果蔬干燥的特性研究
热泵干燥技术在果蔬干燥中的研究与应用
热泵干燥技术在果蔬干燥中的研究与应用一、引言果蔬干燥是保护农作物和加工食品质量的重要工艺之一。
传统果蔬干燥方式存在着能源消耗高、干燥质量差等问题，为了满足节能减排和提高品质的要求，热泵干燥技术逐渐被研究和应用。
二、热泵干燥技术概述热泵干燥技术是一种以热泵作为驱动力的干燥方法。
它通过对低温热源的吸收和压缩加热，使低温热源升高至高温状态，用于干燥大气潮湿的物料。
热泵干燥技术具有以下优点：1. 节能：与传统恒温烘箱干燥相比，热泵干燥可以节省能源50%以上。
2. 干燥质量好：在低温下进行干燥，可以保持原有物料的香味、色泽和营养成分。
3. 干燥周期短：热泵干燥的速度比传统干燥方法快3-5倍。
三、热泵干燥技术在果蔬干燥中的研究进展1. 热泵干燥对果蔬品质的影响研究表明，热泵干燥对果蔬品质的影响与传统干燥相比没有明显差别。
但是，干燥温度、相对湿度和干燥时间对果蔬的品质影响显著。
例如，苹果在70℃下干燥5h，可以保持水分含量在10%以下，且硬度和颜色变化较小。
2. 热泵干燥与其他干燥方法的比较与太阳能干燥、微波干燥等比较，热泵干燥无需额外的太阳能和生物质等能源支持，干燥效果稳定，且可以在不同季节和天气条件下使用。
与气旋干燥、真空干燥等比较，热泵干燥不需要额外的机械设备和真空泵等配件，热交换效率高，干燥时间短。
四、热泵干燥技术在果蔬干燥中的应用1. 苹果干燥苹果是全球重要的水果之一，其多种营养素对人体健康具有重要影响。
传统干燥方式存在着水分散失快、颜色变深等问题。
热泵干燥技术在保持苹果品质的同时，可以提高苹果的保存期限和降低成本。
2. 甜菜干燥甜菜含有大量的营养素和医药成分，广泛应用于食品和医药工业。
传统干燥方法存在着低效、水分散失多等问题，热泵干燥则可以使甜菜在低温下干燥，保持其含有的营养成分和良好的品质。
3. 红枣干燥红枣是北方地区农产品中的重要品种，其含有的多种元素和维生素对人体具有很高的营养价值。
传统干燥方法存在着时间长、质量差等问题，而热泵干燥可以在较短的时间内使红枣达到干燥状态，保持其营养成分和储存品质。
工艺⑤-果蔬干制
果蔬干制1果品蔬菜干燥的基本理论1.1果品蔬菜中的水分形式1.1.1化学结合水1.1.2吸附结合水1.1.3毛细管水1.2果蔬干燥过程的特性（理解即可）果蔬的干燥过程，亦即湿热传递过程。
在干燥过程中，排除的是果蔬组织中的游离水和部分结合水。
水分蒸发不是无限的，干制的终点是水分内外平衡。
1.2.1干燥特性干燥开始，水分外扩散，导致水分的内扩散。
干制过程中水分内扩散与外扩散是否协调，影响到干燥的效果。
如果外扩散的速度大大超过内扩散，引起原料“结壳”，而物料内部水分尚没有完全排出，造成假干燥状态，同时由于内部水蒸汽压力大，可能引起较软部分的组织开裂。
干燥速度系指单位时间内绝对水分含量降低的百分数。
1.2.2平衡水分在一定的温度、湿度条件下，物料的含水量与周围环境的湿度达到平衡，这时物料的含水量叫做平衡水分。
1.3影响干燥过程的主要因素1.3.1干燥的环境条件●干燥温度：温差越大，热量传递速率越大，水分外逸速度增大。
若空气为加热介质，则温度就降为次要因素。
在干制时，一般采用高温是有限度的，原因有三：①柔软汁多的原料会因为温度过高引起组织破裂；②高温低湿易发生结壳现象；③高温易引起糖的焦化。
