農(nóng)產(chǎn)品和食品干燥技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展

◎ 曾憲國

（廣西南方黑芝麻食品股份有限公司，廣西 玉林 537500）

1 農(nóng)產(chǎn)品與食品加工中干燥技術(shù)的應(yīng)用

水是各種微生物生長和酶作用的決定性因素，農(nóng)產(chǎn)品或新鮮食品由于水分含量高，會很快變質(zhì)。傳統(tǒng)生產(chǎn)中，人們借助陽光、風(fēng)等自然條件使農(nóng)產(chǎn)品或新鮮食品中的水分從其內(nèi)部脫離出來，以延長其儲存時間。隨著人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們研究出很多種脫水干燥加工技術(shù)，尤其認識到在農(nóng)產(chǎn)品和新鮮食品加工過程中，干燥技術(shù)是十分關(guān)鍵的加工方式，也是一門跨學(xué)科的綜合技術(shù)。由于農(nóng)產(chǎn)品與食品種類諸多，人們認為腌制食品與罐頭食品中都含有大量的致癌因素，只有經(jīng)過脫水干燥處理的干制食品，其能最大限度、最長時間地保持色、香、味和營養(yǎng)成分，在食用方面更健康與綠色[1]。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，水果與蔬菜是主要的農(nóng)產(chǎn)品，其營養(yǎng)價值很高，也是人們獲取維生素、纖維素以及碳水化合物的重要途徑。然而需要注意的是，新鮮水果與蔬菜含水量超過90%，所以極易在運輸、儲存、銷售的過程中出現(xiàn)腐爛變質(zhì)的問題。

現(xiàn)階段，脫水蔬菜備受關(guān)注，并且形成了3種不同的市場：①調(diào)味品，集中表現(xiàn)在辣椒粉、大蒜粉、姜粉以及洋蔥粉等方面。②食品工業(yè)原料亦或是配料市場，主要包括食品添加劑與方便食品配菜等。③替代新鮮蔬菜特殊產(chǎn)品市場。

在發(fā)達國家中，占據(jù)較大脫水比重的是大品種蔬菜，而在我國，除了辣椒之外，其他的脫水蔬菜比重并不大。但需要注意的是，因我國地域遼闊且處于亞熱帶地區(qū)，為蔬菜與水果生長提供了天然的必要條件，且勞動力資源充足，在這種情況下，脫水蔬菜與水果等類型的產(chǎn)品具有極為明顯和廣闊的發(fā)展前景。

2 農(nóng)產(chǎn)品和食品干燥技術(shù)及設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

因為農(nóng)產(chǎn)品與食品種類繁多，且物料物理性狀也存在明顯的差異，因而干燥器的種類也是多種多樣。根據(jù)實踐調(diào)查與研究可以發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)干燥器的種類已超過了300種，而在工業(yè)領(lǐng)域所研發(fā)的干燥器種類也超過了100種[2]。一般情況下，對干燥器進行分類處理，若以加熱方法為標(biāo)準(zhǔn)，主要有外部輻射干燥、內(nèi)部加熱干燥與對流干燥等類型。若以加熱介質(zhì)方法為標(biāo)準(zhǔn)，主要有微波干燥、熱風(fēng)干燥與過熱蒸汽干燥等類型。

在長期發(fā)展的過程中，農(nóng)產(chǎn)品與食品干燥逐漸由對太陽能的簡單使用，發(fā)展至目前集中表現(xiàn)在電熱隧道干燥、滾筒干燥與流化床干燥等加工技術(shù)方面。其中，對農(nóng)產(chǎn)品與食品脫水干燥技術(shù)，發(fā)展經(jīng)過4個階段。

（1）箱式與床式干燥器，基本原理就是利用流動熱風(fēng)，以達到加熱并干燥產(chǎn)品的目的[3]。一般情況，在谷物或片狀食品中的應(yīng)用相對較廣。現(xiàn)階段，這種類型的干燥器也仍在應(yīng)用，以傳熱與傳質(zhì)系數(shù)的提高為目標(biāo)，實現(xiàn)傳熱與傳質(zhì)效果的全面提升。

（2）噴霧與滾筒干燥設(shè)備，解決了泥狀與液態(tài)物料的干燥問題。其中，噴霧干燥方式可以獲取大小均勻的粉末狀產(chǎn)品，保證連續(xù)性操作，且自動化水平較高。而且噴霧干燥器內(nèi)部的物料停留時間不長，實際的熱敏性物質(zhì)不會出現(xiàn)大量的損失。對于滾筒干燥方式而言，通常被應(yīng)用在高固形物含量的黏稠物料中，而且布料的形式也十分多元化，被廣泛應(yīng)用在淀粉工業(yè)生產(chǎn)中。

