食品干燥技术-干燥原理-1
食品干燥技术
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。
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。
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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）。
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3-3 食品干燥方法
图：振动流化床干燥干燥示意图
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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。
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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
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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
1 食品冻干原理
1 食品冻干原理水（H2O）在不同压力和温度下，可呈现固态（冰）、液态（水）和气态（蒸气）。
由液态转为气态称为“蒸发”，由固态转为气态称为“升华”。
要实现升华必须具备一定的条件，对于纯水来说，这个条件大致是：压力低于610Pa，温度低于0℃。
由于食品中存在的水不是纯水，所以升华的条件略有差异。
利用这个原理，人们只要预先将食品冻结好，再建立低气压条件，并提供适当的升华潜热，则食品中的冰即可升华而被脱除掉，这样就可获得冻干食品。
2 冻干食品的品质冻干食品除易于长期贮存和便于长途运输外，还有许多特有的优点：保鲜保营养。
由于在低温和低气压（缺氧）条件下生产，能有效地防止物料中某些成份的分解或氧化，也能抑制微生物和酶的有害作用，从而保持了食品的新鲜度和营养成份。
形、色、味不变。
在升华过程中，水以分子状态由表及里逐步被脱除掉，不破坏组织结构，不带走天然色素和芳香物质，因而形、色、味都几乎和鲜品一样。
复水性好。
在升华过程中，食品中的冰晶位置形成了似海绵那样的微孔，因而冻干食品浸入水中后，很快便能吸水复原，好似鲜品。
食用方便。
由于已洗切好，而且复水极快，因而直接食用或烹调都极为方便。
3 可冻干的食品几乎所有含水的食品都可以进行冻干，但对某些糖分含量或胶质含量过高的食品以及共晶点温度过低的食品，冻干都相对困难。
可冻干的各类食品，举例如下：○ 蔬菜类：香葱、胡萝卜、大蒜、洋葱、生姜、辣椒、山药、菠菜、菜花、青豆、食用菌等。
○ 水果类：苹果、桃、梨、杏、红枣、草莓、香蕉、菠萝、哈密瓜等。
○ 肉类：牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉、蛇肉、甲鱼等。
○ 水产类：鱼片、虾仁、蟹肉、墨鱼丝、银鱼等。
○ 方便食品类：方便面辅料、牛肉面辅料，肉丸、汤料、宠物饲料等。
○ 速溶饮料类：咖啡、牛奶、豆浆、果汁、蜂王浆等。
○ 调味品类：各种烹调用调味品。
○ 医药类：鹿茸、鹿血、蚯蚓、蝎子、土鳖、人参、党参、当归、大黄、各种保健食品等。
问：食品是怎样冻干的？答：水吸收热量可变成汽，冰吸收热量亦可变成汽，前者叫蒸发，后者叫升华。
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。
食品真空冷冻干燥技术
食品真空冷冻干燥技术食品真空冷冻干燥技术是一项重要的食品处理技术，具有贮藏食品原汁原味，同时又可以确保食品安全的特点。
1、真空冷冻技术的原理：(1) 将食物放入可造冷的冻结腔室中，如工业恒温器冷冻室，在低温高压情况下利用真空技术使食物水汽快速挥发而脱水；(2) 采用冷凝技术，使水份在冷凝器表面迅速冷凝，冷凝器可以将水份与食物分离，形成干燥食物；(3) 调控冷却温度和气压，可以控制水份汽化和蒸发，形成合适的无菌气腔环境。
