摘要真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)度的應(ying)用和(he)發展動向有廣泛的重(zhong)要(yao)的應(ying)用，進幾年(nian)來，真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)技(ji)術與微(wei)(wei)波加熱技(ji)術和(he)其它干燥技(ji)術相(xiang)結合，出現了(le)一些新(xin)的真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)干燥裝置(zhi)(zhi)類(lei)型，提出了(le)我國應(ying)加快(kuai)研制(zhi)開發真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)微(wei)(wei)波干燥裝置(zhi)(zhi)的新(xin)觀點(dian)。
0.前言
當(dang)前，食(shi)品(pin)(pin)加工(gong)技術的一個重要發展趨勢是*大限度地保持食(shi)品(pin)(pin)的營養和色(se)香味(wei)，而干燥(zao)工(gong)藝和設(she)備(bei)的選擇(ze)對食(shi)品(pin)(pin)產品(pin)(pin)的營養、色(se)香味(wei)有(you)很大影響。食(shi)品(pin)(pin)干燥(zao)有(you)很多與(yu)“食品”相聯系(xi)的特點(dian)，它不(bu)同于(yu)化(hua)工產品的干燥，前者需要(yao)考慮食品衛生、營養損失、色香味變化(hua)等等，對干燥溫度(du)和時間有嚴(yan)格限(xian)制;食(shi)(shi)品干燥(zao)又不同于醫藥產品的干燥(zao)，因為食(shi)(shi)品往往是低附(fu)加值產品，而藥品一般是高(gao)附(fu)加值產品，前者必須考慮干燥(zao)過程的經濟性(xing)。圍繞著“質量和經濟(ji)”，近年來食(shi)品(pin)干燥(zao)技術(shu)(shu)和(he)設備(bei)還是取得了不少進步，而(er)其(qi)中真空與其(qi)它干燥(zao)方(fang)法或(huo)加熱(re)技術(shu)(shu)相結合，賦予了真空干燥(zao)裝置新的內涵(han)和(he)生命力。
1.食品(pin)真空度的應用和發展動向
真(zhen)空(kong)干燥(zao)是(shi)基于這樣一基本原理：水(shui)的(de)(de)飽(bao)和蒸氣(qi)壓與溫度(du)緊密(mi)相關(guan)，在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)狀態下(xia)(xia)，水(shui)的(de)(de)沸點(dian)降低(di)，即在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)下(xia)(xia)操作(zuo)也就是(shi)在(zai)(zai)(zai)低(di)溫下(xia)(xia)操作(zuo)，可避(bi)免在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)營養(yang)成(cheng)分維生素等的(de)(de)破壞，同時提高(gao)了干燥(zao)速度(du)。此外(wai)在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)系統中(zhong)，單位體積內空(kong)氣(qi)的(de)(de)含量(liang)低(di)于大氣(qi)中(zhong)的(de)(de)含量(liang)，在(zai)(zai)(zai)這相對缺氧(yang)(yang)的(de)(de)環(huan)境(jing)下(xia)(xia)進(jin)行食(shi)品(pin)干燥(zao)可以(yi)(yi)減輕甚至避(bi)免食(shi)品(pin)中(zhong)脂肪的(de)(de)氧(yang)(yang)化機會，色素褐(he)變或(huo)其它氧(yang)(yang)化變質等，所以(yi)(yi)采(cai)用真(zhen)空(kong)干燥(zao)獲得較好的(de)(de)食(shi)品(pin)質量(liang)。
