达到食品的工艺要求、延长货架期、便于存储运输等目的。
食品干燥可采用多种方法,具体选用哪种方法要根据食品的进行选择。
加工要求、品质要求等。
干燥技术按照不同的分类方法尅进行如下划分:按操作压力的不同可以分为常压干燥和真空干燥;按操作方式不同可分为间歇式干燥和连续式干燥;按热能对湿物料传递方式不同可分为对流干燥、传到干燥和辐射干燥。
其中辐射干燥按传染机理不同又分为远红外干燥和微波干燥。
1、远红外干燥远红外干燥是利用远红外线辐射元件发生的红外线为被加热的物体所吸收,直接转变为热能而使水分得以干燥。
红外线是波长在0.72-1000μm 范围的电磁波,一般把 5.6-1000μm区域的红外线称为远红外线,而把波长0.56μm 以下的称为近红外线。
远红外线在食品干燥领域中的发展很快。
因为干燥过程中食品物料表面及内部分子可同时吸收远红外线,因而干燥速度快、生产效率高,干燥时间一般为近红外线干燥的1/2,为热风干燥的1/10。
远红外干燥可以节约能源,耗电量仅为近红外干燥的1/2左右,且设备规模小,建设费用低,干燥后产品质量号。
远红外干燥技术在谷物中的应用还能起到灭酶作用。
谷物中含有多种影响其品质和贮藏效果的酶,例如脂肪酶、淀粉酶、脂氧化酶等,因此对谷物进行灭酶处理可以提高其品质、延长贮藏时间。
现阶段谷物中常用的灭酶方法主要是添加抗氧化剂法或酶抑制剂法,但其效果不佳,且污染原料。
远红外技术是不错的选择。
以大豆为例,脂氧化酶是一种可以使大豆变质的酶,Kouzeh等【1】发现对大豆进行60s的红外辐照处理可以使95.5%的脂氧化酶失活,而且与传统灭酶工艺相比,不会影响大豆本身的品质。
与此同时,相关研究人员对其他谷物进行红外加热实验还发现,在30~40℃条件下,红外加热会对谷物中的脂肪酶和α-淀粉酶的酶化反应产生抑制作用,促进酶的灭活。
2、真空冷冻干燥真空冷冻干燥又称冷冻升华干燥,简称冻干。
它是将湿物料降温冻结,然后在真空条件下使物料中的水分由固态冰直接升华成水蒸气而排出,从而达到脱水干燥的目的。
整个冻干过程分三个过程,分别是物料的预冻、升华干燥和解析干燥。
冻干技术的特点:①食品在真空条件下干燥,使物料中的易氧化成分不致于氧化变质。
同时,因低压缺氧,能杀死或抑制某些微生物的活力。
②食品在低温条件下干燥,使物料中的热敏性成分能够保留下来,营养成分和风味物质损失少,可以最大限度地保留食品中的原有成分,使食品的色、香、味都得到较好的保持。
③食品物料在脱水前先经过冻结处理,从而凝固形成稳定的骨架结构,再经真空处理,水分升华实现干燥目的后,骨架结构仍可保持稳定,使干燥制品保持原有形状。
在干燥过程,食品物料会形成多孔结构,获得良好的速溶性和复水性。
④食品物料中的水分在冻结处理后以冰晶形态存在,原来溶于水的溶解物会均匀的分布在物料中。
真空处理时这些溶解物质会析出,避免了物料内部水分向表面迁移所携带的溶解物质析出造成表面硬化现象。
⑤冻干的后一阶段仍在真空条件下进行,因而脱水比较彻底,经冻干的制品水分活度较低,再配以真空或充氮等特殊包装,可以在常温下长期贮藏,这样在食品运输过程中就不需要再建立耗资巨大的冷链。
真空冷冻干燥技术在食品加工中的重要生产工艺:(1)预冷速率和预冷终点温度。
①预冷速率优化冻结过程会产生不同粒度的冰晶而直接影响升华干燥速度,结冰速率与冰晶形状和数量之间的相互关系,对于大部分属于块状、条状、片状的果蔬原料,在传统的慢式冷冻干燥工艺条件下制成的食品品质劣化,而在真空冷冻干燥工艺条件下制成的食品,食品可基本保持原有的品质,实践表明适当的冷冻方式-预冷动预冻速率既不影响产品质量,又可加快干燥速率。