2、真空冷冻干燥技术的优点：(1) 改善食物的质量，保持食物的新鲜状态和原汁原味；(2) 易于分装，使食物具备轻便可托运，便于长距离交通运输；(3) 消毒、杀菌、灭蝇，有效防止食物变质及细菌繁殖，保证食物安全；(4) 在压缩的情况下可以大大减少食物的体积，有利于贮存和运输；(5) 真空干燥可以完成营养元素非特别易失掉的除湿，可以节省许多的能源和时间。
3、真空冷冻干燥技术的应用：(1) 肉制品：像巧克力、焦糖等淋上一层糖衣，可以防止水份逸失；(2) 水果：水果在真空冷冻 干燥技术处理后，可以令水分完全脱离，减少了水分蒸发；(3) 海鲜：海鲜术经真空冷冻干燥处理后，流失的水份可以少得多，口感更加紧实；(4) 植物油：蒸馏出植物油更加清香，表面没有任何污迹，口感更加清淡；(5) 谷物：谷物利用真空冷冻干燥技术去除水分，可以有效的防止谷物腐化，性质更加稳定。
4、真空冷冻干燥技术的缺点：(1) 真空冷冻干燥技术设备复杂，安装和操作费用高昂。
(2) 会对食物产生机械性损伤，有限的食物品种受其的适用；(3) 采用复杂的设备需要比较长的时间，并且在处理过程中需要消耗能源；(4) 由于处理过程会造成食物结构发生改变，因此在处理过程中有可能损害食物的营养成分；(5) 由于真空条件下食品表面的保水性受影响，食物的新鲜度容易受损。
干燥的原理及应用
干燥的原理及应用1. 简介干燥是指将物质从液态或潮湿状态转变为固态或干燥状态的过程。
在许多工业和日常生活中，干燥是一项重要的操作。
干燥的原理是通过去除物质表面或内部的水分来实现的，以达到物质保持干燥状态的目的。
本文将介绍干燥的原理及其在不同领域中的应用。
2. 干燥的原理干燥的原理基于物质的水分蒸发和扩散。
当物质处于湿润状态时，其表面和内部的水分会向环境中扩散。
干燥过程中的两个主要因素是温度和湿度。
较高的温度和较低的湿度可以加快物质内部和表面水分的蒸发和扩散速度，从而加速干燥过程。
在干燥过程中，常用的干燥方法包括自然干燥、热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
不同的干燥方法适用于不同的物质和实际需求。
例如，热风干燥通常适用于含有较高水分含量的物质。
在热风干燥过程中，通过将热风吹送到物质表面，将水分蒸发出去，从而实现快速干燥。
3. 干燥的应用干燥在许多不同领域中都有广泛的应用。
以下列举了一些常见的干燥应用：3.1. 农业领域在农业领域中，干燥是保护农产品的重要手段。
例如，在谷物收获后，谷物通常需要进行干燥，以防止霉变和储存过程中的损失。
干燥能够有效地降低谷物中的水分含量，从而延长谷物的保质期。
3.2. 食品加工在食品加工过程中，干燥是常用的方法之一。
干燥可以将食品中的水分去除，以延长食品的保质期。
常见的食品干燥方法包括晾晒、热风干燥、冷冻干燥等。
例如，蔬菜和水果经过干燥后可以制成干果、干蔬菜等加工食品。
3.3. 化工行业在化学工业中，干燥是许多生产过程中的关键步骤。
干燥可以用于去除化学反应过程中产生的水分，以获得纯净的产物。
此外，在化工行业中需要进行粉末或颗粒状物质的生产过程中，干燥常用于去除物质中的溶剂或水分，以得到最终的干燥产品。
3.4. 制药行业在制药行业中，干燥被广泛应用于药物生产的各个阶段。
干燥可以去除药物中的水分，以保证药物的稳定性和质量。
干燥还可以用于制备药物的固体形式，例如片剂、胶囊等。
制药行业对于干燥过程的要求非常严格，以确保药物的纯度和有效性。
食品真空干燥的原理
食品真空干燥的原理食品真空干燥是一种通过在低压环境下蒸发水分，使食品中的水分迅速蒸发，从而实现干燥的食品加工方法。
其原理主要包括物理原理和化学原理。
物理原理方面，真空干燥主要利用低温低压条件下水的汽化特性来实现食品的干燥。
在低压环境下，水的沸点降低，蒸发速度加快。
同时，真空状态下，水分子的蒸发速度增大，表面张力降低，加速了水分子从食品中脱离的过程。
由于低温低压条件下水的蒸汽压低于食品的水分压强，使得水分子从食品中蒸发出来，从而实现食品的干燥。
化学原理方面，真空干燥过程中，食品中的水分子由于低温与低压的作用，分子间的相互作用力减小，进一步增加了水分子的脱离率。
此外，在干燥的过程中，真空蒸发还能减少氧气对食品中的营养成分的氧化作用，从而保留更多的食品营养成分。
