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1、第五章 食品的干燥4/15/20231主要内容I.食品中的水II.干燥与食品保藏III.食品干燥的基本原理IV.干燥过程中食品的主要变更V.食品干燥的方法及限制VI.干燥食品的包装与贮运4/15/20232.食品干燥的方法及限制一、晒干及风干二、空气对流干燥三、传导干燥四、冷冻干燥五、辐射干燥4/15/20233一、晒干及风干（1 1）晒干：是指干脆利用太阳光的辐射能进）晒干：是指干脆利用太阳光的辐射能进行干燥的过程。行干燥的过程。（2 2）风干：是指利用湿物料的平衡水蒸气压）风干：是指利用湿物料的平衡水蒸气压与空气中的水蒸气压的压差进行脱水干燥与空气中的水蒸气压的压差进行脱水干燥的过程。的过
2、程。4/15/20234二、空气对流干燥u是指在常压下，利用流淌的热干空气进行是指在常压下，利用流淌的热干空气进行传热和导湿，进行干燥的方法。传热和导湿，进行干燥的方法。u热干空气的产生：有干脆加热法和间接加热干空气的产生：有干脆加热法和间接加热法。热法。u操作方式：有连续式和间歇式。操作方式：有连续式和间歇式。4/15/20235二、空气对流干燥的分类（一）箱式干燥（二）隧道干燥（三）输送带式干燥（四）气流干燥（五）流化床干燥（六）喷动干燥（七）喷雾干燥4/15/20236（一）箱式干燥u是一种比较简洁的间歇式干燥方法，按设是一种比较简洁的间歇式干燥方法，按设备不同可分为：备不同可分为：u1
3、.1.平行流（或并流）箱式干燥平行流（或并流）箱式干燥u2.2.穿流箱式干燥穿流箱式干燥u3.3.真空箱式干燥真空箱式干燥4/15/202371.平行流箱式干燥4/15/202382.穿流箱式干燥4/15/20239（一）箱式干燥u穿流箱式干燥，热空气与湿物料间的接触穿流箱式干燥，热空气与湿物料间的接触面积大，内部水分扩散距离短；因此干燥面积大，内部水分扩散距离短；因此干燥效果较并流干燥好。效果较并流干燥好。u穿流箱式干燥的干燥速率通常为并流箱式穿流箱式干燥的干燥速率通常为并流箱式干燥的干燥的3 35 5倍；但前者动力消耗大，对设倍；但前者动力消耗大，对设备密封性要求较高；另外，热风形成穿流备
4、密封性要求较高；另外，热风形成穿流气流简洁引起物料飞散；因此需留意选择气流简洁引起物料飞散；因此需留意选择适宜风速和料层厚度。适宜风速和料层厚度。4/15/202310（一）箱式干燥u箱式干燥设备多用于固体食品物料的干燥。箱式干燥设备多用于固体食品物料的干燥。u热风速率、物料层的厚度及物料层的间隔、热风速率、物料层的厚度及物料层的间隔、风机风量及是否多次空气加热和进行废气风机风量及是否多次空气加热和进行废气的再利用，对箱式干燥的热效率影响较大。的再利用，对箱式干燥的热效率影响较大。u热风速率一般为热风速率一般为0.50.53.0 3.0 m/sm/s；物料层厚；物料层厚度一般为度一般为2020
5、50 mm50 mm；物料层的间隔一般为；物料层的间隔一般为100100150 mm150 mm。4/15/202311（二）隧道式干燥u事实上是箱式干燥器的扩大加长（长度可事实上是箱式干燥器的扩大加长（长度可达达101015m15m）。）。u按设备不同可分为：按设备不同可分为：u1.1.顺流式隧道干燥顺流式隧道干燥u2.2.逆流式隧道干燥逆流式隧道干燥u3.3.混流式隧道干燥混流式隧道干燥u4.4.横流式隧道干燥横流式隧道干燥4/15/2023124/15/2023131.顺流干燥及其特点u干燥介质（热干空气）流淌方向和待干燥干燥介质（热干空气）流淌方向和待干燥物料前进方向一样。物料前进方向
6、一样。u允许运用温度较高的热干空气为干燥介质，允许运用温度较高的热干空气为干燥介质，以加速待干燥物料的水分蒸发而不至于使以加速待干燥物料的水分蒸发而不至于使物料发生焦化。物料发生焦化。u物料表面简洁造成硬化、收缩，而物料内物料表面简洁造成硬化、收缩，而物料内部易形成多孔性或引起干裂。部易形成多孔性或引起干裂。4/15/2023141.顺流干燥及其特点u在干燥后期，热干空气变成低温高湿空气，在干燥后期，热干空气变成低温高湿空气，导致物料水分蒸发极其缓慢。干制品（即导致物料水分蒸发极其缓慢。干制品（即终产品）平衡水分较高。终产品）平衡水分较高。u适宜于要求制品表面硬化、内部干裂和形适宜于要求制品表