●空气流速：加速空气流速，不仅因热空气所能容纳的水蒸汽量将高于冷空气而吸收较多的蒸发水分，还能及时将聚集在物料表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止物料内部水分的进一步蒸发，同时还因和物料表面接触的空气量增加而显著地加速物料中水的蒸发。
因此，空气流速越快，食品干燥速度也越快。
●干燥空气湿度：空气作为干燥介质，空气越干燥，食品脱水干燥速度就越快。
1.3.2物料的性质与状态●原料种类：不同的果蔬种类，组织结构、理化性质不同，其干燥速度也有差别。
糖含量高、水分含量高的干燥较慢●物料状态：物料表面积、比表面积都会影响其导湿过程。
●原料处理：熏硫和烫漂可以降低细胞持水力，利于水分蒸发。
●原料的装载量：原料在烘盘上的装载量会影响到温度的升高、干燥室的空气湿度、空气的流动速度等等，因而影响到物料水分的蒸发。
食品保藏原理实验 果蔬干燥 中国农大出版社
实验一果蔬的干燥
一、实验目的
了解直接加热干燥和真空加热干燥的基本原理及其特点，掌握真空干燥箱的基本构造
二、实验原理
在直接加热式干燥机中，干燥介质直接接触被干燥物料，并且把热量通过对流方式传递给物料，干燥所产生的水蒸汽则由干燥介质带走。
在真空条件下，水的沸点温度降低，物料的干燥可以在较低的温度条件下实现，对热敏感性的物料非常重要。
三、实验材料
不同的蔬菜，真空干燥机、干燥箱
四、操作方法
4.1操作流程
新鲜果蔬原料、原料选择、预处理、称重、干燥箱（真空）干燥、成品
4.2操作要点
4.2.1原料选择：原料应新鲜无病虫害，大小一致。
4.2.2原料与处理：新鲜原料应清洗和切片。
切片时厚度适当（约1mm），切割面应垂直于纤维方向，使水分移动的方向与纤维方向一致，以提高干燥速率。
4.2.3真空干燥：设定真空干燥机的各种参数，进行真空干燥。
4.2.4直接干燥：设定干燥箱的各种参数，把切好的的物料放入干燥箱中进行干燥
五、结果
5.1干燥比的计算：干燥比（R）即干制前原料重量和干制品重量的比值，即每生产1kg干制品需要的新鲜原料量（kg）
G1：物料干燥前的质量，kg；G2：物料干燥后的质量，kg
5.2成品复水性实验
准确称取干燥的物料5~6g，在50~55℃水中浸泡20min左右，充分复水后，取出沥干，晾干表面水分后准确称重，按如下公式计算复水比：
复水比=（充分复水后产品重量/干燥后产品重量）*100%
5.3比较不同的干燥方法对物料感官性质的差异。
六、思考题
1.真空干燥的特点
2.讨论对不同的干燥方式对成品复水性的影响因素。
果蔬高品质干燥关键技术研究及应用
果蔬高品质干燥关键技术研究及应用江南大学“果蔬高品质干燥关键技术研究及应用”项目，获2012年度国家科技进步二等奖、2009年度江苏省科技进步一等奖以及2013年度中华人民共和国国际科技合作奖（国内合作者），张慜博士后主持完成该项目。
项目的应用推广价值及意义：本项目属于农产品贮藏与加工学科，涉及蔬菜、水果、食用菌的干燥加工技术领域。
主要技术内容由真空油炸脱水、冻干及其联合干燥、热风及其联合干燥、特种脱水等四大类果蔬食品高品质干燥的关键系列创新技术组成。
目前我国果蔬干制业已成为我国最重要的出口农产加工品之一,并形成了食品工业配料、调味品和新鲜果蔬替代品三个国内大市场。
