食品化工脫水干燥一體化工藝設(shè)計(jì)

樸剛一

摘要：現(xiàn)如今，人們的生活節(jié)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(yǎng)價(jià)值。對此，食品生產(chǎn)商不斷加強(qiáng)食品脫水以及干燥處理技術(shù)研究，但是食品脫水和干燥為兩個(gè)處理工序，可能會(huì)導(dǎo)致部分營養(yǎng)流失，對此，本文提出食品化工脫水干燥一體化工藝設(shè)計(jì)方案，以期能夠?yàn)槭称访撍稍锾幚砉に嚢l(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：食品；脫水；干燥

1. 引言

中國作為食品生產(chǎn)大國，在食品的生產(chǎn)過程中，要求加強(qiáng)脫水以及干燥處理，避免食物在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中發(fā)生腐爛，影響食用安全性。在傳統(tǒng)的食品脫水干燥處理工藝的基礎(chǔ)上，可創(chuàng)新設(shè)計(jì)脫水、干燥一體化處理工藝，如果性能穩(wěn)定、能耗低，并且產(chǎn)品質(zhì)量高，市場競爭優(yōu)勢明顯，可有效促進(jìn)食品化工行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。因此，亟需對食品化工脫水干燥一體化工藝進(jìn)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(jī)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(jī)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(yīng)用范圍比較廣，主要被應(yīng)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(yīng)用熱能，使得物料中的水分汽化，進(jìn)而排出蒸汽，即干燥處理。在食品工業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)物料類型選擇適宜的脫水工藝后，即可進(jìn)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(zhì)，通過采用自然對流循環(huán)或者強(qiáng)制對流循環(huán)的方式與食品進(jìn)行濕熱交換。在食品干燥處理中，要求嚴(yán)格控制空氣干、濕球溫度，避免對食品品質(zhì)造成不良影響。

3.1.1 柜式干燥

柜式干燥方式可被應(yīng)用于果蔬干燥處理中，設(shè)備容量小，操作費(fèi)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(nèi)，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(yīng)用多層輸送帶，對物料進(jìn)行翻動(dòng)處理，物流方向有順流和逆流兩種。干燥處理操作具有連續(xù)性以及自動(dòng)化特征，生產(chǎn)能力較強(qiáng)，設(shè)備占地面積小，可實(shí)現(xiàn)干燥處理連續(xù)性。

3.1.3 氣流干燥

氣流干燥方式指的是應(yīng)用氣流輸送物料，使粉狀物料以及顆粒物料在熱空氣環(huán)境中干燥。干燥強(qiáng)度大，物料可處于懸浮狀態(tài)，與熱空氣充分接觸，干燥所需時(shí)間較短，可實(shí)施并流操作，散熱面積小，應(yīng)用范圍廣泛。但是在氣流干燥處理中，物料有磨損，因此，動(dòng)力消耗比較大，一般可被應(yīng)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(shè)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(dòng)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(tài)或者緩慢沸騰狀態(tài)，可對粉態(tài)食品應(yīng)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(tài)物以及漿質(zhì)態(tài)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(jù)此進(jìn)行脫水干燥處理。噴霧干燥設(shè)備是由霧化系統(tǒng)、干燥室空氣粉末分離系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)以及鼓風(fēng)機(jī)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(jìn)行接觸干燥處理時(shí)，被干燥物料與加熱面充分接觸，在水分蒸發(fā)中所需能量以傳導(dǎo)方式與物料充分接觸，并進(jìn)行間接傳熱，干燥介質(zhì)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(yīng)用于液態(tài)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(tǒng)是由真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、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(shí)間比較短，物料為輸送狀或者膨化狀，在對食品進(jìn)行真空干燥處理后，產(chǎn)品具有復(fù)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(tài)，食品中的水分即可轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，在高真空度條件下，冰直接從固態(tài)轉(zhuǎn)變成水蒸氣，進(jìn)而達(dá)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(shè)計(jì)目的

計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)發(fā)展迅速，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┖芏啾憷?，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(chǎn)方面，應(yīng)保證食品原有風(fēng)味以及營養(yǎng)物質(zhì)，而傳統(tǒng)的食品脫水工藝以及干燥技術(shù)很難滿足上述要求。對此，需加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)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(shù)。

5. 食品化工脫水干燥一體化工藝設(shè)計(jì)

5.1 材料

在本項(xiàng)研究中，選擇海帶進(jìn)行脫水干燥一體化實(shí)驗(yàn)對象。首先用清水對海帶進(jìn)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(shè)在料架上備用。

5.2 儀器與設(shè)備

在海帶脫水、干燥處理中，用熱泵式脫水干燥一體機(jī)，其可調(diào)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(jī)的優(yōu)勢在于，可同時(shí)完成食品脫水處理以及干燥處理，無需分開進(jìn)行，可充分保留食品的原有風(fēng)味，鎖住新鮮和營養(yǎng)。