7、面硬化、内部干裂和形成多孔性的食品干燥。成多孔性的食品干燥。u此干燥方式对于吸湿性较强的物料的干燥此干燥方式对于吸湿性较强的物料的干燥不利。不利。4/15/2023152.逆流干燥及其特点u初始干燥阶段物料水分蒸发速率比较慢，初始干燥阶段物料水分蒸发速率比较慢，物料不易出现表面硬化或收缩现象，即使物料不易出现表面硬化或收缩现象，即使物料脱水造成收缩，也比较匀整，不易发物料脱水造成收缩，也比较匀整，不易发生干裂。对于简洁干裂的水果，这种方式生干裂。对于简洁干裂的水果，这种方式比较有利。比较有利。4/15/2023162.逆流干燥及其特点u干燥末段，即在产品出口端，干燥物料与干燥末段，即在产品出口
8、端，干燥物料与热干空气接触，由于此时物料水分含量，热干空气接触，由于此时物料水分含量，特殊是物料表层的含水量，已有较大程度特殊是物料表层的含水量，已有较大程度的降低，因而此时在物料的表面，水分蒸的降低，因而此时在物料的表面，水分蒸发较为缓慢，导致物料表面温度快速上升，发较为缓慢，导致物料表面温度快速上升，简洁发生产品表面焦化的现象。简洁发生产品表面焦化的现象。4/15/202317顺流干燥与逆流干燥的差异u干燥速率：顺流干燥先快后慢，逆流干燥干燥速率：顺流干燥先快后慢，逆流干燥先慢后快。先慢后快。u制品水分含量：顺流干燥制得的产品水分制品水分含量：顺流干燥制得的产品水分含量不行能很低，逆流干燥
9、可制得水分含含量不行能很低，逆流干燥可制得水分含量较低的产品。量较低的产品。4/15/2023183.混流干燥及其特点u兼有顺流干燥和逆流干燥的特点。兼有顺流干燥和逆流干燥的特点。u生产实力高，干燥比较匀整，制品品质生产实力高，干燥比较匀整，制品品质好。好。4/15/202319（三）输送带式干燥u除载料系统由输送带取代装有料盘的小车除载料系统由输送带取代装有料盘的小车外，空气限制原理与隧道式干燥基本相同。外，空气限制原理与隧道式干燥基本相同。u湿物料积累在钢丝网或多孔板制成的水平湿物料积累在钢丝网或多孔板制成的水平循环输送带上进行移动通风干燥（故也称循环输送带上进行移动通风干燥（故也称穿流带
10、式干燥），物料不受振动或冲击，穿流带式干燥），物料不受振动或冲击，裂开少。裂开少。4/15/202320（三）输送带式干燥u在干燥过程中，接受复合式或多层带式可在干燥过程中，接受复合式或多层带式可使物料松动或翻转，改善物料通气性能，使物料松动或翻转，改善物料通气性能，便于干燥。便于干燥。u可减轻装卸物料的劳动强度和费用，便于可减轻装卸物料的劳动强度和费用，便于实现连续化、自动化生产，适于生产量大实现连续化、自动化生产，适于生产量大的单一产品干燥（如苹果、胡萝卜、洋葱、的单一产品干燥（如苹果、胡萝卜、洋葱、马铃薯和甘薯等）。马铃薯和甘薯等）。4/15/202321（三）输送带式干燥u按输送带层数
11、不同可分为：按输送带层数不同可分为：单层带型、复合型、多层带型单层带型、复合型、多层带型u按空气通过输送带的方向不同可分为：按空气通过输送带的方向不同可分为：向下通风型、向上通风型、复合通风型向下通风型、向上通风型、复合通风型4/15/202322（四）气流干燥u将粉末或颗粒食品物料悬浮在热气流中进将粉末或颗粒食品物料悬浮在热气流中进行干燥的方法。由于热空气与湿物料干脆行干燥的方法。由于热空气与湿物料干脆接触，且接触面积大，强化了传热与传质接触，且接触面积大，强化了传热与传质过程，具有：过程，具有：u干燥时间短；干燥时间短；u干燥过程物料温度低；干燥过程物料温度低；u设备结构简洁，占地面积小，
