食品化工脫水干燥一體化工藝設計

樸剛一

摘要：現如今，人們的生活節奏不斷加快，在飲食方面，不僅要求食品食用方式快速、便捷，還要保留較高的營養價值。對此，食品生產商不斷加強食品脫水以及干燥處理技術研究，但是食品脫水和干燥為兩個處理工序，可能會導致部分營養流失，對此，本文提出食品化工脫水干燥一體化工藝設計方案，以期能夠為食品脫水干燥處理工藝發展提供參考。

關鍵詞：食品；脫水；干燥

1. 引言

中國作為食品生產大國，在食品的生產過程中，要求加強脫水以及干燥處理，避免食物在儲存和運輸過程中發生腐爛，影響食用安全性。在傳統的食品脫水干燥處理工藝的基礎上，可創新設計脫水、干燥一體化處理工藝，如果性能穩定、能耗低，并且產品質量高，市場競爭優勢明顯，可有效促進食品化工行業穩定發展。因此，亟需對食品化工脫水干燥一體化工藝進行深入研究。

2. 食品脫水工藝

食品脫水處理即去濕處理，在食品脫水處理過程中，去除濕固體原料、半成品以及成品中的水分。對于脫水方式，可分為以下三種類型：（1）機械脫水方式，通過壓榨、過濾以及離心處理等方式，去除物料中的水分。如果食品水分含量比較高，可用機械脫水處理方式，所需能耗較低，但是所能去除的水分有限；（2）吸附脫水方式，在食品去濕中采用吸濕性物料，包括石灰、硅膠、無水氯化鈣等等。吸附脫水法的應用范圍比較廣，主要被應用于含有少量水分的食物去濕以及氣體去濕中；（3）熱能脫水方式，通過應用熱能，使得物料中的水分汽化，進而排出蒸汽，即干燥處理。在食品工業生產中，根據物料類型選擇適宜的脫水工藝后，即可進行干燥處理。

3. 食品干燥工藝

3.1 空氣對流干燥

在空氣對流干燥中，需將熱空氣作為干燥介質，通過采用自然對流循環或者強制對流循環的方式與食品進行濕熱交換。在食品干燥處理中，要求嚴格控制空氣干、濕球溫度，避免對食品品質造成不良影響。

3.1.1 柜式干燥

柜式干燥方式可被應用于果蔬干燥處理中，設備容量小，操作費用較高，并且具有間歇式特征，對于空氣溫度，需控制在94℃以內，而對于空氣流速，需控制在2m/s-4m/s之間。

3.1.2 輸送帶式干燥

在輸送帶式干燥處理中，需應用多層輸送帶，對物料進行翻動處理，物流方向有順流和逆流兩種。干燥處理操作具有連續性以及自動化特征，生產能力較強，設備占地面積小，可實現干燥處理連續性。

3.1.3 氣流干燥

氣流干燥方式指的是應用氣流輸送物料，使粉狀物料以及顆粒物料在熱空氣環境中干燥。干燥強度大，物料可處于懸浮狀態，與熱空氣充分接觸，干燥所需時間較短，可實施并流操作，散熱面積小，應用范圍廣泛。但是在氣流干燥處理中，物料有磨損，因此，動力消耗比較大，一般可被應用于水分低于35%-40%的物料干燥處理中。

3.1.4 流化床干燥

流化床干燥設備類型比較多，包括單層流化床干燥器、臥式多室流化床干燥器、振動流化床干燥器、多層流化床干燥器等等。在食品流化床干燥處理中，顆粒物在干燥床上處于流化狀態或者緩慢沸騰狀態，可對粉態食品應用流化床干燥處理方式。

3.1.5 噴霧干燥

在食品噴霧干燥處理中，對于液態物以及漿質態物，可噴成霧狀、液滴狀，使得物料能夠懸浮在熱空氣氣流中，據此進行脫水干燥處理。噴霧干燥設備是由霧化系統、干燥室空氣粉末分離系統、空氣加熱系統以及鼓風機所組成的，主要有三種類型，包括離心式、氣流式以及壓力式。

3.2 接觸干燥

在對食品物料進行接觸干燥處理時，被干燥物料與加熱面充分接觸，在水分蒸發中所需能量以傳導方式與物料充分接觸，并進行間接傳熱，干燥介質主要有熱油、蒸汽等類型。接觸干燥處理方式速度快，采用高壓蒸汽，熱效率比較高，成本投入小。對于接觸干燥法，可應用于液態物料、漿狀物料等干燥處理中，比如麥片、米粉等。

3.3 真空干燥

真空干燥系統是由真空系統、加熱系統、干燥箱以及冷凝水收集裝置所組成的。低壓條件為0.3kPa-0.6kPa，真空干燥處理所需時間比較短，物料為輸送狀或者膨化狀，在對食品進行真空干燥處理后，產品具有復水性、溶解性特征，并且可保留色澤和口感。

3.4 冷凍干燥

冷凍干燥處理方式指的是將食品置于冷凍狀態，食品中的水分即可轉變為冰，在高真空度條件下，冰直接從固態轉變成水蒸氣，進而達到脫水干燥處理效果。因此，對于冷凍干燥處理方式，又可稱為升華干燥。

4. 脫水干燥一體化工藝設計目的

計算機技術以及信息技術發展迅速，為人們日常生活提供很多便利，尤其是對于食物的影響比較大。我國歷史文化悠久，尤其是飲食文化已傳承幾千年，在食品加工生產方面，應保證食品原有風味以及營養物質，而傳統的食品脫水工藝以及干燥技術很難滿足上述要求。對此，需加強技術創新，設計食品脫水干燥一體化工藝方案，為食品加工處理提供新型技術。

5. 食品化工脫水干燥一體化工藝設計

5.1 材料

在本項研究中，選擇海帶進行脫水干燥一體化實驗對象。首先用清水對海帶進行多次沖洗，再瀝干水分，切割成寬度為1cm的長條狀，將其均勻鋪設在料架上備用。

5.2 儀器與設備

在海帶脫水、干燥處理中，用熱泵式脫水干燥一體機，其可調溫度在-20℃-100℃之間，濕度范圍在10%RH-100%RH之間。熱泵式脫水干燥一體機的優勢在于，可同時完成食品脫水處理以及干燥處理，無需分開進行，可充分保留食品的原有風味，鎖住新鮮和營養。