目前,國際上用于果蔬干燥脫水的技術(shù)種類有很多,如常壓熱風干燥、單一真空干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、遠紅外干
燥技術(shù)、熱泵干燥和低溫氣流膨化干燥等,這些干燥技術(shù)各有優(yōu)點。本文主要介紹常用的常壓熱風干燥、真空干燥、微波干燥 3 種技術(shù),
以期可以為未來我國干燥技術(shù)的發(fā)展提供幫助。
現(xiàn)如今,人們?yōu)榱碎L期保存果蔬,常常利用果蔬干燥的方式對新鮮的果蔬進行處理。果蔬干燥處理的最大優(yōu)勢就是果蔬
經(jīng)過快速干燥后,使果蔬內(nèi)的水分含量急劇減少,微生物因不能利用果蔬內(nèi)部的水分而使其無法生存,干燥的同時也有效抑
制了果蔬內(nèi)所含酶的活性,從而保證果蔬可以長期貯存。當前,國際上用于果蔬干燥脫水的技術(shù)種類很多,主要
包括常壓熱風干燥、單一真空干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、遠紅外干燥技術(shù)、熱泵干燥和低溫氣流膨化干燥等,這些干
燥技術(shù)各有優(yōu)點,同時也存在一些問題。下面主要介紹常用的常壓熱風干燥、真空干燥、微波干燥 3 種技術(shù)。
1 常壓熱風干燥
常壓熱風干燥是最早采用的、最傳統(tǒng)的果蔬干燥方式,其通過熱對流和熱傳導的方式進行熱交換,導熱介質(zhì)為流動
的空氣。常壓熱風干燥技術(shù)的優(yōu)點主要有易于操作、投資低廉、花費成本小、方便維修以及產(chǎn)生的經(jīng)濟效益高等,因此
廣泛應用于各個行業(yè)。薛文通等 [1] 在 2004 年以新疆番茄為試驗材料,獲得了熱風干燥過程的最佳工藝參數(shù)。但由于在果
蔬干燥時,熱傳遞的方向為單向由外向內(nèi),而水分傳遞的方向為從內(nèi)向外,干燥過程中傳熱與傳質(zhì)的方向不同,使得干
燥速率降低,導致耗能較大。而且通過熱風干燥的果蔬表面由于收縮變形而出現(xiàn)翹曲,導致果蔬干燥后出現(xiàn)嚴重的色差,
營養(yǎng)成分大量損失,干制品品質(zhì)下降,口感較差。
2 真空干燥技術(shù)
真空干燥技術(shù)的原理是將需要干燥的果蔬放置在密閉的環(huán)境中,再通過真空泵將環(huán)境中的空氣抽離,使果蔬處于真
空環(huán)境中,通過加熱和連續(xù)不斷抽真空,由此產(chǎn)生的濃度差和壓力差將果蔬內(nèi)部的水分遷移至物體表面,水分受熱蒸發(fā)
成為氣體,帶有水分的氣體隨著抽真空離開密閉環(huán)境,達到干燥的目的。真空干燥的優(yōu)勢是能利用較低溫度將果蔬進行
干燥,使其達到保存需要的目標水分。并且真空干燥通過減少干燥室內(nèi)的壓力,使得氧分壓降低,可以在干燥的同時避
免果蔬氧化變質(zhì),更好地保存營養(yǎng)物質(zhì),避免流失。真空干燥能避免在常壓干燥方式下引起的物料表層產(chǎn)生硬化的情況,
同時能避免物料在熱風干燥方式下易發(fā)生的溶質(zhì)流失現(xiàn)象,減少傳統(tǒng)干燥時發(fā)生的熱變性,果蔬經(jīng)過真空干燥后的干燥
品質(zhì)(如營養(yǎng)物質(zhì)的保存、顏色、復水性等)較好。王彩霞等 利用真空干燥方式對紅棗片進行干燥,得到最佳的工藝
參數(shù)為物料厚度 3 mm、真空度 0.08 Mpa、干燥溫度為 60 °C,經(jīng)過該條件處理后,紅棗脆片的感官評分為 91.68 分,產(chǎn)品
色澤均勻、外形平整,能保留棗香,酥脆可口。但由于技術(shù)原因,真空干燥的產(chǎn)量較小,且耗能較大,在很大程度上不
能滿足市場對快速大量干燥的需要。
3 微波干燥
微波干燥是利用微波的強穿透力,將熱量深入物體內(nèi)部,通過內(nèi)外同時升溫形成整體加熱。微波干燥是近些年出現(xiàn)的
較為先進的干燥技術(shù),因其熱效高、加熱速度快、加熱均勻、自動化程度高等優(yōu)點日益受到重視。微波干燥后的產(chǎn)品具有
多孔性,其容積密度比傳統(tǒng)干燥得到的產(chǎn)品小,微波干燥的產(chǎn)品具有更好的彈性,降低了黏性,與真空干燥連用,彈性
增加更顯著。但是,微波干燥效果受微波劑量的影響,多采用與其他干燥方式連用的方式:(1)在脫水前利用微波能;
(2)在干燥速率開始下降時使用微波能;(3)在干燥速率下降階段或低水分含量階段利用微波能以進行最后干燥。韓
清華等 [3] 通過微波真空干燥膨化蘋果脆片的研究,得到微波功率為 2 W/g,壓力為 15 kPa,蘋果厚度為 8 mm,預處理
后蘋果片初始含水率為 37.5% 的條件下,可在 4 min 內(nèi)干燥膨化蘋果脆片。干燥膨化后的蘋果脆片含水率為 5.66%,達
到最大產(chǎn)品蓬松酥脆可口,顏色淺黃,接近于蘋果原色,具有較濃的蘋果香味。但是,由于微波干燥設備投資成本較高,
同時存在一些技術(shù)難題,使其在行業(yè)中的應用情況有限。例如,微波干燥會出現(xiàn)物料各部位受熱不均,干燥產(chǎn)品的水分平衡
點的掌握不準確,干燥工藝和裝備方面均存在問題。果蔬干品是一種既健康又美味的休閑零食,然而在我國
果蔬干燥產(chǎn)品進口所占比例較大。針對這一現(xiàn)狀,我國應進一步對果蔬干燥技術(shù)進行改造和優(yōu)化,利用好我國水果資源
豐富的先天有利條件,搶占市場,提升競爭力。