本项目是针对我国果蔬主流干制品出口创汇由于综合品质差导致量大利薄的实际而提出立项的，并确立了本项目果蔬食品干燥品质调控技术和产业化的总体研究思路为4个紧密结合：产学研紧密结合、与龙头企业由于出口带来的新技术需求紧密结合、加工关键过程与品质调控紧密结合、解决行业难题的应用研究与前瞻性基础研究紧密结合。
通过18个主要纵向课题和产学研大型横向联合研发的途径，建立了果蔬食品干燥过程品质调控新技术理论体系和技术平台；针对不同的出口需求，在17年中已应用该系列技术开发了四大类果蔬食品高品质脱水加工创新产品，较好地解决了传统果蔬食品干制品普遍存在的加工和后续保藏过程中品质变劣快、不稳定的国际性难题；开发的高效保质联合干燥新技术为高耗能的干燥行业做出了节能减排贡献；33项创新技术获得国家发明专利授权；申报了3项国际PCT专利；在国际SCI刊物上发表研究论文111篇，应邀在SCI刊物上发表食品干燥研究进展综述6篇；出版专著2本；经同行专家鉴定或验收，本项目所列4项核心技术成果达到了国际同类领先或先进水平；主持国家标准"脱水蔬菜"（20072077-Q-326）的制订；承担的联合国商品公共基金项目（CFC）项目通过了中期考核，为在国际CFC成员国中推广和应用果蔬真空油炸脱水品质调控新技术提供示范生产线。
果蔬在干燥过程中的变化
果蔬在干燥过程中的变化果蔬在干燥过程中会发生一系列的变化，这些变化包括：1.水分蒸发：果蔬中的水分会通过蒸发作用逐渐转移到周围环境中。
随着水分的蒸发，果蔬的重量会逐渐减轻，体积也会缩小，变得更为干燥。
2.细胞结构变化：在干燥过程中，果蔬的细胞结构会受到破坏，细胞壁会变得脆弱，细胞内的物质会变得更加容易渗透出来。
这会导致果蔬的颜色、风味和质地发生变化。
3.酶活性变化：果蔬中的酶在干燥过程中会失去活性，这会影响果蔬的营养价值和口感。
有些酶在干燥过程中会失去活性，而有些酶的活性则会增强。
4.维生素和矿物质的损失：果蔬中的维生素和矿物质在干燥过程中会逐渐流失。
这些营养物质的流失会影响果蔬的营养价值。
5.风味变化：果蔬中的水分在蒸发的同时，也会带走一些风味物质，导致果蔬的风味发生变化。
这种风味变化的程度取决于干燥的方法和条件。
6.质地变化：随着果蔬的干燥，其质地会发生变化。
有些果蔬在干燥后会变得更加脆硬，而有些则会变得柔软。
这种质地的变化会影响果蔬的口感和用途。
7.颜色变化：果蔬在干燥过程中颜色会发生一定的变化。
一些果蔬会失去原有的鲜艳颜色，变成暗淡的褐色或深黄色。
这种颜色的变化是由果蔬中的色素物质氧化所引起的。
8.抗氧化物质的变化：一些富含抗氧化物质的果蔬在干燥过程中，抗氧化物质的含量会发生变化。
有些抗氧化物质可能会因为干燥而减少，而有些则可能会增加。
这会影响果蔬的营养价值和保健功能。
为了减少果蔬在干燥过程中的营养损失和品质变化，可以采用一些优化干燥条件的措施，例如控制干燥温度、湿度和时间，采用适当的干燥方法和设备等。
此外，一些新型的干燥技术如真空冷冻干燥、微波干燥等也逐渐被应用于果蔬的干燥加工中，这些技术可以更好地保留果蔬的营养价值和口感品质。
总之，果蔬在干燥过程中会发生多种变化，这些变化会影响其外观、营养价值和口感品质。
了解这些变化的原因和规律有助于更好地控制干燥过程，以获得更好的产品品质和营养价值。
果蔬干制技术的应用及研究进展
01 引言
03 应用场景
目录
02 研究现状 04 关键技术
05 研究方法
07 参考内容
目录
06 结论
引言
引言
