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食品干燥技术的发展概述

  食品干制是一种具有悠久历史的加工方法,北魏时期贾思勰的《齐民要术》中就有关于干制食品的记载,在明代李时珍的《本草纲目》中则提到了采用晒干制桃干的方法,在《群芳谱》一书中记有先烘枣而后密封储藏的方法。自然干制为中国长期广泛采用的干制法。中国著名土特产如葡萄干、红枣、柿饼、干辣椒、金针菜、玉兰片、萝卜干、梅干菜、香蕈等都是晒干或阴干制成;肉制品中的风肉、火腿和广东香肠经风干或阴干后再行保存。一直以来自然干制是常用的方法,但是自然干制食品干燥缓慢,难以制成品质优良的产品,并且会受到气候条件的限制,食品常会因阴雨季节无法晒干而腐败变质。同时还需要大面积晒场和劳动力,劳动生产率极低。此外,还容易遭受灰尘、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。为了在异常的气候条件下仍能及时干制,以免食品腐败变质,在不断实践中终于摸索出使用人工加热的干制方法。中国民间长期以来采用的烘、炒、焙等干制食品方法正是这样逐渐形成的但不利于大规模生产。适宜大批量生产的干制方法于1875年才出现。最初是将片状蔬菜堆放在室内,通入40℃热空气进行干燥,这就是早期的热空气干燥方法。其后,随着科学和生产技术的不断发展,逐渐发展为工业化生产的规模。人工干制在室内进行,不再受气候条件的限制,操作容易控制,干制时间大大缩短,产品质量显著提高,产品得率也有所提高,这是由于干制能及时阻止生化变化,以致如糖分等一类物质损耗量得以减少,正由于此,人工干制---->干燥技术才得到了迅速发展。

一、干燥技术的发展
    经过100多年的发展干燥技术已经是食品储藏和改善品质必不可缺的加工方式之一,也是人类有史以来一直利用的食品加工技术。 干燥方法包括最原始的自然干燥法以及利用外来热量的热风干燥法、喷雾干燥法、薄膜干燥法及冷冻干燥法等多种方法。近年来,为了提高干燥作业的质量和效率,还研究开发成功组合利用真空和加压处理的各种新型干燥装置,使食品干燥技术进入了最新的发展阶段。 
■自然干燥是在食品加工历史中有很长的一段时期内得到利用的技术,可以说一直沿用到战后的方便食品,干燥技术取得新发展时期为止。不过至今仍然为某种特殊地区的食品加工业需求,还能得到利用。 
■在方便食品制造过程中主要应用的是喷雾干燥、冻结干燥和滚筒干燥三大技术。
■目前在食品领域利用的比较新的干燥技术还有真空传送带式干燥、真空脱水干燥、微波和远红外干燥、流动层造粒干燥等。 
■关于干燥装置的发展动向,同其他食品加工技术一样正在向探索节能、节约场地以及讲究卫生安全和适应环境保护要求,并能进一步提高产品质量高标准要求的方向发展。 特别是近年来出现的某些新的发展动向,开发了各种类型的干燥技术和设备。
■食品生产中经常使用的是无损于食品风味、不易引起变色和变质的喷雾干燥,冷冻真空干燥和真空皮带式干燥等高品质干燥技术。