具体而言，食品真空干燥的过程可以分为预冷、冷冻、真空干燥和解冻几个步骤。
首先，预冷。
将食品放置在真空密封容器中，通过冷却介质的传热作用，使食品的温度逐渐降低。
预冷的主要目的是减少真空干燥过程中食品的温度升高，避免食品的结构破坏、脱水不均匀等问题。
接下来是冷冻步骤。
将预冷好的食品放入低温冷冻室中，使得食品的温度快速降低，从而形成冷冻状态。
冷冻可以减慢食品中水分的扩散速度，防止食品外层水分被蒸发过多。
然后是真空干燥步骤。
在设备中建立一定的真空度，通过设备内外的压差，使食品中的水分子从高压处向低压处蒸发。
在这个过程中，设备会抽取食品中的水分，并将其转化为蒸汽，从而迅速实现食品的干燥。
最后是解冻步骤。
将真空干燥结束后的食品从低温环境中取出，使其逐渐回到常温状态。
解冻步骤的目的是恢复食品的冻结结构，防止干燥过程中食品的变形、变质等现象。
需要注意的是，在整个真空干燥过程中，需要严格控制干燥的温度和时间。
过高的温度和时间会导致食品的热敏感性成分损失、质地变硬等问题，而过低的温度和时间又容易导致脱水不充分、干燥不均匀等问题。
食品真空干燥有许多优点。
首先，它可以在较低的温度下进行干燥，避免了高温烘干过程中的营养成分损失。
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。
第一节食品干藏原理
第一节 食品干藏原理
微生物
化学反应
食品 腐败
酶
其他因素
1 水分活度与微生物的关系
◆微生物发育 ◆微生物耐热 ◆芽孢和毒素
微生物生长发育在不同的 水分活度下存在明显差异 每种微生物均有其最适的 Aw和最低Aw ，它们取决 于微生物的种类、食品的 种类、温度、pH值以及是 否存在润湿剂等因素。 细菌类生长发育的最低 Aw为0.90，酵母菌类及真 菌类分别为0.88和0.80。
嗜热脂肪芽孢梭菌的冻干芽孢 耐热与Aw的关系
0.2
0.4
Aw
0.8
1.0
耐热随性水为分最耐活高热度性的将降随低水，分耐活热度性的将减逐少渐而增降大低。。
பைடு நூலகம்
1 水分活度与微生物的关系
◆微生物发育 ◆微生物耐热 ◆芽孢和毒素
芽孢的形成一般需要比营养细胞发育更高的水分活度。 产毒菌的毒素产生量一般随Aw的降低而减少。当Aw低于某个值时， 尽管它们的生长并没有受到很大的影响，但毒素的产生量却急剧下 降，甚至不产生毒素。 食品原料所污染的食物中毒菌在干制前没有产生毒素，那么干制后 也不会产生毒素。如果在干制前毒素已经产生，那么干制将难以破 坏这些毒素，食用这种脱水食品后很可能会导致食物中毒。
3 水分活度与氧化作用的关系
水分活性很低，含有不饱和脂肪酸的食品放在空气中极容易遭受 氧化酸败，即使水分活性低于单分子层水分下也很容易氧化酸败。 而随着水分活性增加到0.30～0.50，脂肪自动氧化速率和量却减少， 此后，随着水分活性增加，氧化速率也增加，直到中湿食品状态， 脂肪氧化反应进入稳定状态（此时水分活性超过0.75)。 水的存在状态将会影响抗氧化剂的作用，如EDTA和柠檬酸在水分 活性增加时抗氧化作用加强。试验证明，抗氧化剂在吸湿过程比解 吸过程对食品物料有更强的作用。
食品的干燥技术
③在升华干燥过程中,固态冰晶升华成水蒸汽后在食品物料中留下空隙，故冷冻干 燥食品具有干燥的海绵状多孔性结构，食品因此具有理想的速溶性和快速而近乎完 全的复水性。
④由于在升华干燥过程中,食品中的可溶性物质在原位置就地析出，这就避免了一 般干燥方法中由于物料内部水分向其表面毛细流动迁移而将可溶性物质和营养物质 携带至物料表面所造成的营养损失和物料表面硬化等不良现象。新鲜蔬菜、水果经 脱水后，由于香味、糖分被浓缩，吃起来比原来更香甜可口。鲜肉脱水后的味道比 原来更鲜美，且复水性好。
定义：
冷冻干燥是将物料预冷至-30～40℃，使物料中的大部分水冻结 成冰，然后提供低温热源，在真 空状态下，使冰直接升华为水蒸 气而使物料脱水的过程。因此， 冷冻干燥又称真空冷冻干燥、冷 冻升华干燥。
1.2.1 冷冻干燥的特点
①食品干燥是在低温(-40～-60℃)下进行,且处于高真空状态，特别适用于热敏性高 和极易氧化食品的干燥,可以保留新鲜食品原有的色、香、味及营养成份。
1.1.3 食品物料湿含量的表示方法
1.湿基含水量