2.傳統的真空度的應用和發(fa)展動向裝置
真(zhen)空(kong)干(gan)燥(zao)在(zai)食品、制(zhi)藥、化工等行業有廣(guang)泛的(de)(de)應用，國(guo)內(nei)也開(kai)發和引進(jin)了各(ge)種(zhong)真(zhen)空(kong)干(gan)燥(zao)設備(bei)，其結構形(xing)式(shi)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)。在(zai)食品工業中常用的(de)(de)形(xing)式(shi)主要有箱式(shi)、雙錐式(shi)真(zhen)空(kong)干(gan)燥(zao)器，帶式(shi)真(zhen)空(kong)干(gan)燥(zao)器等。這些傳統(tong)的(de)(de)真(zhen)空(kong)干(gan)燥(zao)裝置主要采(cai)用熱(re)風，蒸汽或電等加熱(re)，利用熱(re)傳導，對流或輻射原理將熱(re)量從(cong)外部(bu)傳到物料內(nei)部(bu)。
2.1箱式真空(kong)干(gan)燥器
箱(xiang)式真空(kong)(kong)(kong)干(gan)燥(zao)(zao)是歷史*悠久，也是*簡單(dan)的一(yi)種真空(kong)(kong)(kong)度的應用和發展(zhan)動向，在(zai)真空(kong)(kong)(kong)干(gan)燥(zao)(zao)箱(xiang)內有多塊中(zhong)空(kong)(kong)(kong)加熱(re)(re)(re)(re)板，加熱(re)(re)(re)(re)板里面一(yi)般通(tong)蒸氣加熱(re)(re)(re)(re)，也可用電加熱(re)(re)(re)(re)或其它輻(fu)射加熱(re)(re)(re)(re)。物料(liao)放在(zai)金屬盤里置(zhi)于加熱(re)(re)(re)(re)板上(shang)，熱(re)(re)(re)(re)量通(tong)過熱(re)(re)(re)(re)傳導到達物料(liao)內部，使(shi)水份加熱(re)(re)(re)(re)蒸發。箱(xiang)式真空(kong)(kong)(kong)干(gan)燥(zao)(zao)器目前在(zai)實際中(zhong)使(shi)用仍很普遍，適用于液體、漿(jiang)體、粉體和散粒食品物料(liao)的干(gan)燥(zao)(zao)。
2.2雙(shuang)錐(zhui)真(zhen)空干燥器
雙錐(zhui)真(zhen)空干(gan)燥(zao)器是使(shi)有對稱夾(jia)套的圓錐(zhui)形容器回(hui)(hui)轉(zhuan)，借內部圓錐(zhui)體本(ben)身的傾斜度使(shi)物(wu)料不斷(duan)被攪拌，通過回(hui)(hui)轉(zhuan)接頭由回(hui)(hui)轉(zhuan)軸的一(yi)側送入蒸汽(qi)或(huo)加(jia)熱(re)載體，并借助于(yu)設另一(yi)端軸中心的帶過濾網的排氣管排氣。雙錐(zhui)真(zhen)空干(gan)燥(zao)器能達到較高真(zhen)空度，內部結構簡單(dan)，清(qing)理容易(yi)，物(wu)料能全部排出。
2.3真空帶(dai)式干燥器(qi)
真(zhen)空(kong)帶(dai)式(shi)干(gan)燥(zao)器是由一連續的不銹(xiu)鋼帶(dai)組成(cheng)的，鋼帶(dai)繞過加熱滾筒(tong)和冷(leng)卻(que)滾筒(tong)，結構呈多(duo)(duo)層式(shi)，構成(cheng)干(gan)燥(zao)器主(zhu)體(ti)，然后納入密(mi)閉(bi)的真(zhen)空(kong)室內(nei)。