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《果蔬干制技术与设施问答》——果蔬常用干燥技术与设施
日期:2018-07-05 作者:未知 来源:农产品加工信息网 点击:
 

果蔬常用干燥技术与设施

1.果蔬干燥主要有哪些方式?

    果蔬干燥主要有单一干燥和联合干燥两种方式。

2.什么是单一干燥?

    单一干燥指根据物料的特性,以单一热源、方式或设备为主的干燥方式。

3.什么是联合干燥?

    联合干燥也称为组合干燥,指根据物料特性,将两种或两种以上干燥方式依据优势互补的原则,分阶段(或)同时进行的复合干燥技术,可分为串联、并联和混联三种形式。串联式组合干燥又称分阶段组合干燥,其特征是在不同的时间段中组合不同的干燥技术,如微波热风联合干燥;并联式组合干燥又称同阶段组合干燥,其特征是在相同的时间段中组合不同的干燥技术,如微波真空干燥;混联式组合干燥是串联和并联两种方式的混合,如热风-微波真空联合干燥。

4.常用的果蔬干燥技术有哪些?

    果蔬干燥技术主要有自然干燥、机械干燥两类。自然干燥技术主要包括日晒、阴干(风干)等,是农业传统的干燥技术。机械干燥技术主要包括热风干燥、辐射干燥、真空冷冻干燥及热泵干燥等形式。辐射干燥又分为微波干燥、红外干燥等。目前,我国在果蔬干燥中应用最广泛的技术是热风干燥,约占干制果蔬总量的90%左右。

5.自然干燥的主要特点是什么?

    自然干燥是常见的果蔬干制方法,见图1-7所示。

    自然干制方法的优点是:干制方法和设备简单,工艺简单实用,生产费用低,能在产地就地进行。

    自然干制方法的缺点是:干燥过程较缓慢,难以制成品质优良的产品;受到气候条件的限制,会因阴雨季节无法晒干而腐败变质;需要大面积的晒场和大量劳动力,劳动生产率极低;容易遭受灰尘、杂质、昆虫等污染和鸟类、啮齿类动物等的侵染,既不卫生又有损耗。


6.果蔬机械干燥的加热方式有哪些?

    果蔬干制加热主要包括直接加热和间接加热。直接热源加热是将热能直接加于物料,如燃煤加热、电流加热和日光照射加热等。间接热源加热是将上述直接热源的热能加于中间载热体,然后由中间载热体将热能再传给物料,如蒸汽加热、热水加热等。

7.什么是热风干燥技术?

    利用不同热源(如煤、石油、天然气、电、太阳能等)提供热量,将加热的空气通过风机吹入干燥室内形成热风,由热风将热量递给物料,使物料表面水分和内部水分受热气化为水蒸气扩散到空气中,从而使物料干燥的技术称为热风干燥。热风干燥具有操作简单易行、物料处理量大和成本低等优点。但由于干燥过程中传热和传质方向相反,存在干燥速度慢、品质较低的缺点。

8.影响热风干燥的主要因素有哪些?

    干燥介质热风和果蔬物料的情况是影响热风干燥的主要因素。对热风而言,影响的因素主要是热风的温度、流动速度和相对湿度(图1-8);对果蔬物料而言,影响的因素主要是原料的特性、干燥前预处理情况和装载量。


9.常用的热风干燥设施有哪些?

    果蔬干燥中常用的热风干燥设施设备主要有热风烘房、多功能烘干窑、带式干燥设备、箱式干燥设备、转筒干燥设备、太阳能干燥设施等。

(1)热风烘房

    该设施全称为分批静止式热风循环烘房,俗称“热风烘房”,是果蔬产地最为常见的一种干燥设施。一侧为热风加热室,另一侧为烘干室。物料静置在料车上的多层料盘中,推入烘干室进行烘干。通过加热室加热的热空气输送到烘干室,对料车上的物料进行烘干,降温除湿后又吸入加热室再次加热,循环直至果蔬原料烘干结束。干燥过程中可自动控制热风温度、排湿并补充空气,具有投资少、成本低、操作简单、维修方便、经济效益好等特点。

(2)多功能烘干窑

    多功能烘干窑属隧道式干燥设备,采用较长通道式的干燥室进行干燥作业。干燥室可容纳多个干燥料车,采用间歇连续入料的形式进行干燥。热风由设置在干燥室房体外的热风炉加热后从干燥室的一端或两端通过风机送入干燥室内对物料进行干燥,料车从一端进入干燥室后从另一端取出。多功能烘干窑生产能力大,较适合于大型合作社及工厂规模生产使用。

(3)带式干燥设备

    该设备是将物料置于一层或多层连续运行的输送网带上,然后用热风炉加热的高温热风穿透网带和物料来实现连续式的干燥(图1-9)。设备干燥能力大、干燥较均匀、机械化程度较高。但设备造价较高,且不适宜小颗粒、易碎以及含糖高易粘连的物料干燥。