是以湿物料为基准，水分占总质量的百分比，即：
w m 100% 式中 m0
2.干基含水量
w ――湿基湿含量 （％）； m ――水的质量 （kg）； m0――湿物料的总质量（kg）。
干基湿含mc 量 以不变的干物质为基准，指湿物料 中水分与干物质质量的百分比。即：
一、干燥特征曲线
干燥曲线是干燥过程特征的最直观反映，在研究食 品物料干燥过程中也最为常用，一般由干燥曲线、干燥 速率曲线和干燥温度曲线组成。
① 干燥曲线 是指物料湿度随时间的变化曲线。 ② 干燥速率曲线 单位时间内，单位干燥面积上汽化的水 分 质量(干燥速率)，将干燥速率与干燥时间作图即可得到干燥 速率曲线。 ③ 干燥温度曲线 是指干燥过程中食品物料温度与干燥时间 的关系曲线。
简述食品干燥原理的核心
简述食品干燥原理的核心食品干燥是一种将食品中的水分去除的过程，其核心原理是利用适当的温度、空气流动和湿度控制，以加快水分的蒸发和去除。
在食品干燥的过程中，水分被从食品中挥发出去，从而使食品的水分含量降低，减少食品的重量和延长食品的保存期限。
食品干燥的核心原理主要包括传热传质原理、空气流动原理和湿度控制原理。
传热传质原理是指通过加热食品，使食品表面的水分蒸发，然后通过空气流动来带走水分。
这一过程中，食品的温度和空气流动速度对干燥效果起着至关重要的作用。
空气流动原理是指通过设备产生的气流，使湿度和温度均匀分布到整个干燥室内，使得食品能够均匀地蒸发水分。
湿度控制原理是指通过控制干燥室内的湿度，调节空气中的水分含量，以保持干燥过程的稳定性和效率性。
这三个核心原理共同作用，构成了食品干燥的基本工作原理。
在食品干燥过程中，温度是影响干燥速度和质量的一个关键因素。
通常情况下，食品干燥的温度会根据不同食品的特性和含水量进行调节。
一般情况下，温度过高会使食品表面温度升高，从而影响食品的品质，导致外部干燥，内部水分难以蒸发；而温度过低则会导致干燥效率低，时间长，成本高。
因此，控制好干燥室内的温度是非常重要的。
此外，空气流动速度也是影响干燥效果的重要因素。
适当的空气流动速度可以带走食品表面的湿气，加速水分的蒸发，避免食品表面形成水膜，保持水分的均匀蒸发。
另外，在食品干燥过程中，湿度的控制也十分重要。
合理的湿度水平可以促进水分的蒸发，防止食品表面过快干燥而影响品质，同时也可以避免食品表面过度结壳，影响水分的蒸发速度。
在实际生产中，食品干燥通常采用热风循环干燥的方法。
这种方法主要通过加热设备将空气加热至一定温度，然后通过风机将热空气循环送入干燥室内，实现对食品的加热和干燥。
热风循环干燥的方法具有干燥速度快、干燥效果好、操作简便等优点，因此在食品加工领域得到了广泛应用。
食品干燥是食品加工中的一项关键技术，对于保障食品的品质、延长食品的保存期限以及减少食品的体积和重量具有重要作用。
食品真空冷冻干燥技术
食品真空冷冻干燥技术
食品真空冷冻干燥技术是一种全新的食品加工技术，它结合了真空冷冻技术和干燥技术，把食品以最佳形式保存下来。
此技术可以有效地保存食品的新鲜度和营养价值，保护食品的质量，确保食品的安全性和卫生性。
真空冷冻干燥技术的一般流程是将食品放入真空室，把真空室内的气体压力降低到低于一定气压，把水分从食品中蒸发出来，然后把食品冷却到-45℃以下并进行真空烘干，最后把食品装在密封的容器里，保持它的新鲜度。
通过真空冷冻干燥技术，可以将食品更好地保持新鲜度，比常规的冷冻保存更好。
真空冷冻干燥技术的应用非常广泛，已经应用于水果、蔬菜、肉类加工等行业。
它可以有效的节约食品的存储空间，并且可以有效提高食品加工的质量，保持食品的原料和营养价值。
例如，水果和蔬菜可以通过真空冷冻干燥技术保持其原汁原味，皮和果实内部的营养价值也可以得到很好的保护，从而达到对食品进行长期保存的目的。
此外，真空冷冻干燥技术还可以应用于一些药用植物的保存，可以将它们长期保存起来，便于进行长期库存和贮存，同时也可以有效的保护它们的活性物质，使其在长期的贮存过程中不会出现质量下降的情况。
总而言之，真空冷冻干燥技术是一种重要的食品加工技术，它可以很好的保持食品的新鲜度，同时也可以有效地保持食品的营养价值。
它不仅可以应用于食品加工行业，还可以应用于药用植物的保存。
目
前，真空冷冻干燥技术已经得到了广泛应用，将在食品加工行业发挥重要作用。
直接干燥法的原理(一)