物(wu)料(liao)簿簿地平鋪在帶(dai)式(shi)加熱板上(shang)隨之運動，由于在真(zhen)空(kong)條(tiao)件下，物(wu)料(liao)在加熱板上(shang)呈沸騰狀發泡，故(gu)成(cheng)品具有多(duo)(duo)孔性;全系統為密閉(bi)操作，衛生條(tiao)件好(hao)，實際操作真空度(du)100~10Kpa之(zhi)間，加熱溫度為150℃左右，其運條件(干燥(zao)溫度和時間(jian))介于冷(leng)凍干(gan)(gan)(gan)燥和噴霧干(gan)(gan)(gan)燥之間(jian)(jian)，成(cheng)品(pin)質量(liang)與冷(leng)凍干(gan)(gan)(gan)燥很接(jie)近，但冷(leng)凍干(gan)(gan)(gan)燥是(shi)(shi)間(jian)(jian)隙操作(zuo)而真空(kong)帶(dai)式干(gan)(gan)(gan)燥機是(shi)(shi)連(lian)續作(zuo)業，特別適合于熱敏性和極(ji)易氧化的食品(pin)的干(gan)(gan)(gan)燥，液態或漿狀(zhuang)物料(liao)勻(yun)可使(shi)用，食品(pin)中常用此干(gan)(gan)(gan)燥橙汁、蕃茄汁、速(su)溶茶等。
2.4真空滾筒干燥機
真空滾(gun)筒干(gan)(gan)燥器(qi)將(jiang)滾(gun)筒密(mi)閉在真空室(shi)內，在真空滾(gun)筒干(gan)(gan)燥機中(zhong)，進料(liao)、卸料(liao)和刮(gua)料(liao)等(deng)都必須從干(gan)(gan)燥室(shi)外進行控制，因此(ci)干(gan)(gan)燥成(cheng)本很高，故(gu)只能用(yong)于非(fei)常熱敏性(xing)食品(pin)(pin)的干(gan)(gan)燥，如(ru)果汁(zhi)、酵母、嬰(ying)兒食品(pin)(pin)等(deng)。
3.真空(kong)干燥裝置的新(xin)進展
傳(chuan)統的真(zhen)空干燥裝置(zhi)大多(duo)采用熱傳(chuan)導、對流或熱輻(fu)射(she)的方(fang)式(shi)加熱，加熱速度慢且不夠均(jun)勻，近幾年來，研究者將(jiang)真(zhen)空技術與微波(bo)加熱技術及其它干燥技術相結合，出現了一(yi)些新的真(zhen)空干燥裝置(zhi)類型。
3.1真空冷凍干燥
水有三種聚集狀態(tai)(tai)(tai)(tai)，即液(ye)態(tai)(tai)(tai)(tai)、固態(tai)(tai)(tai)(tai)和汽態(tai)(tai)(tai)(tai)。隨著壓(ya)力(li)的(de)不斷降(jiang)低，冰(bing)(bing)點(dian)(dian)的(de)變化不大，而(er)沸點(dian)(dian)側越來(lai)越低，越來(lai)越靠近冰(bing)(bing)點(dian)(dian)。當壓(ya)力(li)下降(jiang)到某一(yi)值時，沸點(dian)(dian)即與冰(bing)(bing)點(dian)(dian)相結(jie)合，固態(tai)(tai)(tai)(tai)冰(bing)(bing)可以不經過液(ye)態(tai)(tai)(tai)(tai)而(er)直接轉化為汽態(tai)(tai)(tai)(tai)。水的(de)三相點(dian)(dian)壓(ya)力(li)為610.5Pa，三相點溫度為0.0098℃，在(zai)(zai)(zai)壓力(li)低(di)于三(san)相點壓力(li)時，固(gu)態冰可以吸收熱量直接(jie)轉化(hua)為汽(qi)態的水(shui)蒸汽(qi)，冷(leng)(leng)凍干燥的原理(li)就(jiu)在(zai)(zai)(zai)于此(ci)。真(zhen)空(kong)冷(leng)(leng)凍干燥時，產(chan)品放在(zai)(zai)(zai)真(zhen)空(kong)室內(nei)，處在(zai)(zai)(zai)兩加(jia)熱板之(zhi)間(jian)，利(li)用低(di)溫(wen)激發遠紅外加(jia)熱，保證干燥均勻，加(jia)熱板的溫(wen)度是(shi)按干燥過程(cheng)的加(jia)熱曲(qu)線**控制的。真(zhen)空(kong)度的選擇要(yao)能保證整(zheng)個干燥過程(cheng)中(zhong)所有水(shui)份都以冰的形式而不溶融，對(dui)于大多數蔬菜和肉類(lei)來說，選擇0.5~1Pa,相應于25℃左右的升華溫度為適(shi)。