②预冻终点温度优化冻干食品在升华干燥时,物料有部分液体存在,在真空下会迅速蒸发,造成液体浓缩,营养流失,产品体积缩小。
因此预冻终点温度一般要求低于物料共晶点温度5-10℃左右。
(2)加热方式与温度。
食品冻干大多采用辐射供热方式,该方式将装有物料的托盘置于两辐射加热板中间,热量由上下两加热板以辐射的形式传给物料,其供热温度在水分升华阶段必须维持物料冰层不超过共融点。
(3)干燥室真空度。
干燥室真空度的高低与升华、解吸过程的传热、传质速率关系密切,干燥过程同时进行着热量传递和质量传递两个过程。
稳定的真空度对应着干燥仓内食品稳定的升华温度,也决定了冻干食品残余的含水量。
在干燥过程中,升华受传热还是传质控制是很多种因素影响的,二者可以互相转换。
由此,必须权衡传热、传质的平衡关系,经过试验获得有利于传热和传质的最佳干燥室真空度的数值。
(4)料盘装载量。
干燥时,单位面积料盘上被干燥食品的湿重载装量是决定干燥时间的重要因素,一般情况下,物料堆积越薄,传热和传质速度越快,干燥时间越短。
单位面积料盘所装载的物料量应该根据加热方式和物料的种类以及干燥效率综合考虑,一般控制在10-20mm为宜。
真空冷冻干燥技术在食品加工方面的应用与实践:目前适用真空冷冻技术干燥加工的食品有近百种,包含了大部分的果蔬、水产、肉禽等。
由于动感技术有着特有的优势,营养保健类食品更是热衷于采用这一技术,如人参、鲜蜜、鹿茸、花粉等等,同时为了改善一些粉状食品的理化特性通常也要利用该项技术。
利用真空冷冻干燥技术生产的冻干咖啡时目前世界上品质最佳、风味口感最好的速溶咖啡,它彻底避免了高温干燥咖啡或凝聚增香咖啡生产中高温干燥对咖啡品质的损害,完好地保留了炒磨咖啡的风味和口感。
速冻咖啡的生产流程包括:预处理→炒→磨碎→萃取→真空浓缩→真空冷冻干燥技术。
此外,真空冷冻干燥技术在茶饮料的制作上也得到了应用。
随着科学及技术的发展,人们生活水平的提高,传统的用开水泡茶这一单一的饮茶模式已经难以满足人们生活的多中要求和快节奏生活的要求。
饮用方便、无需到茶渣的速溶茶及各种茶饮料应运而生。
速溶茶的一般工艺:茶叶→拼配→浸提→净化→浓缩→预冻结→冻干→包装。
许多保健作用良好的食品原料,往往在生产加工过程中,由于技术条件和一些理化参数不稳定,使得其中的功能成分被破坏或损失。
如牛奶初乳中含有丰富的免疫活性物质,其中免疫球蛋白、乳铁蛋白、溶菌酶等免疫成分含量高于常乳的几十倍至几千倍,是最理想的保健食品添加剂。
普通的干燥技术会对这些成分造成很大的损害,而使用真空冷冻干燥技术能很大程度上的保持其功效。
研发中对产品干燥的研究应从哪些方面进行考虑?对产品干燥的研究应该从干燥技术和干燥设备两个方面进行考虑。
1、对干燥技术的研究干燥是将液体经过汽化,从固体转为气体的过程,通过出去物料中多余的水分,得到一定水分含量或质地的产品。
干燥技术在现代食品工业中的应用越来越广泛。
但是其传热传质过程复杂,不仅受物料本身结构、理化性质的影响,还与干燥外部条件如干燥介质、温度、湿度及干燥方式等因素有关。
例如干燥过程控制不当,则会对干燥制品的品质(微观结构、芳香成分、色泽、质构等)产生不良影响。
为提高干燥速率、改善干燥制品品质和改进干燥方法,有必要对干燥动力学规律进行研究,弄清楚干燥过程中的传热、传质现象及其对产品品质的影响。