二、食品的干燥技术
食品干燥的主要目的,是保护生鲜食品免遭腐败。干燥的结果,又带来搬运方便,容易吃这些好处,并且有时候还会增加美味,也有产生不同的香味的。例如,把柿子制成柿饼,又增了甜味和独特的吃头。可是如果想把干燥了的食品,再度恢复水分,用历来的干燥法是难以还原的。为此,不去考虑用历来的干燥法使之返回原来状态,而更多地看到生产出别的加工食品来。无怪乎象挂面、通心粉、淀粉那样原料食品,就是尽量抑制变化制造出来的干燥食品。
干燥方法有以列几种:
1、加热干燥
2、真空干燥
3、喷雾干燥
4、冻结干燥
5、其它干燥
一、加热干燥
靠热源使空气加热,通过此热空气使之干燥,有将从燃料出来的火和烟,直接导入干燥器内,使之干燥的直接加热式与将热导入空气加热机,靠加热了的空气使之干燥的间接加热式。还有将加热板加热,在这上将材料压住使之干燥的热板加热式。
箱型热风干燥机是最普通的东西,从干燥室的外边送来热风使之干燥的。用在香蕈、茶叶上。热风温度因对象而导、例如,茶70-130℃,香蕈60℃左右。此外,还有向隧道状的干燥机内送进热风,使之从一方向他方移动来使之干燥的隧道干燥机。比箱型干燥机的热效率高,用在蔬菜、水果、淀粉等的干燥上。还有,回转式干燥机,是具有不陡的倾斜的干燥圆筒回转,从上部添入材料后,边干燥边从下部出来。可以连续处理。用在砂糖、葡萄糖、糕点等的干燥上,另外还有,转筒干燥机,用的是把表面磨光了的金属性汽油筒,把它水平放着,将一半左右浸泡在液体内,使之静静地回转,靠着汽油筒内的热,使液体干燥成为薄膜状。将薄膜扒出来,汽油筒继续在液内回转。再进行下次的干燥。
二、真空干燥
适于加热后容易变化的东西的干燥上,用于香料、果实、蔬菜的干燥上,靠着干燥机内是真空状态,所以即使是低温,水分也能急速排除,热效率也好,据说使用大型机时,费用并不比热风干燥贵。
三、喷雾干燥
液体材料或固形物在液体非常细碎分散的情况下,使之干燥时用的。将液体喷入热气中时,液体变成细小的微粒子,因表面积增大,热交换便迅速进行,瞬间便可使之干燥。此干燥法因干燥时间短,所以能够抑制食品中成分的变质并将其制成粉末。
四、冻结干燥
此法是将准备干燥的食品,事先用-30℃—-40℃冻结之后,把它放在高真空之中,将食品中生成的冰,以直接蒸气的形式除掉,这样进行干燥的。此方法的好处是:1、因原料是以低温保存着的,所以能够防止因热的变质,能够抑止食品的色、味、香、维生素类等的变化;2、原料的状态,干燥后也能保持;3、向干燥品加入凉水或温水,很容易恢复到原来状态,多用在快餐食品的蔬菜类上,最近用在袋装鸡蛋挂面等的“菜码儿”上。
五、其他干燥
加压干燥是在能够加热、加压的密闭容器中,放入谷类、半干燥的水果、蔬菜等密封起来,从外部加热,达到一定压力、温度时,打开盖,使之返回大气中,借此来使食品膨胀、干燥的,膨化食品便是一例。最近在美国早餐用谷物上也是常见的。在我国,古来就将不易干燥的食品先冻结起来,保存一个时期以后,再解冻、脱水、干燥的方法。冻豆腐、淀粉、绿豆粉等便是。脱水之后,干燥时,即使是普通的加热干燥也能作好,并不会引起角质化。 

  三、干燥设备的分类

  1、按干燥设备的特征来分类:

  1)自然干燥方法(晒干与风干等);

  2)人工干燥方法(如箱式干燥、窑房式干燥、隧道式干燥、输送式干燥、输送带式干燥、滚筒干燥、流化床干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等)。

  2、按干燥的连续性分为:

  1)间歇(批次)干燥;(2)连续干燥。

  3、以干燥时空气的压力来分类:

  1)常压干燥;(2)真空干燥。

  4、以干燥过程向物料供能热的方法来分类:

  1)对流干燥;(2)传导干燥;(3)能量场作用下的干燥及组合干燥法。

 四、 干燥食品的最终水分要求

  1、粮谷类和豆类

  谷物收获和安全储存所要求的水分含量一般种子类在水分活性0.60.80范围内,其水分变化曲线的斜率很平,1%水分变化可引起0.040.08 aw 的变化。

  2、鱼、肉类

  仅依靠降低水分活性常难以达到鱼、肉类干制品的长期常温保藏。因此这类制品的干制过程,常结合其它保藏工艺,如盐腌、烟熏、热处理、浸糖、降低pH、添加亚硝酸盐等防腐剂,以达到一定保质期而不能保持其优良食用品质。

  3、乳制品

  全脂、脱脂乳粉,通常干燥至水分活性0.2左右,我国国家标准要求全脂乳粉水分小于2.52.75%,脱脂乳粉水分小于4.04.5%,调制乳粉小于2.503.0%,脱盐乳清粉(特级品)小于2.5%。

  4、蔬菜

  脱水蔬菜最终残留水分510%,相当于水分活性0.100.35

  5、水果

  多数脱水干燥水果水分活性在0.650.60 

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