12、处理量大，设备结构简洁，占地面积小，处理量大，适应性广等优点。适应性广等优点。4/15/202323（四）气流干燥u气流干燥一般仅能适用于物料的恒速干燥气流干燥一般仅能适用于物料的恒速干燥过程，物料所含水分应以潮湿水、孔隙水过程，物料所含水分应以潮湿水、孔隙水或较大管径的毛细管水为主。对于水分在或较大管径的毛细管水为主。对于水分在物料内部的迁移以扩散为主的湿物料，则物料内部的迁移以扩散为主的湿物料，则不适用。不适用。4/15/202324（四）气流干燥u气流干燥中高速气流使颗粒与颗粒、颗粒气流干燥中高速气流使颗粒与颗粒、颗粒与管壁间的碰撞机会增多，物料简洁破损，与管壁间的碰撞机会增多，物料简洁
13、破损，难以保持完好的结晶形态和光泽，且破损难以保持完好的结晶形态和光泽，且破损后形成的细小颗粒简洁黏附于管壁；因此后形成的细小颗粒简洁黏附于管壁；因此对于粒度太细或黏性太强的物料不适宜用对于粒度太细或黏性太强的物料不适宜用气流干燥法干燥。气流干燥法干燥。4/15/202325（四）气流干燥u按气流管类型分为：按气流管类型分为：直管脉冲、倒锥形、套管式、环形气流直管脉冲、倒锥形、套管式、环形气流干燥器、带粉碎机的气流干燥器、旋风气干燥器、带粉碎机的气流干燥器、旋风气流干燥器、涡旋气流干燥器等。流干燥器、涡旋气流干燥器等。4/15/202326二级气流干燥器4/15/202327（五）流化床干燥u
14、也称沸腾床干燥。有以下特点：也称沸腾床干燥。有以下特点：u物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，气固相间的传热传质系数大，热混合和分散，气固相间的传热传质系数大，热效率高。效率高。u干燥过程中物料温度匀整、易限制；产品颗粒大干燥过程中物料温度匀整、易限制；产品颗粒大小匀整。小匀整。u物料在床层内的停留时间可随意调整，适于难干物料在床层内的停留时间可随意调整，适于难干燥的物料及要求终产品含水量比较低的干燥操作。燥的物料及要求终产品含水量比较低的干燥操作。4/15/202328（五）流化床干燥设备结构简洁，造价较低，修理便利设备结构简洁，造
15、价较低，修理便利;由于干燥过程风速较高，简洁形成风道，使由于干燥过程风速较高，简洁形成风道，使大部分热空气未经充分与物料接触就经风道大部分热空气未经充分与物料接触就经风道排出，造成热量奢侈；排出，造成热量奢侈；高速气流也简洁将细颗粒物料带走，造成物高速气流也简洁将细颗粒物料带走，造成物料损失料损失;4/15/202329（五）流化床干燥流化床干燥适用于干态颗粒食品物料干燥，流化床干燥适用于干态颗粒食品物料干燥，不适于粘稠及易结块的物料。不适于粘稠及易结块的物料。干燥的物料为粉状、颗粒状和晶状；物料含干燥的物料为粉状、颗粒状和晶状；物料含水量在水量在10103030，物料粒度在，物料粒度在120
16、120目以内。目以内。4/15/202330（五）流化床干燥u流化床干燥设备的主要形式有：流化床干燥设备的主要形式有：单层流化床、多层流化床、喷雾流化床、单层流化床、多层流化床、喷雾流化床、振动流化床等。振动流化床等。4/15/202331流化床干燥原理（图）4/15/202332（六）喷动床干燥u又称喷泉床干燥。可用于干燥、造粒、冷却、又称喷泉床干燥。可用于干燥、造粒、冷却、混合、粉碎以及反应等过程。混合、粉碎以及反应等过程。u可用于干燥可用于干燥1 18mm8mm的大颗粒物料（如小麦、的大颗粒物料（如小麦、豆类、玉米等农产品），也可用于干燥豆类、玉米等农产品），也可用于干燥40408080
17、目或更细一些的粉体物料；此时需用较高目或更细一些的粉体物料；此时需用较高的喷动速度去分散这些成团物料。的喷动速度去分散这些成团物料。4/15/202333喷动床干燥原理4/15/202334（七）喷雾干燥u是接受雾化器将料液分散为雾滴，再用热空气使雾是接受雾化器将料液分散为雾滴，再用热空气使雾滴干燥，从而完成物料脱水干制的一种干燥技术。滴干燥，从而完成物料脱水干制的一种干燥技术。u料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液，也可以是熔融料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液。液或膏糊液。u可得到粉状、颗粒状、空心球状或团粒状干制品。可得到粉状、颗粒状、空心球状或团粒状干制品。常用于奶粉、豆
