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    果蔬干制技術與設施問答(3)果蔬常用干燥技術與設施

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    果蔬干制技術與設施問答(3)果蔬常用干燥技術與設施
    時間:2019年11月16日 閱讀: 1,092 次

    1.果蔬干燥主要有哪些方式?

    果蔬干燥主要有單一干燥和聯合干燥兩種方式。

    2.什么是單一干燥?

    單一干燥指根據物料的特性,以單一熱源、方式或設備為主的干燥方式。

    3.什么是聯合干燥?

    聯合干燥也稱為組合干燥,指根據物料特性,將兩種或兩種以上干燥方式依據優勢互補的原則,分階段(或)同時進行的復合干燥技術,可分為串聯、并聯和混聯三種形式。串聯式組合干燥又稱分階段組合干燥,其特征是在不同的時間段中組合不同的干燥技術,如微波熱風聯合干燥;并聯式組合干燥又稱同階段組合干燥,其特征是在相同的時間段中組合不同的干燥技術,如微波真空干燥;混聯式組合干燥是串聯和并聯兩種方式的混合,如熱風-微波真空聯合干燥。

    4.常用的果蔬干燥技術有哪些?

    果蔬干燥技術主要有自然干燥、機械干燥兩類。自然干燥技術主要包括日曬、陰干(風干)等,是農業傳統的干燥技術。機械干燥技術主要包括熱風干燥、輻射干燥、真空冷凍干燥及熱泵干燥等形式。輻射干燥又分為微波干燥、紅外干燥等。目前,我國在果蔬干燥中應用廣泛的技術是熱風干燥,約占干制果蔬總量的90%左右。

    5.自然干燥的主要特點是什么?

    自然干燥是常見的果蔬干制方法,如圖1-7所示。自然干制方法的優點是:干制方法和設備簡單,工藝簡單實用,生產費用低,能在產地就地進行。

    自然干制方法的缺點是:干燥過程較緩慢,難以制成品質優良的產品;受到氣候條件的限制,會因陰雨季節無法曬干而腐敗變質;需要大面積的曬場和大量勞動力,勞動生產率極低;容易遭受灰塵、雜質、昆蟲等污染和鳥類、嚙齒類動物等的侵染,既不衛生又有損耗。

    (圖1-7? 蔬菜水果自然干燥)

     

    6.果蔬機械干燥的加熱方式有哪些?

    果蔬干制加熱主要包括直接加熱和間接加熱。直接熱源加熱是將熱能直接加于物料,如燃煤加熱、電流加熱和日光照射加熱等。間接熱源加熱是將上述直接熱源的熱能加于中間載熱體,然后由中間載熱體將熱能再傳給物料,如蒸汽加熱、熱水加熱等。

    7.什么是熱風干燥技術?

    利用不同熱源(如煤、石油、天然氣、電、太陽能等)提供熱量,將加熱的空氣通過風機吹入干燥室內形成熱風,由熱風將熱量遞給物料,使物料表面水分和內部水分受熱氣化為水蒸氣擴散到空氣中,從而使物料干燥的技術稱為熱風干燥。熱風干燥具有操作簡單易行、物料處理量大和成本低等優點。但由于干燥過程中傳熱和傳質方向相反,存在干燥速度慢、品質較低的缺點。

    8.影響熱風干燥的主要因素有哪些?

    干燥介質熱風和果蔬物料的情況是影響熱風干燥的主要因素。對熱風而言,影響的因素主要是熱風的溫度、流動速度和相對濕度(圖1-8);對果蔬物料而言,影響的因素主要是原料的特性、干燥前預處理情況和裝載量。

    (圖1-8 影響熱風干燥的主要因素)

      9.常用的熱風干燥設施有哪些?

    果蔬干燥中常用的熱風干燥設施設備主要有熱風烘房、多功能烘干窯、帶式干燥設備、箱式干燥設備、轉筒干燥設備、太陽能干燥設施等。

    (1)熱風烘房。該設施全稱為分批靜止式熱風循環烘房,俗稱“熱風烘房”,是果蔬產地為常見的一種干燥設施。一側為熱風加熱室,另一側為烘干室。物料靜置在料車上的多層料盤中,推入烘干室進行烘干。通過加熱室加熱的熱空氣輸送到烘干室,對料車上的物料進行烘干,降溫除濕后又吸入加熱室再次加熱,循環直至果蔬原料烘干結束。干燥過程中可自動控制熱風溫度、排濕并補充空氣,具有投資少、成本低、操作簡單、維修方便、經濟效益好等特點。

    (2)多功能烘干窯。多功能烘干窯屬隧道式干燥設備,采用較長通道式的干燥室進行干燥作業。干燥室可容納多個干燥料車,采用間歇連續入料的形式進行干燥。熱風由設置在干燥室房體外的熱風爐加熱后從干燥室的一端或兩端通過風機送入干燥室內對物料進行干燥,料車從一端進入干燥室后從另一端取出。多功能烘干窯生產能力大,較適合于大型合作社及工廠規模生產使用。

    (3)帶式干燥設備。該設備是將物料置于一層或多層連續運行的輸送網帶上,然后用熱風爐加熱的高溫熱風穿透網帶和物料來實現連續式的干燥(圖1-9)。設備干燥能力大、干燥較均勻、機械化程度較高。但設備造價較高,且不適宜小顆粒、易碎以及含糖高易粘連的物料干燥。

    (圖1-9 帶式干燥設備)

