果蔬热风联合干燥技术进展

果蔬热风联合干燥技术研究进展

摘要：介绍了热风联合干燥技术的特点，主要涉及到热风干燥与热泵干燥技术联合在果蔬干燥中的应用和目前尚存在的问题。

关键词：热风；联合干燥；果蔬；研究进展

前言：我国是一个农业大国，果蔬资源丰富，品种繁多，品质优良，价格低廉。但果蔬季节性强，其含水量大都超过90%，在采摘、运输、贮运、销售过程中稍处理不当便会腐烂。产地交通不便和加工技术落后, 导致果蔬大量浪费，造成巨大的损失。因此，果蔬采后，对其进行干燥，更好地使果蔬在室温条件下长期贮藏，从而调节食品的供应季节，平衡产销高峰，提高果蔬附加值。适应现代人们快节奏的生活方式。脱水果蔬越来越受到人们的青睐，已成为我国出口创汇的主要产品之一。

1.联合干燥的原理和技术特点

1.1 联合干燥的定义

由于各种物料的性质不同，用单一形式的干燥器干燥物料，常不能达到干燥目的，如果采用两种或两种以上的干燥器，将它们联接起来，或者在机械方面增加特殊装置，使新的装置在干燥过程中，兼有不同形式干燥器的性能，达到用单一的干燥器所不能达到的目的，这种干燥器系统称为组合式干燥器[1]。

1.2联合干燥的技术特点

联合干燥与单级干燥相比的优势：

（1）联合干燥因高效优化用能和优质生产获得高品质果蔬，多数产品性价比较高。如热风和冷冻联合干燥既具有热风干燥低成本的特点，又有冷冻干燥品质高的特点。

（2）联合干燥以减少干燥时间。例如热风---微波联合干燥，由于微波加热的特殊方式2体加热使物料温度短时间内快速升高，且温度梯度和水分蒸发方向相同，致使干燥时间很短。

（3）联合干燥操作灵活，可以根据物料干燥的特定规律对多种干燥器进行科学组合。

（4）联合干燥过程对热敏性物料最为适用。

（5）利于环保，安全高效

1.3联合干燥的分类

根据组合的时间段，联合干燥可分为串联式和并联式两种。串联式联合干燥又称分阶段（分级）联合干燥，其特征是在不同的时间段中组合不同的干燥技术；而并联式联合干燥又称同阶段（同级）联合干燥，其特征是在相同的时间段中组合不同的干燥技术。通常情况下，研究较多的是不同干燥方式的分级组合，即通过第一个干燥器使物料的含水率降到一定数值后，再应用第二个干燥器继续干燥，使物料的含水率达到产品的标准要求[2~5] 。采用分级或分阶段组合干燥，不仅可以改善产品质量，同时又能提高干燥速率，节约能源，尤其是对热敏性物料最为适用。本文介绍的联合干燥技术是指后者。

2.联合干燥技术发展方向

2.1研发新联合方式，增强果蔬适应性

研发不同联合形式及干燥工艺以适应不同果蔬的干制特性，从而增强果蔬的适应性。根据果蔬种类和组织状态相差很大及不同阶段其物化性和各种干燥方式的优势与劣势，如何各取所需，分析综合因素，确定最优的联合流程.，这也是联合干燥能发展的前提。如真空冷冻干燥、过热蒸汽干燥分别适用于热敏性和氧敏性物料的干燥；微波加热均匀，可以避免一般加热干燥过程由于内外加热不匀而引起的品质下降，充分保持了新鲜蔬菜内原有的营养成分，并具有反应灵敏、便于控制、热效率高、无余热、无污染等显著特点；远红外干燥可以使干燥效率和干燥质量得到极大的提高。在最大限度地保证干燥产品的前提下，使设备费用及操作费用降至最低，这三者之间关系是非常复杂而密切的。合理的联合干燥可以获得质量高的产品，提高设备的生产能力，获得较好的经济效果。这就需要国内外学者通过大量地实验、研究和对比，正确地选择确定好联合类别、先后顺序。

2.2干燥转换点的确定联合干燥工艺的自动控制

联合干燥过程中各干燥方式间存在一个最佳转换点,干燥转换

点的确定还需作大量的实验工作. 联合干燥是一个复杂多变的过程，根据物料脱水情况及环境状况适时调控干燥工艺参数，有利于提高能量利用率及产品品质。在确定较佳的联合干燥工艺和最佳转

换点基础上，进行全程自动化控制是联合干燥技术的更高目标，尚需科技工作者的共同努力。

2. 3理论研究和数学模型的完善

干燥过程的传热传质理论是建立在分子动力学和热力学基础上的. 因此,建立合理的数学模型对研究联合干燥机理、过程的优化和自动控制具有非常重要的意义。干燥过程与果蔬的不同物性及设备的差异性相关较大，其不同干燥条件对果蔬等质量参数的影响及内在规律方面还有很多工作要做。尽管国内外的学者对各种干燥方式建立了一些较好的模型,但模型的通用性与实际的干燥过程还相差很大,许多参数是无法测得的，需深入研究。目前，水分、温度的在线检测和控制还是一个难题。因此，建立干燥过程中水分和温度的变化规律模型，预测和指导联合干燥工艺及提高产品质量是十分必要的..。随着干燥模型与品质控制模型的完善，计算机控制技术的成熟，相应干燥模拟软件不断涌现，以及先进的检测测试技术的应用，为干燥工艺的优化、干燥过程的控制、干燥品质和效率的提高提供了保证．而随着干燥专家系统、人工神经网络的研究应用，现代蔬菜干燥设备的干燥效率将进一步提高，产品的品质将更好。

2.4 联合干燥设备的完善性

随着科学技术的迅速发展，各种干燥技术自身技术和设备也在不断完善。例如微波真空干燥的均匀性，个别元件性能不稳定，甚至影响到设备的正常运行。尽管国内已研制出冷冻—微波干燥设

备，但设备本身的能耗高、操作条件的可控性、在线检测等问题尚需改进和解决。

2.5发展应用新能源的干燥技术

工作者们增强绿色设计的理念，加强环保要求。充分利用丰富的太阳能资源，生物质能资源、风能和地热能等新能源。如国内外专家学者已对太阳能干燥技术进行了大量研究工作并取得了一些成果，譬如利用太阳能作为补充热力的热源已获成功。