針對我國農(nóng)產(chǎn)品干燥烘干加工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及工藝品質(zhì)

我國目前是世界上水果和蔬菜等產(chǎn)量最大的國家。據(jù)統(tǒng)計，2012年，我國園林水果總產(chǎn)量超過1.51億t，蔬菜總產(chǎn)量7.08億t。因此，果蔬等農(nóng)產(chǎn)品干制已經(jīng)成為農(nóng)產(chǎn)品加工、增值的一種重要手段。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國農(nóng)產(chǎn)品的干制品比例仍比較低。以美國為例：洋蔥、大蒜、葡萄干等干制品加工量分別占其收獲量的20%、80%、25%；其農(nóng)產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比可達(dá)1：3.8，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)后損失僅為1.7%～5%。據(jù)初步統(tǒng)計，我國目前脫水蔬菜的加工量僅占總產(chǎn)量的10%左右，果品的干制品比例就更低，農(nóng)產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比僅為1：1.9。但近幾年來我國果蔬等農(nóng)產(chǎn)品干燥加工業(yè)發(fā)展迅速，特別是國家農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工局成立以來，不僅加強(qiáng)了管理和引導(dǎo)，而且加大了投入，使得我國果蔬等農(nóng)產(chǎn)品干燥加工業(yè)迎來了一個大發(fā)展的機(jī)會。

我國果蔬等農(nóng)產(chǎn)品可干制加工的種類非常多，從水果到各種蔬菜，再到食用菌、干果以及面條、粉絲等深加工產(chǎn)品，如果包括中藥材、烤煙等需進(jìn)行干燥的農(nóng)產(chǎn)品，種類就更加繁多，果蔬等農(nóng)產(chǎn)品干燥加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間和增值潛力巨大。目前，我國農(nóng)產(chǎn)品干制加工方式隨著人工費(fèi)用的不斷增長和市場對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和衛(wèi)生要求的提高，正在由自然晾曬向采用機(jī)械干燥的方向快速發(fā)展。但從整個農(nóng)產(chǎn)品干燥加工業(yè)的規(guī)模來看，農(nóng)產(chǎn)品干燥加工的單位雖然很多，除少數(shù)大型食品加工企業(yè)外，多數(shù)為小微企業(yè)和小作坊，但可以看到的是，這個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)大踏步起步，且發(fā)展很快，并隨著技術(shù)進(jìn)步和政府的支持，必將向更好、更快和規(guī)?；较虬l(fā)展。

二、我國農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)現(xiàn)狀與裝備

我國農(nóng)產(chǎn)品干燥加工技術(shù)與裝備在改革開放30多年來得到了快速發(fā)展，特別是近年來農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地干制加工業(yè)發(fā)展迅猛，并大大促進(jìn)了農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)和裝備的發(fā)展?？梢哉f世界上已有的干燥技術(shù)和裝備我國基本上都已實(shí)現(xiàn)。

目前，我國農(nóng)產(chǎn)品干燥加工常用的技術(shù)與裝備已經(jīng)形成如下類型，可供用戶根據(jù)自身?xiàng)l件、生產(chǎn)規(guī)模和農(nóng)產(chǎn)品加工種類進(jìn)行選用。