     ?。?)箱式干燥設備。箱式干燥設備是一種外壁絕熱、外形像箱子的干燥設備(圖1-10),由加熱器、循環風機、盛料盤、支架、箱體等組成,箱體上開有進氣口和排氣口。工作時由風機產生循環流動的空氣流,空氣流經加熱器時被加熱到設定溫度,熱空氣在經過物料表面時進行干燥。

    (圖1-10 箱式干燥設備)

     ?。?)轉筒干燥設備。該設備的主體是略帶傾斜并能回轉的圓筒,物料經過圓筒內部時與通過筒內的熱風或加熱壁面進行有效的接觸而被干燥(圖1-11)。設備具有生產能力大、可連續操作、結構簡單、操作方便等特點。

    (圖 1-11 轉筒干燥設備 )

     ?。?)太陽能干燥設施。太陽能干燥設施主要是通過太陽能集熱器加熱空氣然后對物料進行干燥。由于受到天氣變化的原因,太陽能干燥需要配置輔助熱源(如煤、電等)。太陽能干燥與傳統自然晾曬相比,可以有效提高干燥溫度,還可以解決衛生、污染等問題,具有綠色環保的特色。缺點是干燥能力相對較低,需要配備輔助熱源等。

    太陽能干燥設備主要由太陽能集熱系統、烘干系統、輔助加溫系統和自動控制系統等組成(圖1-12)。太陽能集熱系統進行光熱轉化,將陽光及其輻射能轉換為熱能加熱空氣,并通過循環風機送入干燥室;烘干系統是由保溫車板組裝而成的熱風干燥室,內有移動料車和托盤,設有勻風系統,是實現濕物料干燥的場所;輔助加熱系統可采用電加熱或熱泵加溫,在夜間或陰雨天使用,避免干燥物質腐爛和污染產品;自動控制系統按設定的烘干工藝參數自動控制烘干過程中的熱風溫度和及時排濕。

    (圖1-12 太陽能干燥設備)

      10.什么是微波干燥?

    該技術利用微波(波長在1~1000毫米的電磁波)為熱源加熱物料,使物料中的極性水分子在快速變化的高頻電磁場作用下,極性取向隨外電場的變化而變化,造成分子的運動和相互摩擦,將微波的能量轉化為物料內部的熱能,使物料溫度升高,產生熱化和膨化一系列過程,從而使物料快速脫水干燥。微波干燥具有干燥速度快、反應靈敏、熱效率高等優點。但微波對人體有一定傷害,需防止微波泄漏。

    微波干燥設備可設計成隧道式樣,物料在傳輸帶上連續運轉,也可采用箱式結構,利用微波進行干燥的設備(圖1-13)。適用于小尺寸、扁平狀、條狀物料的干燥或熱處理。

    (圖1-13 微波干燥設備)

     

    11.什么是紅外干燥?

    該技術利用紅外線(波長在0.75微米至1000微米的電磁波)為熱源加熱物料,紅外線波長與被干燥物料中分子運動的固有振動波長相匹配時,引起物料內部分子的強烈共振,并在物料內部產生激烈摩擦生熱,使物料升溫蒸發水分從而達到干燥。紅外干燥具有干燥速度快、干燥品質好、適合于顆粒狀物料干燥的優點。但紅外干燥不適于結構復雜物料,容受熱易不勻。紅外干燥設備可設計成傳輸帶式(圖1-14),能進行連續干燥作業,自動程度高,較適合于工廠化生產。

    (圖1-14 紅外干燥設備)

      12.什么是真空冷凍干燥?

    該技術利用升華原理,將物料急速凍結到冰點以下,使水分凍結成冰晶狀態,并在真空狀態下使物料內部的冰晶不經過融化而直接以固態升華為水蒸氣的狀態除去,從而使物料干燥。冷凍真空干燥技術過程中物料的營養物質不容易被破壞,能有效減少營養成分和風味的損失,干燥后的物料品質好,特別適用于熱敏性物料。但存在干燥能力低、能耗大等缺點。

    真空冷凍干燥設備主要包括制冷系統、真空系統、加熱系統及排濕系統等部分(圖1-15)。物料放入設備后,一方面真空系統抽真空把一部分水份帶走,另一方面是制冷系統將物料冷凍時把某些分子中所含水份排到物料的表面凍結,達到冷凍要求后,由加熱系統對物料加熱干燥,通過排濕系統把物料中所含的水分排出。

    (圖1-15 真空冷凍干燥設備)

      13.什么是熱泵干燥?

    該技術從周圍環境中吸取熱量,將一定量的低溫熱能通過熱泵系統轉化為較高溫度的熱能用來蒸發物料水分,從而使物料干燥,其原理與制冷機類似,所不同的是一個制熱,一個是制冷。熱泵干燥具有節能、產品品質好、物料適用性廣等優點。但熱泵干燥有適宜的環境溫度工況區間,比較適合于高溫高濕地區使用,氣溫比較低時使用需要增加輔助熱源。

    熱泵干燥設備主要包括烘干室、熱泵主機、通風排濕系統和自控系統等部分(圖1-16)。烘干室采用聚氨酯保溫材料建造,內置移動料車和料盤;熱泵主機通過冷凝器和蒸發器對烘干室內的空氣進行循環除濕和加熱,充分利用循環空氣中的焓值,空氣在烘干室與熱泵主機間進行閉式循環;通風排濕系統可實現熱風循環,將水蒸氣冷凝排出烘干室,實現內部循環控溫控濕干燥;自控系統可設定烘干工藝,自動控制烘干過程的升溫、控溫和控濕等操作。

    (圖 1-16 熱泵干燥設備)


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