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分析对比传统干燥,真空干燥及微波真空干燥这三种干燥的不同之处

发布日期:2019-12-21 10:35:51
 

  传统干燥泛指从湿物料中除去水分或其他湿分的各种操作。如在日常生活中将潮湿物料置于阳光下曝晒以除去水分,工业上用硅胶、石灰、浓硫酸等除去水蒸气、工业气体或有机液体中的水分。在化工生产中,干燥通常指用热空气、烟道气以及红外线等加热湿固体物料,使其中所含的水分或溶剂汽化而除去,是一种属于热质传递过程的单元操作。

  传统干燥,在被干燥物料表面形成流体边界层,受热汽化的水蒸气通过流体边界层向空气中扩散,干燥物内部水分要向表面移动。如果其移动速度赶不上边界层表面的蒸发速度,边界层水膜就会破裂,被干燥物料表面就会出现局部干裂现象,然后扩大到整个外表面,形成表面硬化。而真空干燥机在真空环境下,水分的沸点降低了,可以实现低温干燥,为热敏性物料的干燥提供了有利条件;氧分压降低了,避免了物料在干燥过程中的氧化变质现象,保障了被干燥物料的质量,在缺氧状态下杀死了一些细菌,抑制了一些细菌的繁殖生长;真空干燥过程可以回收一些有毒有害的气体,防止了环境的污染。

  传统干燥使被干燥物料内部和表面形成很大的温度梯度,促使被干燥物料中某些成分散发出去。尤其是食品,会散失香气,影响其味道。而真空干燥时物料内外温度梯度小,由逆渗透作用使得作为溶剂的水独自移动,克服了溶质散失现象。真空干燥也容易实现产品多样化。以食品干燥为例,可以通过控制温度和真空度,使产品发泡,膨化,生产出酥脆、速溶等食品。

  真空干燥物料内和表面之间压力差较大,在压力梯度作用下,水分很快移向表面,不会出现表面硬化。同时能提高干燥速率,缩短干燥时间,降低真空干燥机运转费用。

  真空干燥在食品工业中有广泛的重要的应用,进几年来,真空技术与微波加热技术和其它干燥技术相结合,出现了一些新的真空干燥装置类型,提出了我国应加快研制开发真空微波干燥装置的新观点。

  食品真空干燥的特点真空干燥是基于这样一基本原理:水的饱和蒸气压与温度紧密相关,在真空状态下,水的沸点降低,即在真空下操作也就是在低温下操作,可避免在高温下营养成分维生素等的破坏,同时提高了干燥速度。此外在真空系统中,单位体积内空气的含量低于大气中的含量,在这相对缺氧的环境下进行食品干燥可以减轻甚至避免食品中脂肪的氧化机会,色素褐变或其它氧化变质等,所以采用真空干燥获得较好的食品质量。

  传统的真空干燥机真空干燥在食品、制药、化工等行业有广泛的应用,国内也开发和引进了各种真空干燥设备,其结构形式多种多样。在食品工业中常用的形式主要有箱式、双锥式真空干燥器,带式真空干燥器等。这些传统的真空干燥装置主要采用热风,蒸汽或电等加热,利用热传导,对流或辐射原理将热量从外部传到物料内部。

  微波真空干燥微波是波长1.0~0.001m,频率为300~300000MHz,具有穿透性的电磁辐射波,微波干燥原理是:微波发生器将微波辐射到干燥物料上,当微波射入物料内部时,透使水等极性分子随微波的频率作同步旋转,例如干燥蔬菜类制品采用915MHz的微波,则蔬菜内的极性水分子等每秒转动9.15亿次,水等极性分子作如此高速旋转的结果使物料瞬时产生摩擦热,导致物料表面和内部同时升温,使大量的水分子从物料逸出,达到物料干燥的效果。传统的加热方法如蒸汽、热风、电等加热是利用热传导、对流、辐射的原理将热量从外部传物料内部,由表及里需要一定的时间,物料的热传导性能越差所需的时间就越长,因此加热速度慢且受热不均匀,能耗较高。微波加热是使被加热物体本身成为发热体,故称之为内部加热方法,微波从四面八方穿过食品,食品内外同时加热,既不需要传热介质,也不利用对流,食品内外温度同时上升,加热速度快而均匀,仅需传统加热方法的几分之一或几十分之一,并能较好保留食品中维生素及食品原有的色香味。有实验表明,晒干的鲜菜其叶绿素、维生素等营养成分仅剩3%,阴干则可保留17%,热风快速干燥可保留40%,微波干燥可保留60%~90%,真空冷冻干燥可保留97%{2}。微波真空干燥是将微波技术和真空技术有机地结合,充分发挥微波加热快和均匀,真空条件下水汽化点低的特点,是一项很有前途的干燥技术。微波真空干燥技术在法国、日本、美国近年来已由实验室推向工业化生产,这种技术很适合于热敏性食品的深加工。

  真空干燥机具有干燥温度低,干燥室内相对缺氧,可避免脂肪氧化,色素褐变等一系列优点,适合于热敏感性食品物料的干燥,此外设备成本、干燥费用也相对较低,真空干燥在食品干燥中点有重要的地位。

  真空干燥与微波加热技术或其它干燥方法相结合,出现了不少新型的真空干燥装置,赋予了真空干燥新的内涵及生命力。

  真空微波干燥吸收了微波加热和真空干燥两者的优点,是一种很有前途的干燥技术,建议我国加快研制、开发真空微波干燥装置。

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