直接干燥法的原理(一)直接干燥法的原理什么是直接干燥法直接干燥法是一种常用的制备物质纯度较高的微粒的方法，通过将溶液或浆料中的溶剂迅速蒸发或去除，使溶质以固体形式沉淀下来。
为什么选择直接干燥法直接干燥法具有以下优势：•保留溶质的物理性质和活性物质的生物活性。
•避免高温对物质的热分解。
•微粒的形态与溶液中的颗粒分布有关，因此可控制微粒的大小和形状。
•可以制备出高纯度、均一性好的微粒。
直接干燥法的三个步骤直接干燥法主要包括三个步骤：1. 溶液或浆料的形成首先，将所需物质溶解于溶剂中，或者制备浆料。
其中，溶液中的溶质可以是化学物质，也可以是生物活性物质。
2. 溶剂的迅速蒸发或去除接下来，将溶液或浆料中的溶剂迅速蒸发或去除。
常用的方法包括：•热力驱动：通过加热使溶剂蒸发，例如热风干燥、真空干燥等。
•气体驱动：通过将溶液或浆料喷雾成小液滴，使溶剂在高温、低湿环境中迅速蒸发，例如喷雾干燥。
•压力驱动：通过减压使溶剂蒸发，例如减压干燥。
3. 溶质的沉淀当溶剂蒸发或去除后，溶质以固体形式沉淀下来。
溶质的沉淀形态与溶液中的颗粒分布密切相关，可通过调节干燥条件来控制微粒的大小和形状。
直接干燥法的应用领域直接干燥法广泛应用于以下领域：•药物制剂：用于制备药物的微粒，增强药物的溶解度和生物利用度。
•食品工业：用于制备食品添加剂、植物提取物等，保留其活性成分。
•化妆品工业：用于制备护肤品、彩妆产品的微粒。
总结直接干燥法是一种制备高纯度微粒的常用方法，通过迅速蒸发或去除溶剂，使溶质以固体形式沉淀下来。
该方法具有保留溶质性质、活性物质生物活性、控制微粒大小和形状等优点，并广泛应用于药物制剂、食品工业和化妆品工业等领域中。
食品的干燥技术
3-2 干燥过程中食品物料的主要变化
教科书和参考文献
1. 谢笔钧.食品化学(第二版).北京:科学出版社,2004:365402.
2. 周 才 琼 , 周 玉 林 . 食 品 营 养 学 . 北 京 : 中 国 计 量 出 版 社,2006:156-176.
10
食品技术原理
第三章 食品的干燥技术
刘锐 博士 食品工程与生物技术学院
3-2 干燥过程中食品物料的主要变化
1. 物理状态的变化
（1）干缩 未失去活性的细胞的干缩程度大于失去活性的细胞的
干缩程度。 物料干缩的程度及均匀性对其复水性有很大的影响，
干缩程度小、收缩均匀的物料复水性好，反之较差。 除干缩外，食品干燥过程中还会出现组织干裂或破碎
宁与锡反应生成玫瑰色。 ③ 色素的变化 叶绿素部分失去镁离子而呈橄榄绿。
8
3-2 干燥过程中食品物料的 2. 如何减少食品干燥过程中的营养损失？ 3. 如何改善干制品的色泽？
学生活动
1. 观察大蒜切片干燥前后的颜色差异。 2. 观察经过和不经过烫熛的土豆切片干燥后的颜色差异。
3
3-2 干燥过程中食品物料的主要变化
② 防止方法
调节干燥初期水分的外逸速度，保持水分蒸发的畅 通性，一般是在干燥初期采用高温、含湿较大的介质进 行脱水，使物料表层附近的湿度不致变化太快。 采用冷冻干燥的方法。
4
3-2 干燥过程中食品物料的主要变化
（3）物料内部多孔性的形成
① 形成的原因 物料内部多孔的产生，是由于物料中的水分在干燥进
等现象。另外，在食品不同部位所产生的不等收缩又往往 会造成物料奇形怪状的翘曲。
2
3-2 干燥过程中食品物料的主要变化
（2）表面硬化
第二章 食品干燥
第一节 食品的干燥原理
预热阶段:干燥速率上升； （AB） 温度上升；
水分略有下降
导湿性引起水分由内 向外；随着温差减小， 导湿温性作用减弱
恒速干燥阶段:干燥速率不变；
（BC）
温度不变；
水分含量下降
导湿性引起水分由内 向外；内外没有温差， 导湿温性不起作用
降速干燥阶段:干燥速率下降；
第一节 食品的干燥原理
曲线分为三个区段： A区段（0-0.25），水分牢固地与食品中
某些成分结合，结合力最强； B区段（0.25-0.80），在这个区段中，水
分虽然也与食品中某些成分结合，但其结 合力较弱，是半结合水； C区段（0.80-0.99），这区段中的水分是 自由水。
图1-1 等温吸湿曲线
第一节 食品的干燥原理
（2）Aw对酶的影响
当Aw<0.80时，大多数酶的活性受到抑制，若Aw降低到0.25-0.30的范 围，食品中的淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶就会受到强烈抑制或丧 失活性。