1.分批靜止式熱風(fēng)循環(huán)烘房

這是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地加工中最常見的一種干燥裝備，俗稱“烘房”，通常為一獨(dú)立房子，一側(cè)為熱風(fēng)加熱室，另一側(cè)為烘干房。物料放置在盛料車上的多層相隔的盛料盤中，推入烘干房進(jìn)行烘干（由于物料在烘干時屬靜止?fàn)顟B(tài)，故俗稱靜止式烘干）。通過加熱室加熱爐加熱的熱空氣由通風(fēng)機(jī)輸送到烘干房的頂部向下回轉(zhuǎn)通過盛料車上的物料層并釋放熱量對物料進(jìn)行烘干，降溫后又被通風(fēng)機(jī)形成的負(fù)壓從烘干房的下部吸入加熱室再次加熱，然后再次被輸送到烘干房內(nèi)，如此循環(huán)直至烘干結(jié)束。與此同時，在烘干過程中物料水分不斷排出到空氣當(dāng)中，當(dāng)熱風(fēng)濕度較大并達(dá)到一定值后，則通過設(shè)置在烘干房兩側(cè)的排濕門將濕氣排出，同時開啟補(bǔ)氣門補(bǔ)充新鮮空氣。熱風(fēng)溫度的控制和烘干房的排濕及補(bǔ)充空氣的操作，目前都已實(shí)現(xiàn)自動化控制。

由于這類烘房采用盛料盤盛載物料，屬靜止式烘干方式，故可以適應(yīng)多種物料烘干，但干燥溫度不宜太高。房體可用帶保溫層的金屬材料制作也可用磚混結(jié)構(gòu)砌建，具有投資少、成本低、操作簡單、維修方便、經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)。由于單機(jī)生產(chǎn)能力不大，可用于多種農(nóng)產(chǎn)品烘干，故特別適合于產(chǎn)地農(nóng)戶和專業(yè)合作社使用。缺點(diǎn)是這類車載托盤式烘干方式裝卸物料耗費(fèi)的人工比較多。

2.隧道式熱風(fēng)干燥

隧道式熱風(fēng)干燥設(shè)備的干燥室似鐵路隧道一樣為一狹長形的房體，可容納多個干燥盛料車，由此俗稱“隧道式干燥機(jī)”。熱風(fēng)由設(shè)置在干燥室房體外面的熱風(fēng)爐加熱后從房體的一頭通過通風(fēng)機(jī)送入到干燥室腔內(nèi)對物料進(jìn)行干燥并從另一頭排出。進(jìn)行干燥時，將鋪放好原料的盛料車從隧道式房體的一端一一推入，當(dāng)最前推入的盛料車物料達(dá)到干燥要求后從另一端拉出，然后再從后面推入一車。形成正常作業(yè)時盛料車可每間隔一定時間依次通過干燥室進(jìn)行干燥，以形成間歇連續(xù)式干燥。按照熱風(fēng)與盛料車相對流動的方向而言，有逆流式和順逆流混合式兩種工藝，通常為簡便起見，多采用逆流式干燥工藝。這種設(shè)備由于也采用盛料盤盛載物料，因此也同樣適于多種形狀物料干燥，但由于生產(chǎn)能力大，較適合于工廠化大規(guī)模生產(chǎn)使用。缺點(diǎn)也是裝卸物料耗費(fèi)的人工比較多。

3.帶式連續(xù)式熱風(fēng)干燥

帶式連續(xù)式干燥顧名思義就是通過給料器將濕物料置于一層或多層連續(xù)運(yùn)行的輸送網(wǎng)帶上，然后用通過熱風(fēng)爐加熱的高溫?zé)犸L(fēng)來穿透網(wǎng)帶和物料來實(shí)現(xiàn)連續(xù)式干燥。帶式干燥機(jī)由于常用高溫快速移動干燥工藝，不僅干燥能力大，而且由于農(nóng)產(chǎn)品在干燥過程中都會運(yùn)行通過相同的干燥環(huán)境，所以干燥比較均勻，機(jī)械化程度高。不足之處是設(shè)備造價較高、不適宜小顆粒的、易碎的和不規(guī)則的以及含糖高易粘連的物料干燥。