（3）冷凍干燥與滲透壓脫水設(shè)備。這種干燥技術(shù)的應(yīng)用，可以保證干燥產(chǎn)品仍以原有形態(tài)存在，盡可能地規(guī)避物料色香味和營養(yǎng)成分的損失。其中，滲透壓脫水就是在高滲透壓溶液當(dāng)中浸泡物料，在水果與蔬菜脫水中的應(yīng)用最多。

（4）微波與無線電波射頻干燥技術(shù)。微波與無線電波需在物料的內(nèi)外部同步加熱，改變了傳統(tǒng)加熱的方式，使得干燥的速度明顯加快。而射頻加熱的基本原理和微波加熱存在一定的類似之處，最大的區(qū)別就是頻率低于微波的頻率，且具有較大的穿透力。除此之外，微波真空干燥的本質(zhì)就是融合了微波系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。正是因為干燥系統(tǒng)本身壓力下降，所以營造出常溫快速干燥的條件，充分保留了干燥食品色香味，與冷凍干燥十分接近。應(yīng)用微波與無線電波射頻干燥技術(shù)，其干燥與設(shè)備運行成本比噴霧干燥、冷凍干燥等要更低一些。

2.2 發(fā)展趨勢

（1）微波輔助干燥技術(shù)的發(fā)展。在食品干燥方面，若單獨選擇使用微波常壓加熱方式，會使得食品內(nèi)部出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象，導(dǎo)致其品質(zhì)受到直接的影響。若在熱風(fēng)干燥中融入特定功率微波，也就是微波與熱風(fēng)相互組合使用，能夠獲得理想的效果。但是，微波輔助干燥并未得到定型產(chǎn)品報道，一般都是自主設(shè)計并制造設(shè)備。所以，微波輔助干燥技術(shù)的發(fā)展?jié)摿O大。

（2）微波真空干燥技術(shù)的發(fā)展。微波真空干燥技術(shù)結(jié)合了微波與真空優(yōu)勢。因為加熱干燥物料是在真空的環(huán)境中，所以水沸點不高，水分與水蒸氣會很快向表面遷移。由此可見，微波真空干燥技術(shù)不僅使得干燥速度提高，干燥的溫度也明顯下降，低溫與快速的效果理想。另外，在試驗過程中，同樣證明了能夠有效保留食品的色香味以及維生素等營養(yǎng)成分，可以獲得更高質(zhì)量的干燥產(chǎn)品，且所使用的設(shè)備成本與操作費用也不高[4]。目前，微波真空干燥設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用處于初期發(fā)展階段，一定要保證其結(jié)構(gòu)的合理性且操作方便，使用較低的成本研發(fā)出微波真空干燥設(shè)備[5]。只有這樣，才能保證技術(shù)被系統(tǒng)化地認知與認可，拓展其實際應(yīng)用領(lǐng)域。由于微波真空干燥是有效融合了工藝與設(shè)備兩部分內(nèi)容，所以在未來發(fā)展的過程中，應(yīng)高度重視微波真空干燥工藝技術(shù)的實際運用，以期充分發(fā)揮其干燥技術(shù)的作用。

3 結(jié)語

在大部分干燥技術(shù)中，熱風(fēng)干燥技術(shù)的應(yīng)用簡單且成本不高，但容易影響到產(chǎn)品品質(zhì)，尤其對農(nóng)產(chǎn)品與食品的風(fēng)味和營養(yǎng)成分容易變化。而冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，然而在設(shè)備方面的投資費用較多，且生產(chǎn)成本相對較高。由此可見，干燥技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟性與產(chǎn)品質(zhì)量間存在極為明顯的矛盾，所以在實踐過程中，充分利用偏低能耗與低成本來獲得高質(zhì)量脫水干燥產(chǎn)品十分重要，也是干燥技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點話題。根據(jù)上述研究與分析發(fā)現(xiàn)，微波真空干燥技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用能夠有效地解決技術(shù)經(jīng)濟性和產(chǎn)品質(zhì)量的矛盾，是今后干燥技術(shù)研究與發(fā)展的方向。

[1]王 也，呂為喬，李樹君，等.農(nóng)產(chǎn)品微波干燥技術(shù)與裝備的研究進展[J].包裝與食品機械，2016（3）：56-61.

[2]胡玉華，王曉培，石 勇，等.真空冷凍干燥技術(shù)在方便食品中的應(yīng)用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（下半月），2017（11）：48-50.

[3]王俊鋼，劉成江，郭安民，等.真空脈動壓干燥技術(shù)在風(fēng)干牛肉加工中的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2017（1）：135-142.

[4]白旭升，李保國，朱傳輝，等.太陽能熱泵聯(lián)合干燥技術(shù)在農(nóng)副產(chǎn)品中應(yīng)用與展望[J].包裝與食品機械，2017（3）：57-61，69.

[5]任廣躍.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品及特色資源干燥理論與技術(shù)團隊[J].干燥技術(shù)與設(shè)備，2013（6）：62-63.