(4)箱式干燥设备

    箱式干燥设备是一种外壁绝热、外形像箱子的干燥设备(图1-10),由加热器、循环风机、盛料盘、支架、箱体等组成,箱体上开有进气口和排气口。工作时由风机产生循环流动的空气流,空气流经加热器时被加热到设定温度,热空气在经过物料表面时进行干燥。


(5)转筒干燥设备

    该设备的主体是略带倾斜并能回转的圆筒,物料经过圆筒内部时与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥(图1-11)。设备具有生产能力大、可连续操作、结构简单、操作方便等特点。


(6)太阳能干燥设施

    太阳能干燥设施主要是通过太阳能集热器加热空气然后对物料进行干燥。由于受到天气变化的原因,太阳能干燥需要配置辅助热源(如煤、电等)。太阳能干燥与传统自然晾晒相比,可以有效提高干燥温度,还可以解决卫生、污染等问题,具有绿色环保的特色。缺点是干燥能力相对较低,需要配备辅助热源等。

    太阳能干燥设备主要由太阳能集热系统、烘干系统、辅助加温系统和自动控制系统等组成(图1-12)。太阳能集热系统进行光热转化,将阳光及其辐射能转换为热能加热空气,并通过循环风机送入干燥室;烘干系统是由保温车板组装而成的热风干燥室,内有移动料车和托盘,设有匀风系统,是实现湿物料干燥的场所;辅助加热系统可采用电加热或热泵加温,在夜间或阴雨天使用,避免干燥物质腐烂和污染产品;自动控制系统按设定的烘干工艺参数自动控制烘干过程中的热风温度和及时排湿。


10.什么是微波干燥?

    该技术利用微波(波长在1毫米至1000毫米的电磁波)为热源加热物料,使物料中的极性水分子在快速变化的高频电磁场作用下,极性取向随外电场的变化而变化,造成分子的运动和相互摩擦,将微波的能量转化为物料内部的热能,使物料温度升高,产生热化和膨化一系列过程,从而使物料快速脱水干燥。微波干燥具有干燥速度快、反应灵敏、热效率高等优点。但微波对人体有一定伤害,需防止微波泄漏。

    微波干燥设备可设计成隧道式样,物料在传输带上连续运转,也可采用箱式结构,利用微波进行干燥的设备(图1-13)。适用于小尺寸、扁平状、条状物料的干燥或热处理。


11.什么是红外干燥?

    该技术利用红外线(波长在0.75微米至1000微米的电磁波)为热源加热物料,红外线波长与被干燥物料中分子运动的固有振动波长相匹配时,引起物料内部分子的强烈共振,并在物料内部产生激烈摩擦生热,使物料升温蒸发水分从而达到干燥。红外干燥具有干燥速度快、干燥品质好、适合于颗粒状物料干燥的优点。但红外干燥不适于结构复杂物料,容受热易不匀。红外干燥设备可设计成传输带式(图1-14),能进行连续干燥作业,自动程度高,较适合于工厂化生产。


12.什么是真空冷冻干燥?

    该技术利用升华原理,将物料急速冻结到冰点以下,使水分冻结成冰晶状态,并在真空状态下使物料内部的冰晶不经过融化而直接以固态升华为水蒸气的状态除去,从而使物料干燥。冷冻真空干燥技术过程中物料的营养物质不容易被破坏,能有效减少营养成分和风味的损失,干燥后的物料品质好,特别适用于热敏性物料。但存在干燥能力低、能耗大等缺点。

    真空冷冻干燥设备主要包括制冷系统、真空系统、加热系统及排湿系统等部分(图1-15)。物料放入设备后,一方面真空系统抽真空把一部分水份带走,另一方面是制冷系统将物料冷冻时把某些分子中所含水份排到物料的表面冻结,达到冷冻要求后,由加热系统对物料加热干燥,通过排湿系统把物料中所含的水份排出。


13.什么是热泵干燥?

    该技术从周围环境中吸取热量,将一定量的低温热能通过热泵系统转化为较高温度的热能用来蒸发物料水分,从而使物料干燥,其原理与制冷机类似,所不同的是一个制热,一个是制冷。热泵干燥具有节能、产品品质好、物料适用性广等优点。但热泵干燥有适宜的环境温度工况区间,比较适合于高温高湿地区使用,气温比较低时使用需要增加辅助热源。

    热泵干燥设备主要包括烘干室、热泵主机、通风排湿系统和自控系统等部分(图1-16)。烘干室采用聚氨酯保温材料建造,内置移动料车和料盘;热泵主机通过冷凝器和蒸发器对烘干室内的空气进行循环除湿和加热,充分利用循环空气中的焓值,空气在烘干室与热泵主机间进行闭式循环;通风排湿系统可实现热风循环,将水蒸气冷凝排出烘干室,实现内部循环控温控湿干燥;自控系统可设定烘干工艺,自动控制烘干过程的升温、控温和控湿等操作。

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