4.輻射干燥設(shè)備

（1）紅外輻射干燥。紅外線輻射干燥是利用物料對紅外線的吸收發(fā)熱原理在物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量進(jìn)行干燥的方法。其最大特點(diǎn)是“匹配吸收”，即當(dāng)紅外輻射器發(fā)射的紅外線頻率（或波長）與被干燥物料中分子運(yùn)動的固有振動頻率（或波長）相匹配時，引起物料內(nèi)部分子的強(qiáng)烈共振，并在物料內(nèi)部產(chǎn)生激烈摩擦產(chǎn)生熱而使物料升溫蒸發(fā)水分達(dá)到干燥的目的。由于輻射干燥使得物料內(nèi)部的水分梯度與溫度梯度趨向一致，因此紅外干燥具有干燥速度快、干燥品質(zhì)較好、易設(shè)計成傳輸帶式連續(xù)烘干作業(yè)、自動化程度高等特點(diǎn)。多適合于顆粒狀物料干燥。但由于紅外線輻射干燥用電作為能源，設(shè)備用電量較大，較適合于工廠化生產(chǎn)。

（2）微波干燥。微波干燥與紅外干燥一樣，也是一種輻射干燥方法。但微波對物料的穿透能力更強(qiáng)。由于被加熱物料中的水分子是極性分子，它在快迅變化的高頻電磁場作用下，其極性取向?qū)㈦S著外電場的變化而變化，從而造成分子的運(yùn)動和相互摩擦，將微波場的場能轉(zhuǎn)化為物料內(nèi)部的熱能，使物料溫度升高，產(chǎn)生熱化和膨化一系列物化過程，從而達(dá)到快速脫水干燥的目的。因此，微波輻射干燥具有干燥速度快、易設(shè)計成傳輸帶式連續(xù)干燥和高效節(jié)能、滅菌防霉、易于控制等特點(diǎn)。多適合于顆粒狀物料干燥。但微波對人體有一定傷害，需防護(hù)微波泄露。同樣，由于紅外線輻射干燥也用電作為能源，設(shè)備用電量較大，適合于工廠化生產(chǎn)。

5.真空冷凍干燥

真空冷凍干燥是利用升華原理，通過冷凍裝置將放置在機(jī)體內(nèi)的物料中的水分預(yù)先凍結(jié)成冰晶狀態(tài)，并在真空狀態(tài)下使得物料內(nèi)部的冰晶不經(jīng)過融化而直接以固態(tài)升華為水蒸氣的狀態(tài)被排出機(jī)外，從而使物料得到干燥的方法。常見的真空冷凍干燥設(shè)備其主體部分為一臥式鋼制圓筒形密閉機(jī)體，并配有冷凍、抽氣和控制測量等系統(tǒng)。真空冷凍干燥機(jī)需要抽真空，故密封要求較高，多為分批式干燥方式?？蛇m合于多種物料干燥。

由于真空冷凍干燥工藝在干燥過程中不對物料加熱，因此，在干燥過程中物料的營養(yǎng)成分不容易被破壞，干燥品質(zhì)好。特別是對熱敏性物料更加有利。但真空冷凍干燥設(shè)備價格昂貴，干燥能力相對較低，通常主要用于經(jīng)濟(jì)附加值比較高的物料干燥。

6.熱泵干燥

隨著我國對農(nóng)產(chǎn)品物料加工質(zhì)量要求的逐步提高，以及對節(jié)能和環(huán)保的要求，采用既能保持農(nóng)產(chǎn)品色、香、味和營養(yǎng)成分，又能夠節(jié)能、環(huán)保的干燥設(shè)備是未來發(fā)展的必然趨勢。為此，近年來在我國南方悄然興起了采用熱泵干燥的方法。

熱泵――顧名思義，實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，即熱泵烘干機(jī)組是利用逆卡諾原理，可從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它提升傳遞給被加熱的對象（如烘干房內(nèi)的物料）對物料進(jìn)行干燥，其工作原理與制冷機(jī)類似，都是按照卡諾循環(huán)原理工作的，所不同的是一個是制熱、一個是制冷。因此，熱泵干燥也是用電作為熱泵機(jī)組的動力，烘干室結(jié)構(gòu)與烘房相同，具有節(jié)能、運(yùn)行可靠、易于自動控制、適合于多種物料使用、干燥和排放無污染等優(yōu)點(diǎn)，也是今后重點(diǎn)發(fā)展的一個方向。