果蔬干制技术是一种将新鲜果蔬进行脱水处理，使其变成干燥状态的过程。 这种技术的应用可以有效地延长果蔬的保质期，并保留其原有的营养成分。近年 来，随着人们对食品安全和健康饮食的度不断提高，果蔬干制技术的应用和研究 也得到了广泛的发展。
结论
结论
综上所述，果蔬干制技术的应用及研究进展得到了广泛和深入研究。虽然传 统果蔬干制技术仍然占有一定市场，但新型真空冷冻干燥、热风干燥、辐射干燥 等技术的研究和应用也在不断发展和完善。果蔬干制技术的应用场景也越来越广 泛，包括居家、旅游、军队和食品工业等领域。
结论
然而，目前仍存在一些问题需要解决，如设备投资和维护成本较高、干燥条 件和工艺不够优化等。未来需要进一步加大研究力度，优化干制工艺和设备，提 高果蔬干制技术的效率和质量，以满足日益增长的市场需求和消费水平。
结果与讨论
然而，这些植物源果蔬保鲜剂也存在一些不足，如提取过程复杂、成本较高， 或者使用量较大才能达到较好的防腐保鲜效果等。因此，未来的研究方向可以包 括：1）发掘更多的植物源果蔬保鲜剂资源，研究其作用机制和优化使用方案；2） 结合物理、化学和生物保鲜方法，研究新型复合保鲜技术，提高果蔬的防腐保鲜 效果；3）从食品安全角度出发，研究新型安全、高效的果蔬保鲜剂。
研究方法与实验设计
研究方法与实验设计
研究者通常会选择不同的干制方法如自然干燥、热风干燥、冷冻干燥等，并 设定不同的干制温度、湿度等参数进行实验。实验材料则主要为常见的果蔬品种 如苹果、胡萝卜、洋葱等。在实验过程中，研究者会使用各种分析仪器和方法对 果蔬的营养成分、品质指标和生理活性物质进行检测和评估。
太阳能果蔬干燥技术研究进展
太阳能果蔬干燥技术研究进展作者：程俊雄曾励强李金嵘何松来源：《农业灾害研究》2023年第10期摘要我国的果蔬干燥技术历史悠久，是我国最早被应用于农作物脱水贮藏的技术。
阐述了自然干燥与新型太阳能干燥的干燥原理，介绍了温室型干燥技术、集热器型干燥技术、温室-集热器型干燥技术、太阳能热泵干燥技术四种新型果蔬干燥技术，指出了太阳能干燥技术的优点、地位与发展方向，为相关行业提供参考。
关键词果蔬干燥；太阳能；果蔬贮藏；集热器；室温干燥中图分类号：TS255.3 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）10–0-03果蔬干燥是指在自然條件下或以人工方式去除部分水果和蔬菜水分，从而有效阻碍微生物的生长和繁殖，实现长期保存食品的目标。
果蔬经过干燥处理后，质量下降，体积减小，可以节省储存空间和运输成本，不仅便于储存大量水果和蔬菜，还大大提高了果蔬的经济效益[1-2]。
方庆[3]研究发现，在采摘后，如果不能及时进行人为处理，果蔬体内存在的水分和糖类会使其迅速腐败，使得果蔬失去其自身的利用价值。
康三江等[4]通过实验表明，中国传统的农产品，如水果、蔬菜和中草药，通常在太阳下直接自然干燥，干燥周期长，云、雨、蚊子、微生物生长和灰尘污染等自然条件对其影响较大；而传统的干燥室、热风干燥和微波干燥等方法容易导致热敏性维生素和其他营养物质流失，且存在能源消耗严重、卫生质量差、产品质量不稳定等缺点。
真空冷冻干燥技术可以有效解决上述问题，但其生产设备投入大、生产成本高，无法得到大范围的普及。
针对以上问题，人类逐渐开始运用大自然中太阳的力量予以解决。
最原始的果蔬贮藏技术主要是利用太阳辐射热量促使所要贮藏的瓜果蔬菜中的水分蒸发，通过“挤干”果蔬的水分延长果蔬的贮藏时间。