18、粉、蛋粉等粉体食品的生产。常用于奶粉、豆粉、蛋粉等粉体食品的生产。4/15/202335喷雾干燥原理4/15/202336（七）喷雾干燥u喷雾干燥主要包括以下过程：喷雾干燥主要包括以下过程：u料液雾化成雾滴，料液雾化成雾滴，u雾滴与干燥介质接触，雾滴与干燥介质接触，u雾滴干燥，雾滴干燥，u产品分别。产品分别。4/15/202337（七）喷雾干燥u常用的雾化器有：常用的雾化器有：气流式喷雾气流式喷雾 压力喷雾压力喷雾 离心喷雾离心喷雾4/15/202338（七）喷雾干燥u干燥室内，雾滴与干燥介质接触的方式有：干燥室内，雾滴与干燥介质接触的方式有：并流式、对流式和混流式。并流式、对流式和混流式。4
19、/15/202339三、传导干燥u也称为接触干燥，是指被干燥物料与加热也称为接触干燥，是指被干燥物料与加热面亲密接触，水分蒸发的能量主要来自热面亲密接触，水分蒸发的能量主要来自热传导的干燥方法。传导的干燥方法。u接触干燥多为间壁传热，热源可以选用热接触干燥多为间壁传热，热源可以选用热蒸汽、热油或其它载热体；不像对流干燥蒸汽、热油或其它载热体；不像对流干燥那样必需加热大量空气，故热能的利用比那样必需加热大量空气，故热能的利用比较经济。较经济。4/15/202340三、传导干燥u适用于液状、胶状、膏状和糊状食品物料的适用于液状、胶状、膏状和糊状食品物料的干燥。干燥。u典型的接触干燥器是滚筒干燥器，
20、一般由一典型的接触干燥器是滚筒干燥器，一般由一个或两个中空的金属圆筒组成，分别称为单个或两个中空的金属圆筒组成，分别称为单滚筒干燥器、双滚筒干燥器；按操作压力可滚筒干燥器、双滚筒干燥器；按操作压力可分为：常压滚筒干燥、真空滚筒干燥。分为：常压滚筒干燥、真空滚筒干燥。4/15/202341三、传导干燥u单滚筒干燥器的加料方式主要有：浸没加料、单滚筒干燥器的加料方式主要有：浸没加料、洒溅加料、转筒加料和侧向加料。洒溅加料、转筒加料和侧向加料。u双滚筒干燥器的加料方式主要有：中心加料双滚筒干燥器的加料方式主要有：中心加料和转筒加料两种。和转筒加料两种。4/15/202342单滚筒干燥加料方式4/15
21、/202343双滚筒干燥加料方式4/15/202344四、冷冻干燥u是一种特殊形式的真空干燥方法。一般的是一种特殊形式的真空干燥方法。一般的真空干燥，物料中的水分是在液态下转变真空干燥，物料中的水分是在液态下转变成水蒸气的；而冷冻干燥，物料中的水分成水蒸气的；而冷冻干燥，物料中的水分干脆由冰晶体蒸发成水蒸气。因此，又被干脆由冰晶体蒸发成水蒸气。因此，又被称为升华干燥。称为升华干燥。u升华只有在三相点以下才可能发生。升华只有在三相点以下才可能发生。4/15/202345冷冻干燥原理4/15/202346四、冷冻干燥（原理）u事实上，食品内的水中会溶有溶质，形成事实上，食品内的水中会溶有溶质，形成
22、水溶液。水溶液冻结时将会形成低温共熔水溶液。水溶液冻结时将会形成低温共熔体，其三相点相对较低，且随溶液性质不体，其三相点相对较低，且随溶液性质不同而不同。同而不同。4/15/202347四、冷冻干燥（特点）u冷冻干燥食品能够最大程度保持原有物理、化学、冷冻干燥食品能够最大程度保持原有物理、化学、生物学和感官性状。生物学和感官性状。u干燥时，物料处于低温顺真空状态，特殊适用于干燥时，物料处于低温顺真空状态，特殊适用于热敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保持簇新热敏性食品和易氧化食品的干燥，可以保持簇新食品的色、香、味和维生素食品的色、香、味和维生素C C及其他养分成分。及其他养分成分。u干燥后，食