當(dāng)然，熱泵干燥也有一個適宜的環(huán)境溫度工況區(qū)間，即環(huán)境溫度比較高時其能效就比較高，因此，比較適合于我國南方氣溫較高一些的區(qū)域使用。在北方使用（尤其是在氣溫比較低時的夜間）最好增加輔助熱源來提高干燥空氣的溫度和熱泵的干燥工作環(huán)境溫度。

7.氣流干燥

氣流干燥的原理是利用高速流動的熱氣流將含有較高水分的細(xì)小固體顆粒狀物料吸入干燥機(jī)輸氣管內(nèi)并懸浮在氣流中與氣流一起流動，并伴隨著氣流流動的過程進(jìn)行干燥。因此，氣流干燥具有傳熱系數(shù)高，傳熱面積大，干燥時間短等特點(diǎn)。由于氣流干燥的熱氣流流速很快，所以氣流干燥也稱“瞬間干燥”。氣流干燥使加熱介質(zhì)和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固體顆粒懸浮于氣流流體中，因而兩相接觸面積大，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過程，干燥速度快，故廣泛用于散狀細(xì)小顆粒物料干燥。

由于氣流干燥時間短，因而具有熱風(fēng)溫度雖較高但物料溫升卻不高的特點(diǎn)，故適合于受高溫易變質(zhì)的物料干燥，但不適合粘性大的物料干燥。由于干燥管道較長、較高，在一定程度上制約了氣流干燥的發(fā)展。近年來，為了降低其高度，已經(jīng)出現(xiàn)了幾種新型的氣流干燥器，如多級氣流干燥器、脈沖式氣流干燥器、旋風(fēng)式氣流干燥器等。

8.噴霧干燥

噴霧干燥的最大特點(diǎn)是可以干燥液態(tài)物料。在噴霧干燥過程中將料液分散成極細(xì)的霧滴，使得料液能形成很大的比表面積，同熱空氣產(chǎn)生劇烈的熱質(zhì)交換，在幾秒至幾十秒內(nèi)迅速將物料的水分蒸發(fā)而獲得干燥。常用的噴霧干燥是利用其噴霧裝置（噴霧器），用高溫高速熱氣流將懸浮液體或黏滯的液體噴成霧狀，并與熱空氣之間發(fā)生熱量和質(zhì)量的傳遞而進(jìn)行干燥的過程。成品以粉末狀態(tài)沉陷于干燥室底部，連續(xù)或間斷地從卸料器排出。

噴霧干燥雖然采用較高溫度的熱空氣，但在噴霧干燥過程中由于霧滴中的水分在蒸發(fā)，加之物料在干燥器內(nèi)停留時間短，因此物料的最終溫度并不太高，比較適合于熱敏性物料的干燥。

通常，比較適用于不能借結(jié)晶方法得到固體產(chǎn)品的生物制品生產(chǎn)中，如奶粉、酵母、某些抗生素藥物的干燥。

9.膨化干燥

（1）真空低溫油炸脫油果蔬脆片干燥。真空低溫油炸脫油果蔬脆片干燥技術(shù)是將油炸和脫水功能結(jié)合的一種果蔬脆片生產(chǎn)技術(shù)。即在特定的油炸罐內(nèi)對果蔬片油炸，并使果蔬片處于負(fù)壓狀態(tài)下，其內(nèi)部水分（自由水和部分結(jié)構(gòu)水）急劇蒸發(fā)噴出，使其組織形成疏松多孔結(jié)構(gòu)，再經(jīng)脫油形成的具有疏松口感的果蔬脆片。果蔬脆片雖然是在真空狀態(tài)下低溫油炸出來的，但這個低溫的概念是相對于正常油炸溫度而言的低溫，并不是真正意義上的低溫。這種設(shè)備已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)能力相對較大，已得到普遍應(yīng)用。缺點(diǎn)是用油炸制。

