乾燥(食品工業)

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乾燥就是指在熱空氣中食品水分受熱蒸發後被去除的過程。食品乾燥是食品貯藏加工中的主要技術之一,通過乾燥技術將食品中的大部分水分除去,達到降低水分活度,抑制微生物的生長與繁殖,延長食品貯藏期的目的。

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乾燥過程

乾燥過程中有兩個方面:一是食品中水分子從內部遷移到與乾燥熱空氣接觸的表面,當水分子到達表面時,根據表面與空氣之間的蒸汽壓差,水分子就立即轉移擴散到空氣中——水分轉移;另一個是熱空氣中的熱量從空氣傳到食品表面,由表面再傳到食品內部——熱量傳遞。因此,食品乾燥過程既有質(水分)的轉移也有熱的傳遞,即濕熱轉移。

乾燥方法

食品的乾燥方法有很多,一般按加熱方式可分為以下四種:

導熱乾燥

熱量通過與食品材料接觸的加熱面直接導入,使材料中的水分汽化排除,達到乾燥的目的。這種乾燥方法要求食品材料與加熱面之間應該有良好的接觸表面,同時,食品材料的導熱性能也要好,否則,將造成接觸表面處過熱、焦化等不良現象。導熱乾燥一般用於液體食品材料較多,有時為了加快乾燥過程,降低水分汽化溫度,往往在真空下進行。

輻射干燥

熱量通過電磁波的形式由輻射加熱器傳遞給食品材料表面,再通過材料自身的熱量傳遞,使內部的水分汽化,達到乾燥的目的。這種乾燥方法常用於具有較大表面積的材料。有時為了加快乾燥過程,降低水分汽化溫度,往往配合真空技術進行。輻射干燥在食品工業上套用較多,它除了具有脫水作用外,同時還有殺菌作用。如果再配備真空環境,乾燥過程中還有降低氧化速率的作用,是乾燥熱敏性食品、易氧化食品的有效方法。

介電加熱乾燥

在高頻電場中,食品材料中的水分子處於高速旋轉與振動,由此產生的熱量使水分汽化,達到乾燥的目的。
電場的頻率低於300 MHz時,稱為高頻加熱,頻率為300~300 000 MHz時為超高頻加熱。工業上微波加熱所用的頻率為915 MHz和2 450 MHz。微波乾燥時,濕物料在高頻電場中很快被均勻加熱,由於水分的介電常數比固體物料的介電常數高,當乾燥到一定程度時,物料內部的水分比表面水分多,物料內部所吸收的電能比表面多,致使物料內部的溫度高於表面溫度,溫度梯度與水分擴散的濃度梯度方向一致,使乾燥時間大大縮短。這一特點是導熱乾燥、輻射干燥和對流乾燥無法比擬的。

對流乾燥

熱量以對流的方式傳遞給濕物料,使食品材料中的水分汽化,以達到乾燥的目的。一般傳熱介質為濕空氣。濕空氣的作用是將加熱器的熱量傳遞給濕物料,同時將濕物料汽化出來的水分帶走。根據空氣的流動狀態,濕空氣有時也起流化物料、輸送物料的作用。對流乾燥成本低,是食品工業上套用最普遍的乾燥技術,如固定床乾燥、流化床乾燥、噴霧乾燥等。

影響因素

有許多因素影響乾燥速率,這些因素與兩個方面有關,一是在乾燥過程中的加工條件,由乾燥機類型和操作條件(溫度、空氣流速、空氣相對濕度、大氣壓力和真空度等)決定;二是與置於乾燥機中的食品性質(表面積、組分定向、細胞結構、溶質的類型和濃度)有關。加速濕熱傳遞的速率,提高幹燥速率是乾燥的主要目標。

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