目前干燥动力学的研究主要是对含水量和温度的变化规律的研究,进而推导出水分扩散和温度场的变化对于干燥速率的影响。
水分扩散特性的研究对掌握干燥动力学规律具有重要的意义。
物料性质对水分扩散特性的影响干燥过程中水分的扩散与物料的性质有着重要的联系。
由于物料成分、组织分布、多孔性不同,干燥过程中水分扩散系数存在很大的差异。
例如,在对猪肉干燥中水分迁移的研究发现,脂肪含量的微量增加会导致水分扩散系数显著的减小,而肌肉纤维的分布方向与水分迁移关系不明显。
其他干燥产品由于内部组织的各向异性,质构分布不均等,在同一干燥方式下的水分扩散系数也有显著差异。
例如,马铃薯、薄荷叶、李子在热风干燥条件下,温度为60℃时,有效水分扩散率分别为4.91×10-10,0.965×10-10,3.94×10-10㎡/s。
相同物料由于成熟度不同,干燥过程也呈明显差异。
诸多研究表明干燥工艺参数如温度、湿度、空气流速、薄层厚度等对水分扩散特性有着极为重要的影响。
科学家研究了大蒜的微波干燥过程,比较了多种工艺参数对水分扩散的影响,结果表明,有效水分扩散率随含水量、空气流速的增加而减少,随微波输出功率的增加而增加。
对苹果的热风干燥研究表明增大空气流速、升高温度或降低相对湿度,相应的有效水分扩散率值都会增大,显著加快干燥速率。
因此,通过对有效水分扩散率的比较和分析,选用恰当的工艺参数值,可以为优化干燥工艺,提高生产效率提供理论指导。
原料不同的前处理作用也会对水分扩散特性产生影响。
食品干燥通常需要对物料进行一定的前处理,如护色、浸渍、漂烫,用于维护色泽、添加需宜成分、加快干燥速率等。
前处理作用对干燥过程的影响可以通过有效水分扩散率得到具体体现。
科学家研究了不同前处理作用下苹果热风干燥的有效水分扩散率,包括漂烫、真空浸渍氯化钙溶液、冷冻和挤压4种处理方式,并与空白对照组的结果进行比较和分析。
数据表明冷冻处理过的苹果片具有最大的有效水分扩散率,其它依次为挤压、热烫、空白对照组,真空浸渍氯化钙溶液对应的值最小。
干燥方式对物料干燥动力学有很大的影响。
常见的干燥方式如热风干燥、微波干燥、远红外干燥、喷雾干燥、过热蒸汽干燥、真空冷冻干燥等,由于热量来源、接触方式、物料环境等条件不一,干燥速率不同,使得物料水分扩散系数表现出很大的差异。
一些学者在红外和热风联合干燥菠萝的研究中发现,红外强度和热风空气温度对有效水分扩散系数有显著影响,联合干燥显著提高了菠萝的水分扩散系数。
通过对干燥过程中有效水分扩散率的计算,数字、直观地表明不同干燥方式对干燥产品的适应性,可将有效水分扩散率作为比较干燥速率的快慢、衡量现有干燥技术性能及选择合适干燥方式的重要指标。
出了研究有效水分扩散率,干燥过程中的玻璃化转变也是研究方向之一。
食品是由糖类、脂肪、蛋白质等高分子物质组成的复杂体系,在干燥过程中存在着玻璃化转变现象。
应用玻璃态及玻璃环转变研究理论对食品干燥贮藏的稳定性进行理论指导。
玻璃化转变是指非晶态高聚物从玻璃态到高弹态的转变或者高弹态到玻璃态的转变。
玻璃化转变对食品干燥贮藏有着很大影响。
冻干食品可以最大限度的保持食品本身的色、香、味及营养,同时具有良好的复水性。
在冻干过程中,食品内部未干层的冰晶升华为水蒸气后,通过表层已干层疏松多孔结构排出。
适当的提高物料温度,可以强化冰晶的升华过程,但应保证物料温度不超过其玻璃化转变温度。
如果食品物料温度高于玻璃化转变温度,会造成其粘度降低,多孔层发生塌陷,使制品的多种理化指标发生明显变化。