食品化工脱水干燥一体化工艺设计

朴刚一

摘要：现如今，人们的生活节奏不断加快，在饮食方面，不仅要求食品食用方式快速、便捷，还要保留较高的营养价值。对此，食品生产商不断加强食品脱水以及干燥处理技术研究，但是食品脱水和干燥为两个处理工序，可能会导致部分营养流失，对此，本文提出食品化工脱水干燥一体化工艺设计方案，以期能够为食品脱水干燥处理工艺发展提供参考。

关键词：食品；脱水；干燥

1. 引言

中国作为食品生产大国，在食品的生产过程中，要求加强脱水以及干燥处理，避免食物在储存和运输过程中发生腐烂，影响食用安全性。在传统的食品脱水干燥处理工艺的基础上，可创新设计脱水、干燥一体化处理工艺，如果性能稳定、能耗低，并且产品质量高，市场竞争优势明显，可有效促进食品化工行业稳定发展。因此，亟需对食品化工脱水干燥一体化工艺进行深入研究。

2. 食品脱水工艺

食品脱水处理即去湿处理，在食品脱水处理过程中，去除湿固体原料、半成品以及成品中的水分。对于脱水方式，可分为以下三种类型：（1）机械脱水方式，通过压榨、过滤以及离心处理等方式，去除物料中的水分。如果食品水分含量比较高，可用机械脱水处理方式，所需能耗较低，但是所能去除的水分有限；（2）吸附脱水方式，在食品去湿中采用吸湿性物料，包括石灰、硅胶、无水氯化钙等等。吸附脱水法的应用范围比较广，主要被应用于含有少量水分的食物去湿以及气体去湿中；（3）热能脱水方式，通过应用热能，使得物料中的水分汽化，进而排出蒸汽，即干燥处理。在食品工业生产中，根据物料类型选择适宜的脱水工艺后，即可进行干燥处理。

3. 食品干燥工艺

3.1 空气对流干燥

在空气对流干燥中，需将热空气作为干燥介质，通过采用自然对流循环或者强制对流循环的方式与食品进行湿热交换。在食品干燥处理中，要求严格控制空气干、湿球温度，避免对食品品质造成不良影响。

3.1.1 柜式干燥

柜式干燥方式可被应用于果蔬干燥处理中，设备容量小，操作费用较高，并且具有间歇式特征，对于空气温度，需控制在94℃以内，而对于空气流速，需控制在2m/s-4m/s之间。

3.1.2 输送带式干燥

在输送带式干燥处理中，需应用多层输送带，对物料进行翻动处理，物流方向有顺流和逆流两种。干燥处理操作具有连续性以及自动化特征，生产能力较强，设备占地面积小，可实现干燥处理连续性。

3.1.3 气流干燥

气流干燥方式指的是應用气流输送物料，使粉状物料以及颗粒物料在热空气环境中干燥。干燥强度大，物料可处于悬浮状态，与热空气充分接触，干燥所需时间较短，可实施并流操作，散热面积小，应用范围广泛。但是在气流干燥处理中，物料有磨损，因此，动力消耗比较大，一般可被应用于水分低于35%-40%的物料干燥处理中。

3.1.4 流化床干燥

流化床干燥设备类型比较多，包括单层流化床干燥器、卧式多室流化床干燥器、振动流化床干燥器、多层流化床干燥器等等。在食品流化床干燥处理中，颗粒物在干燥床上处于流化状态或者缓慢沸腾状态，可对粉态食品应用流化床干燥处理方式。

3.1.5 喷雾干燥

在食品喷雾干燥处理中，对于液态物以及浆质态物，可喷成雾状、液滴状，使得物料能够悬浮在热空气气流中，据此进行脱水干燥处理。喷雾干燥设备是由雾化系统、干燥室空气粉末分离系统、空气加热系统以及鼓风机所组成的，主要有三种类型，包括离心式、气流式以及压力式。

3.2 接触干燥

在对食品物料进行接触干燥处理时，被干燥物料与加热面充分接触，在水分蒸发中所需能量以传导方式与物料充分接触，并进行间接传热，干燥介质主要有热油、蒸汽等类型。接触干燥处理方式速度快，采用高压蒸汽，热效率比较高，成本投入小。对于接触干燥法，可应用于液态物料、浆状物料等干燥处理中，比如麦片、米粉等。

3.3 真空干燥

真空干燥系统是由真空系统、加热系统、干燥箱以及冷凝水收集装置所组成的。低压条件为0.3kPa-0.6kPa，真空干燥处理所需时间比较短，物料为输送状或者膨化状，在对食品进行真空干燥处理后，产品具有复水性、溶解性特征，并且可保留色泽和口感。

3.4 冷冻干燥

冷冻干燥处理方式指的是将食品置于冷冻状态，食品中的水分即可转变为冰，在高真空度条件下，冰直接从固态转变成水蒸气，进而达到脱水干燥处理效果。因此，对于冷冻干燥处理方式，又可称为升华干燥。

4. 脱水干燥一体化工艺设计目的

计算机技术以及信息技术发展迅速，为人们日常生活提供很多便利，尤其是对于食物的影响比较大。我国历史文化悠久，尤其是饮食文化已传承几千年，在食品加工生产方面，应保证食品原有风味以及营养物质，而传统的食品脱水工艺以及干燥技术很难满足上述要求。对此，需加强技术创新，设计食品脱水干燥一体化工艺方案，为食品加工处理提供新型技术。

5. 食品化工脱水干燥一体化工艺设计

5.1 材料

在本项研究中，选择海带进行脱水干燥一体化实验对象。首先用清水对海带进行多次冲洗，再沥干水分，切割成宽度为1cm的长条状，将其均匀铺设在料架上备用。

5.2 仪器与设备

在海带脱水、干燥处理中，用热泵式脱水干燥一体机，其可调温度在-20℃-100℃之间，湿度范围在10%RH-100%RH之间。热泵式脱水干燥一体机的优势在于，可同时完成食品脱水处理以及干燥处理，无需分开进行，可充分保留食品的原有风味，锁住新鲜和营养。