张英丽等[5]通过利用太阳能干燥无核紫葡萄的研究发现，太阳能干燥比自然干燥的时间快13 d，效率极高。
随着我国科学技术的不断完善和创新，果蔬干燥技术也得到了进一步发展。
果蔬真空冷冻干燥实验原理
果蔬真空冷冻干燥实验原理
果蔬真空冷冻干燥是一种先将果蔬冷冻，然后在真空环境下将水分从果蔬中蒸发掉的技术。
这种技术可以保留果蔬的营养成分和口感，同时延长果蔬的保质期。
下面我们来了解一下果蔬真空冷冻干燥实验的原理。
果蔬真空冷冻干燥实验需要使用真空干燥器。
真空干燥器是一种将样品放在真空环境下进行干燥的设备。
在真空环境下，水分的沸点会降低，因此可以在较低的温度下将水分从样品中蒸发掉。
真空干燥器通常由真空室、加热器、冷凝器和真空泵组成。
果蔬真空冷冻干燥实验需要将果蔬先进行冷冻。
冷冻可以使果蔬中的水分形成冰晶，从而减少水分的流动性。
这样，在真空环境下进行干燥时，水分更容易从果蔬中蒸发掉。
果蔬真空冷冻干燥实验需要控制干燥的温度和时间。
干燥的温度和时间会影响果蔬的质量和口感。
通常情况下，干燥的温度应该低于果蔬的冰点，以避免果蔬中的水分重新结晶。
干燥的时间应该足够长，以确保果蔬中的水分完全蒸发掉。
果蔬真空冷冻干燥实验的原理是利用真空环境下水分的沸点降低的特性，将果蔬先进行冷冻，然后在低温下将水分从果蔬中蒸发掉。
这种技术可以保留果蔬的营养成分和口感，同时延长果蔬的保质期。
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果蔬干燥的特性研究
摘要：文章对果蔬的干燥特性进行了研究。
关键词：果蔬；干燥；特性
中图分类号：s-3 文献标识码：a 文章编号：1674-0432（2012）-12-0076-1
1 我国果蔬的生产及利用情况
蔬菜和水果中含有丰富的碳水化合物、有机酸、维生素及无机盐，是人类重要的营养来源，也是人类生活中必不可少的食物。
我国是目前世界上水果和蔬菜产量最大的国家，2011年我国水果总产量超过1.3亿吨，蔬菜总产量超过7亿吨。
季节性生产和周年性供应是水果和蔬菜的重要特征，也是造成市场供求矛盾的成因。
每年收获季节大量水果和蔬菜上市，许多地方市场供大于求，菜贱伤农情况时有发生。
新鲜水果和蔬菜含水量高（大部分果蔬含水量在90%以上）、产后呼吸代谢旺盛、极易腐烂的特质，给农产品的贮藏、运输、流通等产业环节带来相当的困难。
据调查，我国水果产后平均损失率15%～20%，蔬菜产后平均损失率25%～30%左右，每年水果和蔬菜的损失量超过1.6亿吨，产后巨大的损失在一定程度上抵消了我们为增产增收所付出的努力。
为了减少果蔬产后巨大的损失，除了广泛采用预冷、保鲜等方法外，果蔬干制也是调节供求、消化季节性剩余、减少产后腐烂损失的一个有效途径，是新鲜蔬菜的有效补充；同时，果蔬干制能有效提高产品的附加值，成为提高农民收入、推动当地经济发展的有
效途径之一。
而且，有相当部分的水果、蔬菜必须经过干制之后才能上市销售，如红枣、木耳、黄花菜等。
在美国，洋葱、大蒜、葡萄的干燥量分别占其收获量的20%、80%、25%；其农产品加工前后的平均产值比可达到1：3.8，农产品的产后损失仅为1.7%～5%。
而在我国，脱水蔬菜的加工量仅占总产量的10%左右，果品的干制比例就更低；农产品加工前后的平均产值比仅为1：1.8。
果蔬干制发展空间和增值潜力巨大。
2 果蔬干制的基本原理
在果蔬的干制加工中常见技术主要有2种：一是热风干燥技术；二是真空冷冻干燥技术。
