摘 要：随着食品工业的发展，对食品干燥技术的研究也越来越广泛。本文对食品的干燥方法进行了综述，其中包括一些新型干燥技术，对各种干燥技术的特点进行了分析。
关键词：食品；干燥技术；节能环保
中图分类号：TS205.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160833207
食品干燥即食品经过干燥脱水，食品中的水分含量和水分活度降低，抑制微生物生长，延长食品保质期。食品干燥的方法分为天然干燥和人工干燥。天然干燥法是利用太阳的辐射能使食品中的水分蒸发而除去，或利用寒冷的天气使食品中的水分冻结，再通过冻融循环而除去水分的干燥方法。人工干燥法则是利用特殊的装置来调节干燥工艺条件，使食品中水分脱除的干燥方法。下面主要介绍几种常用的人工干燥方法。
1 常压空气对流干燥法
空气干燥法，是以热空气作为干燥介质，以对流的方式与食品进行热量和水分的交换，从而使食品获得干燥。空气干燥是最常用的干燥方法，根据干燥介质与食品流动接触方式的不同，可分为固定接触式对流干燥和悬浮式接触对流干燥2大类。固定接触式对流干燥的特点是：食品堆积在容器或其他支持器件上进行干燥。悬浮式接触干燥的特点是将固体颗粒或液体状食品悬浮在干燥空气流中进行干燥，常见的有气流干燥、流化床干燥及喷雾干燥等。
1.1 气流干燥
气流干燥是将粉末或颗粒状食品悬浮在热空气流中进行干燥的。该法操作简单，干燥速度快，但是动力消耗大，容易产生颗粒磨损，设备体积较大。气流干燥适合于在潮湿情况下仍能在气体中自由流动的颗粒食品或粉末状食品如面粉、淀粉、鱼粉的干燥，且原料的含水量不超过35%。
1.2 流化床干燥
流化床干燥室将颗粒状食品置于干燥床上，使热空气以足够大的速度自下而上吹过干燥床，使食品在流化态下获得干燥的方法。该法的优点是食品与热空气的接触面积大，湿热交换十分强烈，干燥速度快。流化床内温度分布均匀，可采用较高的温度不会引起食品的损伤。其缺点是热空气的利用率低，颗粒食品易被气流带走而损耗掉，颗粒在干燥器内停留时间不均匀，导致干制品含水量不均匀。
1.3 喷雾干燥
喷雾干燥是将液体或浆质状态食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气中进行干燥的方法。在喷雾干燥系统中，喷雾系统和干燥系统是核心部分，喷雾系统是将液体或浆质状态食品喷成雾状液滴。而料雾离开雾化系统之后，进入干燥系统。料雾在这里与热空气充分接触，迅速脱去水分成为粉末状。干燥产品一般要求造粒处理，提高其速溶性。所以，该干燥方法可与流化床结合使用，在流化床内进行降速干燥阶段，并将液体直接转换成颗粒产品。
喷雾干燥的最大优点在于干燥速度快，有瞬间干燥的特点，制品的品质好，生产过程简单，操作控制方便，适合连续生产。但单位制品的耗热量大，热效率低，仅为30%～40%。
2 接触式干燥法
接触式干燥是将食品放在热壁上加热干燥的方法。它可以在常压和真空2种条件下进行。该干燥法的主要设备有滚筒干燥器、真空干燥箱、带式真空干燥器等。
2.1 滚筒干燥
滚筒干燥是将黏稠状的待干食品涂抹或喷洒在加热的滚筒表面而进行的干燥。滚筒干燥既可以在常温下进行，也可以在真空下进行。有单滚筒和双滚筒之分，滚筒表面的温度一般持续在100℃以上。待干食品在滚筒表面停留干燥的时间为几秒到几十秒。
滚筒干燥设备的结构简单，干燥速度快，热量利用率较高，但常压滚筒干燥可能会引起干制品色泽和风味的变化，而真空滚筒干燥的成本太高。另外，滚筒干燥的适用范围比较窄。
2.2 带式真空干燥
带式真空干燥在一个密闭的真空容器中进行的连续干燥，真空容器中设有加热和冷却两个滚筒，不锈钢传送带缠绕其上，带的上下2侧还设有红外线热源。该干燥方法干燥速度快，成品的质量好，但是设备结构复杂，成本较高，适用于各种果汁、牛奶、速溶咖啡，水解鱼蛋白等食品的干燥。
3 升华干燥法
升华干燥法也叫冷冻干燥法、真空冷冻干燥法等，它是将食品预先冻结后，在真空条件下通过升华的方式除去水分的干燥方法。近几年，国外研究者将喷雾干燥和冷冻干燥结合形成一种新的干燥技术，即喷雾冷冻干燥术。瑞士的Leuenberger等[1]将喷雾冷冻制粉与流化床干燥结合，研究了该种两段式喷雾冷冻干燥对药品性能的影响。
目前，升华干燥在肉类、水产品、禽蛋类、速溶咖啡、速溶茶、水果粉、香辛料等食品的干燥中获得广泛的应用，在某些特殊食品如军需食品、登山食品、宇航员食品、保健室食品、保健食品、旅游食品及婴儿食品等的应用中潜力也很大。
4 辐射干燥法
辐射干燥法是利用电磁波作为热源使食品脱水的方法。根据电磁波的频率，辐射干燥法分为红外线干燥和微波干燥2种方法。
4.1 红外线干燥
该法是利用红外线作为热源，直接辐射到食品上，使其温度升高，引起水分蒸发而获得干燥的方法。红外线分为近红外线和远红外线，干燥的机理均为红外线引起食品分子、原子的振动，电能转变为热能，水分吸热而蒸发。
