新型食品干燥技术及应用

我国已成为世界上的农产品加工国，其中脱水农产品占世界贸易量的近2/3。食品干燥产业已经成为我国促进区域特色农业发展、提高农业效益、增加农民收入、拉动食品产业发展并在国际市场具有明显比较优势和巨大发展潜力的重要行业。干燥是采用某种方式将热量传递给含水物料，且将此热量作为潜热而使水分蒸发分离的操作。但是由于大部分传统干燥工艺采用高温干燥，某些干燥食品在质量上也有所下降。而当前国内外消费者对干燥产品的质量要求日益提高，要求干燥后产品能保留原有的色、香、味、型，且食用方便。鉴于此，国内外许多新型干燥技术趋向于低温干燥操作，同时兼顾干燥效率的提高和能耗的降低。

笔者多年来一直从事农产品干燥技术的研究，特别是在农产品高效节能干燥技术研究方面取得了较多成果。针对提高脱水食品品质的问题，研究开发了以微波冷冻干燥、常压冷冻干燥、喷雾冷冻干燥、冷风干燥、真空微波干燥等为代表的多种低温干燥技术与相关产品，解决了许多行业难题。近年来，笔者承担的河南省高校科技创新人才项目“基于热泵除湿的果蔬常压冷冻干燥关键技术研究”、国家自然科学基金项目“介电特性作用下的果蔬微波冷冻干燥行为及机理（U1204332）”、 国家自然科学基金项目“果蔬微波冷冻干燥中的孔道演变对其电磁行为和干燥过程的影响机制（31671907）”、 国家自然科学基金项目“基于涡流管制冷效应的怀山药常压冷冻干燥机理及干燥行为控制机制（31271972）”、 国家重点研发计划项目“果蔬干燥减损关键技术与装备研发（2017YFD0400900）”、河南省自然科学基金项目“果蔬冻干-真空微波联合干燥过程中的外观品质劣变途径（182300410062）”取得了一系列关于食品新型冻干技术的研究成果。随着笔者对食品低温干燥过程的认识不断深入。本书也正是这些阶段性成果的初步总结。

综上所述，本书着重反映笔者团队的研究成果，来供国内外同行交流学习，同时也介绍了一些国内外同行的研究进展。本书的主要读者是从事食品干燥的技术人员、研究生和本科高年级学生。本书实用性强，辐射面宽，既属于食品加工技术范畴，又涉及工程技术领域，同时还与环境工程、食品工业、农业科学等有密切的关系。本书坚持科学研究与推广普及二者有机融合，在内容上充分考虑技术的前沿性，同时紧密结合生产实际。

本书的主要内容包括4个部分：食品冷风干燥技术与调控；食品新型升华干燥技术与应用；食品微波真空干燥技术与应用；食品新型喷雾干燥技术与应用。在本书的撰写过程中，深圳职业技术学院的黄略略博士，河南科技大学的任广跃教授，硕士研究生周四晴、庞玉琪、王月月、段柳柳、廉苗苗、张萌等提供了帮助。在此，对于所有参与、支持、资助出版本书的个人和单位表示衷心的感谢。

由于本书介绍的内容多数属于笔者近年来的科研成果，而干燥技术正处于深入发展的阶段，且笔者水平有限，因此书中有不妥之处，恳请读者和有关同行专家批评指正。

著者

2018年5月

第1章  概述1

1.1干燥技术的发展1

1.1.1干燥技术的现状1

1.1.2干燥技术的可持续发展道路3

1.2食品干燥技术发展现状4

1.2.1微波干燥4

1.2.2喷雾干燥5

1.2.3真空冷冻干燥6

1.2.4太阳能干燥7

1.2.5变温压差膨化干燥技术8

1.2.6热泵干燥技术9

1.3新型食品干燥技术12

1.3.1冷风干燥12

1.3.2微波冷冻干燥12

1.3.3微波真空干燥14

参考文献14

第2章  食品冷风干燥技术与调控17

2.1冷风干燥设备17

2.1.1冷风干燥机介绍17

2.1.2设备结构18

2.2香椿芽冷风干燥技术18

2.2.1香椿芽的冷风干燥18

2.2.2香椿芽干燥特性及干燥品质30

2.3香椿芽冷风干燥工艺调控40

2.3.1香椿芽热泵式冷风及热风联合干燥40

2.3.2联合干燥热风阶段缓苏处理对香椿芽品质的影响46

参考文献54

第3章  食品新型升华干燥技术与应用55

3.1食品微波冷冻干燥技术及应用55

3.1.1微波冷冻干燥技术概述55

3.1.2食品微波冷冻干燥技术当前存在的问题58

3.1.3微波冷冻干燥技术在食品中的研究应用60

3.2食品常压冷冻干燥技术及应用62

3.2.1常压冷冻干燥技术概述62

3.2.2常压冷冻干燥的原理63

3.2.3常压冷冻干燥技术的研究进展64

3.2.4常压冷冻干燥技术在食品中的研究应用66

3.3分段式冻干食品干燥技术及应用67

3.3.1分段式冷冻干燥技术概述67

3.3.2典型食品分段式冻干-微波联合干燥技术68

3.4典型食品的微波冻干技术74

3.4.1牛骨Ⅰ型胶原蛋白的微波冷冻干燥74

3.4.2苹果片的微波冷冻干燥81

参考文献89

第4章  食品微波真空干燥技术与应用91

4.1微波真空干燥技术概述91

4.1.1微波真空干燥的原理及特点91

4.1.2微波真空干燥过程中的传热与传质93

4.1.3微波真空干燥动力学模型94

4.1.4微波真空干燥在食品中的应用95

4.1.5影响微波真空干燥效果的重要因素97

4.1.6微波真空干燥设备设计97

4.2荔枝微波真空干燥技术及品质104

4.2.1荔枝微波真空干燥实验设计105

4.2.2荔枝干制品品质调控研究105

4.2.3荔枝微波真空干燥技术106

4.2.4微波真空干燥荔枝品质108

4.3怀山药微波真空干燥技术及控制114

4.3.1干燥方法对鲜切怀山药片干燥特性及品质的影响114

4.3.2鲜切怀山药片微波干燥实验研究123

4.3.3鲜切怀山药片微波真空干燥数学模型的建立132

4.3.4鲜切怀山药片微波真空干燥工艺的优化136

参考文献143

第5章  食品新型喷雾干燥技术与应用145

5.1喷雾干燥技术概述145

5.2喷雾干燥制备洋葱精油微胶囊技术147

5.2.1材料与方法147

5.2.2结果与讨论151

5.2.3小结157

5.3喷雾冷冻干燥技术制备鱼油微胶囊158

5.3.1材料与试剂159

5.3.2试验方法159

5.3.3结果与分析163

5.3.4小结170

5.4山药粉喷雾干燥技术及调控170

5.4.1试验材料171

5.4.2试验方法172

5.4.3试验结果与分析176

5.4.4小结181

参考文献181