因此，保持食品的低Aw状态，能够抑制酶的活性，阻止酶促反应发生， 提高食品在贮藏过程中的稳定性。
然而，食品的干燥过程也不能代替酶的钝化或失活处理。
第一节 食品的干燥原理
（3）Aw对食品中化学变化的影响
除了酶促反应外，食品中还存在着氧化、褐变等化学变化： Aw高，脂肪氧化酸败变快；Aw>0.4时，氧在水中的溶解度增加，并使含
脂食品膨胀，暴露更多的易氧化部位； Aw在0.6-0.7时，最适宜美拉德反应发生，非酶褐变随Aw增大而增加； Aw越大，水溶性色素（花青素、叶绿素）分解越快
有些物料易粘附在管壁上，如钛白粉、粗制 葡萄糖等不宜采用气流干燥方法。
食品加工原理干燥保藏
食品加工原理干燥保藏在食品加工的众多方法中，干燥保藏是一种古老而又极其重要的技术。
通过去除食品中的水分，干燥保藏能够显著延长食品的保质期，减少食品的腐败变质，同时也便于食品的储存、运输和销售。
接下来，让我们深入了解一下食品加工原理中的干燥保藏。
干燥保藏的基本原理其实很简单，就是将食品中的水分含量降低到一定程度，使微生物和酶的活动受到抑制，从而达到保藏食品的目的。
水分对于微生物的生长和繁殖至关重要，当食品中的水分含量减少时，微生物的生长环境变得不利，它们的新陈代谢减缓，甚至停止，从而减少了食品被微生物污染和腐败的风险。
在干燥过程中，水分的去除方式主要有两种：一种是表面汽化，另一种是内部扩散。
表面汽化是指食品表面的水分直接蒸发到周围环境中；而内部扩散则是指食品内部的水分向表面迁移，然后再蒸发。
这两种过程通常是同时进行的，但在不同的干燥阶段，其作用的程度可能会有所不同。
常见的干燥方法有很多种，比如自然干燥、热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
自然干燥是最古老也是最常见的干燥方法之一。
它利用阳光和自然风来去除食品中的水分。
例如，我们常见的晒稻谷、晒红枣等就是采用自然干燥的方式。
这种方法成本低，操作简单，但受天气条件的影响较大，干燥时间长，而且容易受到灰尘、昆虫等的污染。
热风干燥则是通过加热空气，并让热空气流过食品表面，加速水分的蒸发。
这种方法干燥速度快，效率高，适用于大规模的食品加工。
但热风干燥可能会导致食品的品质下降，如色泽、口感和营养成分的损失。
真空干燥是在减压的条件下进行干燥。
由于压力降低，水的沸点也随之降低，从而使水分能够在较低的温度下蒸发。
真空干燥能够较好地保持食品的品质，减少营养成分的损失，但设备成本较高，操作也相对复杂。
冷冻干燥是一种较为先进的干燥方法。
它先将食品冷冻至冰点以下，使水分变成固态冰，然后在真空条件下，让冰直接升华成水蒸气。
冷冻干燥能够最大程度地保留食品的原有形态、色泽、口感和营养成分，但成本高昂，主要用于高附加值的食品加工。
第二章食品的脱水加工-1-食品工艺学
含约 5%水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
Aw<0.85微生物生长受抑制。水分活度较 高的情况下微生物繁殖迅速，
水分活度对霉菌生长的影响
0.2
0.4 Aw 0.6
0.8
1.0
Aw<0.65霉菌被抑制，在0.9左右霉菌生长最 旺盛。
（2）水分活度对酶活力的影响
特点是冷操作，蛋白质不会变性； 如从乳清中回收乳清蛋白；
在本章中所讨论的食品脱水加工是指:
在控制的条件下,通过加热蒸发脱 水的方法，几乎完全地除去食品中的 大部分水分,并尽量使食品的其他性质 在此过程中极小地发生变化，食品被 脱水后水分含量在15%以下,即干燥或 干制。
2. 干燥的目的
降低食品中水分含量; 一般由50~90%减为15%以 下
这样的干制食品在室温下一般可达到一 年或一年以上
这种方法是从自然界各种现象中认识和从实 践中得到的，如稻谷、 麦子、玉米、豆类、 水果、蔬菜等。
4. 食品干藏的历史
是一种最古老的食品保藏方法。
我国北魏在《齐民要术》一书中记载用阴干 加工肉脯的方法。
在《本草纲目》中，用晒干制桃干的方法。 大批量生产的干制方法是在1795年法国，将
表2-2 常见食品中水分含量与水分活度的关系
Food Ice 0℃ Ice -10℃ Ice -20℃ Ice -50℃ Fresh meat