由于真(zhen)空(kong)冷凍干(gan)燥(zao)(zao)食(shi)(shi)品(pin)(pin)(pin)是在很(hen)低(di)的溫度下脫水(shui)，食(shi)(shi)品(pin)(pin)(pin)的營養成分(fen)風味物質損失少(shao)，可以*大(da)限度地保(bao)留原有(you)(you)的營養和風味，復水(shui)性(xing)(xing)極好，可在數秒至(zhi)數分(fen)鐘內完(wan)成復原，其色、味、形與新鮮(xian)品(pin)(pin)(pin)基本(ben)完(wan)全相(xiang)同(tong)。真(zhen)空(kong)冷凍干(gan)燥(zao)(zao)產品(pin)(pin)(pin)很(hen)多：有(you)(you)咖(ka)啡、速(su)溶茶、果汁、草藥等，蔬菜(cai)類(lei)有(you)(you)蔥、大(da)蒜、姜、磨(mo)茹、肉(rou)類(lei)、鮮(xian)貝等。真(zhen)空(kong)冷凍干(gan)燥(zao)(zao)一次性(xing)(xing)投(tou)資很(hen)大(da)，令很(hen)多食(shi)(shi)品(pin)(pin)(pin)廠家望而(er)卻(que)步，如(ru)丹麥的ATLAS的RAY50型凍干設備(凍干面積(ji)45m2)報價高達(da)105萬美元，國(guo)產(chan)(chan)凍(dong)干機剛(gang)剛(gang)起步(bu)，質量方(fang)面與國(guo)外產(chan)(chan)品還有(you)很(hen)大的(de)差距，此外真空冷凍(dong)干燥(zao)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)費用也較高，這是因為需要維持較高的(de)真空和(he)(-25℃)的低溫，干燥(zao)時間長，能耗較高(gao)，這(zhe)些因(yin)素使冷凍干燥(zao)在食品工業中使用(yong)帶來很大的阻力。
3.2噴射式(shi)連續真空干(gan)燥器又稱(Filtermat噴霧干燥器(qi))
噴射式連續真空(kong)干燥器又稱Filtermat噴(pen)霧干(gan)燥(zao)器(qi)(qi)，相當于是帶式(shi)真空干(gan)燥(zao)器(qi)(qi)與噴(pen)霧干(gan)燥(zao)器(qi)(qi)的組合。NiroHudson公司(si)研(yan)制的(de)該種干燥(zao)器(qi)成功地解決了粘性食品(pin)----如含(han)(han)糖量(liang)高(gao)、含(han)(han)脂(zhi)肪量(liang)高(gao)或(huo)酸含(han)(han)量(liang)高(gao)的(de)(de)(de)食(shi)品物料(liao)的(de)(de)(de)干燥(zao)問題，粘性大的(de)(de)(de)物料(liao)用傳統(tong)的(de)(de)(de)噴(pen)(pen)霧干燥(zao)器會發生粘壁(bi)現象，干燥(zao)困難。干燥(zao)過程中物料(liao)通(tong)過壓力噴(pen)(pen)嘴垂直向(xiang)(xiang)下(xia)噴(pen)(pen)向(xiang)(xiang)噴(pen)(pen)霧干燥(zao)室(shi)，熱空氣也(ye)向(xiang)(xiang)下(xia)噴(pen)(pen)，半干的(de)(de)(de)粉末物料(liao)聚集在(zai)移動的(de)(de)(de)網帶(dai)上，尾(wei)氣也(ye)由(you)風(feng)機(ji)排出，干燥(zao)好的(de)(de)(de)物料(liao)在(zai)網帶(dai)上進一步移動、冷(leng)卻、收集。由(you)于噴(pen)(pen)霧塔內(nei)維(wei)持中等的(de)(de)(de)真(zhen)空度(du)，熱風(feng)溫(wen)度(du)只需100℃左(zuo)右，而一般(ban)的噴(pen)霧干燥熱(re)風溫(wen)度150℃左(zuo)右，因而熱敏性物料(liao)損失(shi)少，同(tong)時降低了噴霧塔內的高度。
3.4微波真空干燥