（2）變溫壓差果蔬脆片膨化干燥。由于油炸食品的一些缺點(diǎn)，隨著人們對健康的重視，非油炸膨化食品也開始越來越受到人們的歡迎。據(jù)資料介紹國外20世紀(jì)80年代開始研發(fā)用于果蔬脆片加工的膨化干燥技術(shù)，國內(nèi)20世紀(jì)90年代末也有關(guān)于進(jìn)行該類技術(shù)研究的報道。目前，我國已有有關(guān)科研部門研發(fā)成功這種技術(shù)成果的報導(dǎo)。膨化干燥也可以說類似“爆米花機(jī)”的工作原理即通過變溫壓差實(shí)現(xiàn)物料膨化干燥的一種新型食品加工技術(shù)，主要用于生產(chǎn)果蔬膨化食品，如市場上常見的果蔬脆片等。

變溫壓差膨化干燥技術(shù)是一種環(huán)保、節(jié)能的非油炸膨化干燥技術(shù)。其原理是通過將經(jīng)過預(yù)處理并除去部分水分的果蔬原料，放在變溫壓差膨化罐中升溫加壓，保溫一段時間后瞬間泄壓，促使物料內(nèi)部水分瞬間汽化蒸發(fā)、瞬間膨脹，并在真空狀態(tài)下快速脫水干燥，進(jìn)而生產(chǎn)出體積膨脹、口感酥脆的天然果蔬膨化食品。多用于蘋果、胡蘿卜等果蔬脆片的膨化加工。

10.太陽能干燥

隨著能源的日趨緊張，人們對可再生能源的開發(fā)利用越來越重視，特別是對太陽能的利用更加青睞。事實(shí)上利用太陽能晾曬干燥農(nóng)產(chǎn)品一直是人類的一個傳統(tǒng)方式。但由于利用太陽能晾曬農(nóng)產(chǎn)品易受到天氣變化的影響，而且易遭受污染。隨著現(xiàn)代人類社會對食品衛(wèi)生和品質(zhì)的要求，直接利用太陽能晾曬農(nóng)產(chǎn)品的方式將會逐漸被淘汰。

目前，研究利用太陽能進(jìn)行干燥的方法較多，但比較實(shí)用的主要是通過太陽能集熱器加熱空氣然后由通風(fēng)機(jī)輸送到干燥機(jī)或烘干房內(nèi)對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行干燥。但由于同樣受到天氣變化的影響，這些太陽能干燥設(shè)備需要配置輔助熱源，如在陰天和夜間啟動燃煤熱風(fēng)爐或電加熱器。缺點(diǎn)是一次性投資較大，干燥能力相對較低，需要配備輔助熱源等。

三、我國農(nóng)產(chǎn)品干燥加工技術(shù)發(fā)展趨勢

1.國外農(nóng)產(chǎn)品干燥相關(guān)技術(shù)借鑒

2013年6月，重點(diǎn)了解了有關(guān)糧食干燥與農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)。在考察中發(fā)現(xiàn)，韓國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地干燥多采用能夠自動控制的電加熱烘箱和烘房。而且為了適應(yīng)不同規(guī)模的農(nóng)戶使用，烘箱或烘房設(shè)計有大中小不同的規(guī)格，同時為了方便使用還設(shè)計成了一開門的、兩開門的，還有三開門的分箱式結(jié)構(gòu)，并能分別控制。不僅能夠適應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品收獲時不同采收量的變化，而且還能同時烘干不同種類的農(nóng)產(chǎn)品，大大提高了設(shè)備的利用率和方便性。

另外，由于采用電能作為加熱能源，不僅干燥和排放無污染，而且易于實(shí)現(xiàn)自動化控制和保證農(nóng)產(chǎn)品干燥加工的質(zhì)量。同時，這些烘干設(shè)備制作精良，外觀非常漂亮，特別是中小型的烘箱外觀制作成了如同冰箱一樣的家用電器產(chǎn)品，值得我們今后在研究開發(fā)時借鑒。