Bread
Marmalade Wheat flour
Raisin Macaroni
Boiled sweets
Biscuuits Dried milk
Potato crisps
水是否被利用与水在食品中的存在状态有关。
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k c
2 热质传递过程简介
2.6 热质传递类比
第 二 章 干 燥 基
本
原 理
食品干燥技术
Food Drying Technology
第二章 干燥基本原理
1 引言
2 热质传递过程简介 3 食品（薄层）干燥过程-干燥动力学 4 干燥介质的热力学性质 5 湿物料的热物性
6 厚层干燥过程的分析计算
7 对流干燥的形式与特点
1 引言
1.1 食品中水分的存在形式-结合水和非结合水
第 二 章 干 燥 基
2 热质传递过程简介
2.2 界面对流传质
第 二 章 干 燥 基
在稳定条件下，边界层的对流传质方程与对流传热方程相似：
w hM ( sf g )
hM：对流传质系数（W/m2· K或kW/m2· K） ρg: 干燥介质中水分的浓度，ρsf：固体表面处水分的浓度
本
原 理
2 热质传递过程简介
划分依据：根据物料与水分结合力的强弱
1 结合水分 包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、及以 结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。 特点：籍化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其 蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力 降低，故除去结合水分较困难。
本
原 理
本
原 理
物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与
干燥介质的状态无关；
平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变
时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。
1 引言
1.1 食品中水分的存在形式-比较
第 二 章 干 燥 基
物料的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水 分之间的关系见图示。 x1
J Ax D AB
4. 对于干燥过程而言，物料内的水分含量M相当于ρ ： J D dM Ax AB
d A dx
dx
2 热质传递过程简介
2.5 非稳态下的传质传热
第 二 章 干 燥 基
非稳态下的分子扩散-费克第二定律
上述的分子扩散过程认为浓度和扩散通量均不随时间变化，即定常扩散。而实
动量传递的一个复杂过程。
边界层外部是等温、等湿的 干燥气体，不存在热质传递 现象。 边界层内部则存在干燥气 体的温度梯度和水蒸气浓度 梯度。 物料内部的温度和湿度梯 度导致了内部的热传导和质 量扩散。
本
原 理
1 引言
1.2 干燥过程中热质传递的定性了解
第 二 章 干 燥 基
传热方式包括传导、对流和辐射3种。食品工业所使用的干燥器主要是对流 型的，热空气作为干燥介质（但是冷冻和真空干燥是例外）。干燥介质与物 料之间的传热为对流传热，物料受热后内外之间存在温度差异，内外层之间 的传热为传导传热。
1 引言
1.1 食品中水分的存在形式-结合水与非结合水
第 二 章 干 燥 基
2 非结合水分 包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附 水分、较大孔隙中（主要指半径大于10-5cm）的水分等。
特点：物料中非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水 的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。
本
原 理
T q x k x
q kT
q kT
t1 b t t t o b
1 2
t2
Q
ｋ：导热系数（W/m· K或kW/m· K）