微波干燥技术与远红外干燥技术也有应用的实例，但无法普及，热风干燥技术仍然是目前果蔬干制中应用最广泛的技术，普及率约占90%。
果蔬热风干制机理：热风干制过程，实质上是干燥介质与干燥对象之间的热质交换过程（热风干燥的介质即是热空气），即：当湿物料与干燥空气接触时，热空气将热能传到物料表面，再由表面传到物料内部；水分从物料内部以液态或气态透过物料传递到表面，然后通过物料表面的气膜扩散到空气中。
干燥空气与湿物料间存在的温度梯度和湿度梯度，是物料水分扩散并实现干燥的主要动力。
由于介质与物料之间存在温度梯度，才导致物料的温度升高，最终使内部水分汽化而向外迁移。
由于物料表面与介质之间湿度梯度、物料表面与内部之间的湿度梯度的存在，才使水分不断由内及外、由外向介质迁移，最终实现干燥的目
的。
物料中水分扩散分为水分外扩散阶段和水分内扩散阶段。
水分外扩散（表面汽化）阶段是指在干燥初期，物料表面的水分吸收能量开始蒸发，水分从物料表面蒸发到空气中，形成水分外扩散。
在这个阶段，水分外扩散效果与物料的表面积、空气流速、空气相对湿度和温度呈正相关。
水分内扩散阶段是指当水分外扩散至一定程度，物料表面水分少于内部水分造成物料内部与表面之间的水分压差，这时内部水分就会向表面转移，形成水分内扩散。
在这个阶段，水分内扩散效果与物料内的湿度梯度呈正相关。
在干燥过程中，水分内扩散与外扩散之间相互协调平衡十分关键。
如果物料表面水分蒸发太快，外扩散速度过多地超过内扩散速度，易使某些物料表面形成硬壳，从而延缓干燥速率；同时，由于内部水分含量高、蒸汽压大，易使某些物料发生变形、开裂，从而降低其干燥品质。
如果物料表面水分蒸发太慢，物料内部水分难以向外扩散，易导致物料干燥速率过低，甚至发生物料熟化、霉变。
3 影响果蔬干燥的主要因素
3.1 干燥介质温度
在一定湿度下干燥介质温度越高、干燥速度越快。
但介质温度应适宜，而不宜过高，否则会产生如下不良现象：①水分含量高的果蔬在高温下表皮容易破裂；②高温下果蔬中糖分和其他有机物容易分解、焦化或变质；③高温、低湿条件下，果蔬原料表面容易产生结壳现象。
这三种现象都会损害果蔬干制后的外观和风味。
因此
在干燥过程中，要控制干燥介质的温度稍低于果蔬变质的温度，尤其对富含糖分和芳香物质的原料，应特别注意。
3.2 干燥介质湿度
在一定温度下相对湿度越小，热空气吸收水蒸气的能力就越强，果蔬干燥速度越快。
否则，则越慢；热空气吸收水蒸汽达到饱和后，则丧失了干燥能力。
例如，红枣在干制后期，在同一温度（60℃）、不同湿度的两个烘房中，烘房湿度为65%时，干制品含水量是47.2%；烘房湿度为56%时，干制品含水量则为34.1%。
3.3 干燥介质流动速度
在一定的温、湿度条件下，干燥空气流动速度越大，果蔬表面水分蒸发也越快；反之，则越慢。
但干燥空气流动速度不宜过大，否则易使物料从干燥盘、干燥机散落或吹出。
3.4 物料种类、状态
果蔬的种类不同，内部化学成分及组织结构也有差异，因而相同条件下的不同种物料的干燥速度也不相同。
3.5 原料干制前预处理程度
原料的切分与否，以及切块的厚薄、大小都影响干燥的速度。
原料被切分，且切块越薄、表面积越大，则其干燥速度就越快。
3.6 原料装载量
单位面积的烘盘上原料装载量越多，厚度越大，则越不利于热风流通，进而影响原料水分的蒸发而带走。
反之，烘盘上原料过少，又会引起热空气短路，导致效率下降。