2.我國農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，我國無論在農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)研究還是裝備研發(fā)與制造方面都已取得了長足的發(fā)展，國際上有的技術(shù)和裝備我國基本上都已具備。但同時也要看到，我國在農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)研究和裝備研發(fā)方面還存在著一些不足和問題，特別是從可持續(xù)發(fā)展角度看，預(yù)計我國農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)研究和裝備研發(fā)今后將朝著如下趨勢發(fā)展：

（1）由于農(nóng)產(chǎn)品收獲后水分普遍比較高，干燥加工的用能也比較高，不僅需要動能，而且還需要熱能。因此，隨著能源日趨緊張，進(jìn)一步研究開發(fā)節(jié)能型的干燥工藝技術(shù)和裝備及自動化控制系統(tǒng)將會成為今后重點(diǎn)研究和發(fā)展的方向。例如，在南方研究推廣由電作為動力的節(jié)能型空氣源熱泵干燥機(jī)等。

（2）目前，我國農(nóng)產(chǎn)品干燥加熱用能仍主要以燃煤為主，特別是一些適合于多種農(nóng)產(chǎn)品物料干燥的熱風(fēng)烘房多采用手燒燃煤加熱爐進(jìn)行烘干，其排放的煙氣對大氣污染較重。但從未來能源結(jié)構(gòu)看，除規(guī)?；蜕a(chǎn)自動化程度較高的中大型企業(yè)外，在我國大量采用石油、天然氣以及全部用電來作為農(nóng)產(chǎn)品干燥加熱能源的可能性不大。因此，多種能源并存和互補(bǔ)將是今后農(nóng)產(chǎn)品烘干能源構(gòu)成的一個必然格局。

為此，今后一是針對單獨(dú)使用的中小型烘房加快研究燃煤加熱爐的排煙除塵方法和裝置。二是能夠集中使用的連排烘房以及自動化程度高的大型干燥設(shè)備，要設(shè)計選用具有較好燃燒、除塵、除硫性能的蒸汽鍋爐加熱方式。三是借鑒韓國農(nóng)產(chǎn)品烘干的模式，對于小型戶用烘干設(shè)備向電加熱方向發(fā)展，形成像家用電器一樣的家電產(chǎn)品，包括研究開發(fā)小型家用節(jié)能型空氣源熱泵干燥箱等。四是研究開發(fā)利用太陽能和沼氣等可再生能源與常規(guī)能源互補(bǔ)的新型烘干設(shè)備和產(chǎn)地加工模式。

（3）對于大型加工企業(yè)，可設(shè)計采用在干燥前期使用靜止式干燥、后期使用帶式連續(xù)式干燥或在前期使用靜止式干燥、后期使用真空冷凍干燥等先進(jìn)的組合工藝，以提高干燥加工的效率和品質(zhì)。

（4）在發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化烘干設(shè)備的基礎(chǔ)上，由專業(yè)技術(shù)部門指導(dǎo)生產(chǎn)廠家根據(jù)不同的機(jī)型和農(nóng)產(chǎn)品干燥的種類，試驗(yàn)研究其烘干工藝和操作控制方法，并作為產(chǎn)品使用說明的一個重要部分提供給用戶使用。

（5）制定農(nóng)產(chǎn)品干燥設(shè)備產(chǎn)品檢測標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)干燥設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，并建立干燥設(shè)備生產(chǎn)許可證制度，建立或委托相應(yīng)的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)檢測和發(fā)放生產(chǎn)許可證。

隨著人們對農(nóng)產(chǎn)品加工質(zhì)量和品質(zhì)要求的不斷提高，國家對農(nóng)產(chǎn)品干燥加工技術(shù)研究的重視和科研投入的不斷增加，我國農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)研究和裝備的研發(fā)與制造必將迎來一個新的發(fā)展時期。