x
2 热质传递过程简介
2.4 稳态下的分子扩散-费克第一定律
第 二 章
类似傅立叶定律，费克提出分子扩散定律：扩散通量与浓度梯度成正比。
1. 组分A(相当于水分)通过组分B(相当于干物质基质)在x方向的扩散通量：
J Ax C DAB
干 燥 基
C：混合物的摩尔浓度，xA：A的摩尔分数；DAB：A在B中的扩散系数
dx A dx
2. 如果C为常数（即：不随x变化）： J Ax D AB
本
原 理
dC A dx
3. 对于液体混合物，常用质量分数ω表达，混合物的质量浓度ρ为常数时 ：
物 料 x 0 的 含 水 量 x* 非结合水分
本
原 理
总 水 分
自 由 水 分 平 衡 水 分
结 合 水 分 100%
0
空气相对湿度φ
1 引言
1.2 水分含量的表达形式-干基水分与湿基水分
第 二 章 干 燥 基
干基水分：每千克干物质所含有的水分质量，通常用M （kgH2O/kg 干 物质）表示。
2.1 界面对流传热-牛顿冷却定律
第 二 章 干 燥 基
对流传热是指流动介质各部分发生相对位移时引起的热量传递现象。 食品干燥过程中干燥介质与物料之间的热量传递即为对流传热。 牛顿冷却定率：单位时间内通过单位面积的热量与流体和物体表面
之间的温度差成正比：
本
原 理
q hH (Tg Tsf )
hH：对流传热系数（W/m2· K或kW/m2· K） Tg: 干燥介质的温度，Tsf：固体表面的温度
本
原 理
过程描述：表面水分首先由液态转变为气态，而后水蒸气从物料表面向周围
介质转移。于是表面的水分含量降低，这时物料的内外层之间存在水分梯度， 成为水分转移的推动力，内部水分向表面转移。水蒸气从物料表面向周围介质 的扩散称为外扩散；以湿度梯度为推动力使水分在物料内部转移称为内扩散。
1 引言
1.4 物料干燥过程的推动力和阻力
如果用干基水分表示，则：
本Байду номын сангаас
原 理
M
Ww M ' Ww (1 M ' )
湿基水分与干基水分的换算关系为：
M
M' 1 M '
M '
M 1 M
停留时间分布-反应动力学
1 引言
1.2 水分含量的表达形式-水分的不均匀性（平均水分）
第 二 章 干 燥 基
水分分布的不均匀性：
对于处于降速干燥阶段的物料，外层的水分较低和内层的水分较高，
2 热质传递过程简介
第 二 章 干 燥 基
2.1 界面对流传热
2.2 界面对流传质 2.3 稳态下的传导传热 2.4 稳态下的分子扩散 2.5 非稳态下的热传导和分子扩散 2.6 传热传质类比
本
原 理
2 热质传递过程简介
食品干燥中的几种传热形式：传导、对流、辐射
第 二 章 干 燥 基
本
原 理
2 热质传递过程简介
际干燥过程中的扩散多为非定常扩散。
在扩散方向上取厚度∆x、长度l、单位宽度的薄壳体，根据：输入质量流速-输
出质量流速+质量产生流率=累计质量流速，以及费克定律可以推导出：
本
原 理
非稳态下的热传导：
忽略外部热阻：
M d 2M D AB t dx2
T d 2T 2 t dx
D：水分扩散系数，α：热扩散系数
也就是水物料内的水分分布是不均匀性的，这时采用上述公式计算的水
分只是物料的平均水分。
本
原 理
对于一批需要干燥的物料来说，不同物料个体之间的水分也可能存在
差异。
1 引言
1.3 干燥过程中热质传递的定性了解
第 二 章 干 燥 基
本
原 理
1 引言
1.3 干燥过程中热质传递的定性了解
第 二 章 干 燥 基 干燥是同时涉及热质交换和
Ww M Wd
湿基水分：指水分质量占相应湿物料质量的百分比，通常用M’（%） 表示。
本
原 理
Ww M ' Wd
1 引言
1.2 水分含量的表达形式-两种水分的换算关系
第 二 章 干 燥 基
Ww重量的湿物质，其湿基水分为M’，则所含水分为WwM’、所含 干物质为 :
Ww M 'Ww Ww (1 M ' )
2.3 稳态下的传导传热-傅立叶定律
第 二 章 干 燥 基
热传导：指静止介质间的热量传递。热传导引起的能量传递方式有两种，
一种是通过分子间的相互作用，即高能位的分子由于较剧烈运动将能量传
递给邻近低能位的分子；另一种是靠“自由”电子进行的能量传递。 Fourier定律：单位时间内通过单位面积的热量（称为热流密度，热通 量）与法线方向的温度梯度成正比。