食品低压过热蒸汽干燥技术

Tsurface为干燥表面温度； Tsteam为过热蒸汽的温度。 对于热空气干燥，Tsurface=Tweb-Tbulb，因此，
在相同的气体温度下，干燥空气的 ∆T 值高而k值
低。计算结果表明，这种相反作用的结果引起温
度的“倒置”现象，高于倒置温度，过热蒸汽的
干燥速率高于热风干燥速率。实验结果与计算结
Abstract: Superheated steam drying is a new technology developed recently, compared with conventional hot air drying, it has some advantages, such as high drying efficiency, low energy consumption, better products’ quality and so on. Drying of foodstuffs with superheated steam features advantages in comparison with traditional hot air drying are absence of oxygen prevents oxidative reactions, rendering a very porous material, easily rehydrated and with a minimum of volume reduction in most cases. Especially, drying of foodstuffs with low-pressure superheated which avoid the disadvantages of products qualities dried use atmospheric pressure or higher, it will be widely developed in the future. Key words: drying of foodstuffs; superheated steam drying (SSD); low-pressure superheated steam drying (LPSSD)
收稿日期：2010-09-07 基金项目：国家自然科学基金项目(51168038)。 作者简介：马怡光(1987—)，男，河南郑州人，硕士研究生，主要从事机电一体化技术和设备研究的工作。
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2012年 第 37卷 第 11期
食品科技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食品开发
德国已有过热蒸汽干燥工业应用的报道，但就在 过去10年或更长时间里，过热蒸汽干燥仍被作为 具有极大潜能的、可行的新技术[3]。事实上，过热 蒸汽干燥涉及的技术更为复杂，选择干燥机进行 过热蒸汽干燥时，必须考虑更多的技术问题。过 热蒸汽干燥的一个显著特点就是干燥机排出的气 体也是蒸汽，虽然只有较低的热焓，但可通过冷
过热蒸汽干燥(Superheated Steam Drying)是一 项新的干燥技术，它是指利用过热蒸汽直接与被 干物料接触而去除水分的一种干燥方式[1]。过热 蒸汽干燥的概念早在100多年前就已提出，1908年 德国科学家Hausbrand 就提出了过热蒸汽干燥的设 想，但由于没有必要的设备、能源价格低和环境 控制不严等问题限制了该技术的发展[2]。约60年前
文章编号：1005-9989(2012)11-0094-04
Drying of foodstuffs by low-pressure superheated steam
MA Yi-guang, ZHANG Xu-kun, YU Rong, WEI Wei
(Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063)
1 过热蒸汽干燥的基本原理
过热蒸汽的热传递特性优于相同温度下的
空气，是由于蒸发产生的水蒸气的扩散没有阻
力，物料在恒速干燥段的干燥速率只取决于热传
递的速率。忽略热敏效应、热量损失以及其他模
式的热传递，表面水分蒸发为蒸汽的速率可简
单表达为：
R /
ª
L
5TUFBN − 5TVSGBDF
ª
式中：N为蒸发速率[kg水/(m2·h)]；
氧或少氧的干燥环境，干燥过程不会出现“硬壳”或“结皮”的现象，消除了进一步干燥可能
出现的障碍，产品具有多孔的结构。特别是低压过热蒸汽干燥应用于食品等热敏性物料，避免
了过热蒸汽干燥操作温度高，从而影响产品质量的问题，具有广阔的发展前景。
关键词：食品干燥；过热蒸汽干燥；低压过热蒸汽干燥
中图分类号：TS 205 文献标志码：A
食品开发
食品科技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
2012年 第 37卷 第 11期
食品低压过热蒸汽wenku.baidu.com燥技术
马怡光，张绪坤，余 蓉，魏 伟 (南昌航空大学机电设备研究所，南昌 330063)
摘要：过热蒸汽干燥是近年来发展起来的新技术，和传统的热风对流干燥相比具有干燥效率
高、能耗低和干燥产品质量好等优点。过热蒸汽应用于食品的干燥，其显著的特点是能实现无
凝排出的蒸汽回收所有的潜能提供给过热蒸汽干 燥机，或直接通过机械压缩或热压缩提高排出的 蒸汽的热焓供干燥机重复使用。能回收过热蒸汽 干燥过程中排除的废气的潜热，因此，过热蒸汽 干燥具有显著的节能效果。
过热蒸汽干燥食品的优越性还表现在：(1)在 过热蒸汽环境中，食品的表面不会出现“硬壳” 或“结皮”的现像，这样就消除了进一步干燥可 能出现的障碍，得到的干燥产品具有多孔结构； (2)干燥介质为过热蒸汽，干燥介质中不含有氧 气，能实现无氧的干燥环境。避免了氧气和食品 的直接接触，很好地保持了食品原有的有效成分 和色泽。但常压过热蒸汽干燥食品存在的主要问 题是干燥温度高，当食品达到过热蒸汽饱和温度 时，物料可能会融化、玻璃化转变或其他破环， 降低干燥温度不仅能保持食品的质量而且有可能 提高干燥速率。采用低压过热蒸汽干燥方式能较 好地解决这一难题。