微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有穿透(tou)性(xing)的電磁輻射(she)波，微(wei)(wei)波干燥原理是：微(wei)(wei)波發生器將(jiang)微(wei)(wei)波輻射(she)到干燥物(wu)(wu)料(liao)上(shang)，當(dang)微(wei)(wei)波射(she)入物(wu)(wu)料(liao)內(nei)部時，透(tou)使(shi)水(shui)等極性(xing)分(fen)子隨微(wei)(wei)波的頻率(lv)作同步旋轉(zhuan)，例如干燥蔬菜類(lei)制(zhi)品采用915MHz的(de)微波(bo)，則蔬菜內(nei)的(de)極性水(shui)分子(zi)等每秒轉動9.15億(yi)次，水等(deng)極性(xing)分子(zi)作如此(ci)高速旋轉(zhuan)的(de)(de)結果使(shi)物料(liao)瞬時(shi)產生(sheng)(sheng)摩擦熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)，導致物料(liao)表(biao)面(mian)(mian)和內(nei)(nei)部同時(shi)升溫，使(shi)大(da)量的(de)(de)水分子(zi)從物料(liao)逸出，達到物料(liao)干(gan)燥的(de)(de)效果。傳(chuan)統的(de)(de)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)方(fang)(fang)法如蒸汽(qi)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)風、電(dian)等(deng)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)是利用熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)傳(chuan)導、對流(liu)、輻射的(de)(de)原理(li)將熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)量從外部傳(chuan)物料(liao)內(nei)(nei)部，由表(biao)及(ji)里需(xu)(xu)要一(yi)定的(de)(de)時(shi)間(jian)，物料(liao)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)傳(chuan)導性(xing)能(neng)越差(cha)所需(xu)(xu)的(de)(de)時(shi)間(jian)就越長，因此(ci)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)速度慢且受熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)不均(jun)勻，能(neng)耗較高。微波(bo)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)是使(shi)被加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)物體(ti)本身成(cheng)為(wei)發熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)體(ti)，故(gu)稱之為(wei)內(nei)(nei)部加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)方(fang)(fang)法，微波(bo)從四面(mian)(mian)八(ba)方(fang)(fang)穿(chuan)過食(shi)(shi)(shi)(shi)品(pin)，食(shi)(shi)(shi)(shi)品(pin)內(nei)(nei)外同時(shi)加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)，既不需(xu)(xu)要傳(chuan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)介質，也不利用對流(liu)，食(shi)(shi)(shi)(shi)品(pin)內(nei)(nei)外溫度同時(shi)上(shang)升，加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)速度快而均(jun)勻，僅需(xu)(xu)傳(chuan)統加熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)方(fang)(fang)法的(de)(de)幾(ji)分之一(yi)或幾(ji)十分之一(yi)，并(bing)能(neng)較好保留食(shi)(shi)(shi)(shi)品(pin)中(zhong)維生(sheng)(sheng)素(su)及(ji)食(shi)(shi)(shi)(shi)品(pin)原有的(de)(de)色香(xiang)味。