红外线干燥器的主要特点是干燥速度快，干燥时间是热风干燥的1/5甚至1/10，生产效率高。由于食品表面和内部同时吸收红外线，因而干燥比较均匀，干制品质量好。设备结构简单，体积较小，成本低，在食品行业中主要用于粮食加工。
4.2 微波干燥
微波是一种频率在300～3000MHz之间的电磁波，以食品的介电性质为基础进行加热干燥的。在微波频率区间内，偶极子极化强度的变化将滞后于电场强度的变化，因此一部分电能将用于克服偶极子间的摩擦而转变为热量，这是微波加热的本质。
微波干燥器的类型很多，按工作的特性和适用的食品可分为谐振腔型、波导型、辐射型和漫波型等4种。微波干燥的优点：微波干燥基本不存在内部传热现象，干燥的速度很快；微波干燥时，食品内部及表面同时吸热，避免常规加热时出现的表面硬化和内部干燥不均匀的现象，干制品的质量好；具有自动热平衡特性；微波加热的温度、功率都可以在一定范围内随意调节，自动化程度高；热效率比较高。但是微波干燥成本较高，目前仅用于价值较高且对形状没有特殊要求的物料。而微波真空干燥温度较低，速度也较快，实验也证明该干燥方法可以很好的保留食品原有的品质，营养成分损失也比较少，且成本较低，所以该干燥方法很有发展前景。
5 其它干燥技术
5.1 折射窗干燥
在第十届中国干燥会议期间，Mujumdar等[2]介绍了一种名为折射窗干燥（Refractance Window）的新型技术。RW是一种传导、辐射和薄层干燥相结合的全新干燥技术，可用于替代传统的干燥方法来加工。还可以用于干燥热敏性强以及不可用喷雾进行干燥的浆体原料。由于该干燥方法是在较温和的温度下进行的，所以很好的保持物料原有的品质。在药品、果蔬粉和调味料等食品干燥加工领域有较大的应用潜力。Nindo等[3]用折射窗干燥技术对水果、蔬菜泥进行干燥，结果表明：干燥后的产品维生素以及抗氧化物这些营养成分损失少，且产品的色泽没有太大的改变。
5.2 超临界干燥系统
近些年，超临界干燥系统逐渐发展起来。它是在干燥介质临界和临界压力条件下进行的干燥，它可以减少在干燥过程中物料的收缩和碎裂，减少物料的组织和结构的破坏。该干燥系统脱水周期短，处理后的物料中不含有化学试剂残留，脱水过程中可以有效消除干燥应力，具有广泛于制备气凝胶、干燥生物有机样品和纳米材料等。目前大部分的流体是采用二氧化碳。中草药提取、生物质炼制技术的迅速发展，其他流体或流体混合体的使用将有助于超临界干燥系统的优化。
5.3 吸附式低温干燥技术
吸附式低温干燥技术属于热泵干燥。热泵干燥的应用较为广泛。它的干燥机理是冷风干燥，由于干燥温度较低（50℃以下），相对湿度在15%左右，所以其耗能也较少。同时，与热风干燥相比，该干燥方法可以较好的保持物料的营养成分以及一定的水分，不会表面干硬。但热泵干燥压缩机会使用CFCs作为制冷工质，它会破坏大气臭氧层，对环境造成不利的影响。
5.4 过热蒸汽干燥
过热蒸汽干燥近20a发展起来的一种干燥技术。它的干燥机理是湿物料与过热蒸汽直接接触，去除水分，制成干制产品。与传统的热风干燥相比，这种干燥更加的节能环保。因其使用水蒸气作为干燥介质，废气无污染，并且可利用冷凝的方法回收蒸汽的潜热再加以利用。且该干燥方法干燥时间短、物料收缩变形小、颜色保持新鲜、多孔、复水性好和维生素含量高。但是过热蒸汽干燥设备的成本高，投资大，喂料时易产生结露现象，并且干燥的温度超过100℃，可能会使物料中一些热敏性物质被破坏。所以，该干燥方法适用于耐高温的食品。而最新提出的低压过热蒸汽干燥通过调节不同的操作压力，可以降低干燥温度，使过热蒸汽干燥的适用范围更加广泛。
6 结语
干燥工艺要进行不断地改进，同时要根据不同物料的特点，选择合适的干燥技术。干燥操作一般是生产过程中较为耗能的环节，所以今后对干燥技术的研究，节能将是开发新型干燥设备的重大目标。而干燥过程实现零污染、零排放将是今后的发展方向。
参考文献
[1]Leuenberger H，Plitzko M，Puchkov M.Spray-freeze Drying in a Fluidized Bed at Normal and Low Pressure[J]. Drying Technology，2006，24（6）：711-720.
[2]Mujumdar A S，Huang L X，Global Needs in Drying R & D [C]. 第十届全国干燥会议论文集，中国，南京， 2005，（6）：16.
[3]Nindo C I，Tang J. Refractance window dehydration technology a novel contact drying method[J]. Drying Technology，2007， 25（1）：37-48.
作者简介：要志宏（1993-），女，山西省晋中人，扬州大学营养与食品卫生硕士研究生，主要从事食物成分与人体健康的研究。