23、品形成多孔性结构，具有特别志向的干燥后，食品形成多孔性结构，具有特别志向的速溶性和快速复水性。速溶性和快速复水性。4/15/202348四、冷冻干燥（特点）u由于物料中的水分在预冻后以冰晶的形态存在，由于物料中的水分在预冻后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐被匀整地安排在物料之中，原来溶于水中的无机盐被匀整地安排在物料之中，而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，这样就而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，这样就避开了一般干燥方法因物料内部水分向表面扩散避开了一般干燥方法因物料内部水分向表面扩散时携带无机盐而造成表面硬化现象。时携带无机盐而造成表面硬化现象。u此外，冷冻干燥的热利用率较高；但设备
24、和操作此外，冷冻干燥的热利用率较高；但设备和操作费用高，产品成本高。费用高，产品成本高。4/15/202349冷冻干燥物料中的水分分布4/15/202350四、冷冻干燥过程u进行冷冻干燥的必要条件是，既要供应冰进行冷冻干燥的必要条件是，既要供应冰晶体升华所须要的热量，又要刚好将升华晶体升华所须要的热量，又要刚好将升华出来的水蒸气除去；因此，冷冻干燥也有出来的水蒸气除去；因此，冷冻干燥也有传热和传质两个过程。传热和传质两个过程。u已冻结的食品物料，不论其形态如何，升已冻结的食品物料，不论其形态如何，升华总是从表面起先的，升华的表面积就是华总是从表面起先的，升华的表面积就是冻结体的外表面积。冻结体
25、的外表面积。4/15/202351四、冷冻干燥过程u冷冻干燥时，若传给升华表面的热量等于冷冻干燥时，若传给升华表面的热量等于水蒸气从升华表面逸出时所需的热量，则水蒸气从升华表面逸出时所需的热量，则升华表面的温度和压力达到平衡，升华正升华表面的温度和压力达到平衡，升华正常进行。若供应的热量不足，冰的升华夺常进行。若供应的热量不足，冰的升华夺去了物料自身的热量，升华表面的温度降去了物料自身的热量，升华表面的温度降低，相应的平衡压力也会降低，干燥速率低，相应的平衡压力也会降低，干燥速率减慢。减慢。4/15/202352四、冷冻干燥过程u若升华表面温度降至比冰晶体的饱和水蒸若升华表面温度降至比冰晶体的
26、饱和水蒸气压气压(等于真空干燥室内的压力等于真空干燥室内的压力)相对应的相对应的温度低，干燥则不能进行。温度低，干燥则不能进行。u供应足够的热量可以加速干燥，但过度加供应足够的热量可以加速干燥，但过度加热，逸出的水蒸气多于升华的水蒸气，多热，逸出的水蒸气多于升华的水蒸气，多出的水蒸气会聚集在升华表面，使升华表出的水蒸气会聚集在升华表面，使升华表面的压力和温度上升。面的压力和温度上升。4/15/202353四、冷冻干燥过程u升华表面压力和温度上升后，将导致冰晶升华表面压力和温度上升后，将导致冰晶体熔化，还可能引起：体熔化，还可能引起：u物料溶液自由沸腾，溶液中挥发性芳香物物料溶液自由沸腾，溶液中
27、挥发性芳香物质损伤增加；质损伤增加；u物料起泡沫或充气膨胀；物料起泡沫或充气膨胀；u沸腾的蒸汽带走一些颗粒造成损失。沸腾的蒸汽带走一些颗粒造成损失。4/15/202354四、冷冻干燥过程传热传质方式u传导和辐射是冷冻干燥所接受的主要传热传导和辐射是冷冻干燥所接受的主要传热方式。接受的传热方式不同，被干燥物料方式。接受的传热方式不同，被干燥物料层中的传热和传质的相对方向也有所不同。层中的传热和传质的相对方向也有所不同。4/15/202355冷冻干燥过程传热传质方式4/15/202356四、冷冻干燥过程传热传质方式u传热和传质沿同一途径，但方向相反传热和传质沿同一途径，但方向相反u传热经过冻结层，而传质经过已干层传热经过冻结层，而传质经过已干层u热量从冰的内部发生，传质经过已干层。热量从冰的内部发生，传质经过已干层。4/15/202357四、冷冻干燥设备组成4/15/202358五、辐射干燥u以辐射能为热源的干燥方法为辐射干燥，以辐射能为热源的干燥方法为辐射干燥，主要有：主要有：（一）红外线干燥（一）红外线干燥（二）微波干燥（二）微波干燥4/15/202359