有實驗(yan)表(biao)明，曬干(gan)的(de)(de)鮮菜其(qi)葉綠素(su)、維生(sheng)(sheng)素(su)等(deng)營養成(cheng)分僅剩3%，陰干(gan)則(ze)可(ke)保留17%，熱風快速干燥可保(bao)留(liu)40%，微波干燥可保留60%~90%，真空冷凍干燥(zao)可保留(liu)97%{2}。
微(wei)波(bo)真(zhen)空干燥(zao)是將(jiang)微(wei)波(bo)技術(shu)(shu)和真(zhen)空技術(shu)(shu)有機(ji)地結合(he)，充分發揮微(wei)波(bo)加熱(re)快和均勻，真(zhen)空條件下水汽化點(dian)低的特點(dian)，是一項很(hen)有前途的干燥(zao)技術(shu)(shu)。微(wei)波(bo)真(zhen)空干燥(zao)技術(shu)(shu)在(zai)法(fa)國、日(ri)本、美國近年來已由實驗室推(tui)向工業(ye)化生(sheng)產，這種技術(shu)(shu)很(hen)適合(he)于熱(re)敏性(xing)食品的深加工。
美國加(jia)州(zhou)大學與(yu)某公司合作，使(shi)用(yong)微(wei)波真空干燥(zao)無籽葡(pu)萄干，保持了葡(pu)萄原有(you)的形(xing)狀和顏色，避免了過去傳統工藝(yi)(65℃熱空氣(qi)烘24小時)產品(pin)顏色、形狀、風味和營養成分變化的(de)缺點，產品(pin)質(zhi)量大大提高。法國(guo)國(guo)際微波公司制造的(de)微波真(zhen)空干燥機(ji)(2450MHz，48Kw)微波真空干燥室直徑為1.5m，長(chang)度12m，加工速溶(rong)桔粉，產品不(bu)僅(jin)保持原(yuan)有的(de)色香(xiang)味(wei)，其維生素的(de)保留(liu)遠遠高(gao)于(yu)噴霧干(gan)燥。
近年來國(guo)內外對**脫(tuo)水蔬菜(cai)的(de)需求量(liang)很大，而脫(tuo)水蔬菜(cai)的(de)生產，其干燥工藝是(shi)決定產品質量(liang)的(de)關鍵，采用真(zhen)空冷凍干燥制備(bei)脫(tuo)水蔬菜(cai)雖然(ran)質量(liang)好，但真(zhen)空冷凍干燥設備(bei)價格昂貴(gui)，生產成本高;80年(nian)代(dai)以(yi)來國外已有采(cai)用真空微波——熱風(45%~55%)生產脫水蔬菜，在(zai)質量上與冷(leng)凍干燥工藝生產的產品相當，而一次性投資(zi)少，總成本有(you)較大(da)幅(fu)度(du)下降。
4. 結束語
1.真空(kong)干燥(zao)(zao)具有干燥(zao)(zao)溫度低，干燥(zao)(zao)室內相對缺氧，可避(bi)免脂肪氧化，色素褐變等(deng)一系列優點，適合于(yu)熱(re)敏感(gan)性食(shi)品物料的(de)干燥(zao)(zao)，此外設備成本、干燥(zao)(zao)費用也相對較低，真空(kong)干燥(zao)(zao)在食(shi)品干燥(zao)(zao)中點有重要(yao)的(de)地位。
2.真(zhen)(zhen)空干(gan)燥與微波(bo)加熱技術或其它干(gan)燥方法(fa)相(xiang)結合，出(chu)現了(le)不少新型的(de)真(zhen)(zhen)空干(gan)燥裝(zhuang)置，賦予了(le)真(zhen)(zhen)空干(gan)燥新的(de)內涵及(ji)生命力(li)。
3. 真空(kong)微波干(gan)(gan)燥吸收了微波加(jia)熱和(he)真空(kong)干(gan)(gan)燥兩(liang)者(zhe)的優點，是一(yi)種很有前途的干(gan)(gan)燥技術(shu)，建議我國加(jia)快研制、開發真空(kong)微波干(gan)(gan)燥裝置。