針對我國農產(chǎn)品干燥烘干加工業(yè)發(fā)展狀況及工藝品質(zhì)

我國目前是世界上水果和蔬菜等產(chǎn)量最大的國家。據統計，2012年，我國園林水果總產(chǎn)量超過(guò)1.51億t，蔬菜總產(chǎn)量7.08億t。因此，果蔬等農產(chǎn)品干制已經(jīng)成為農產(chǎn)品加工、增值的一種重要手段。但與發(fā)達國家相比，我國農產(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%；其農產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比可達1：3.8，農產(chǎn)品的產(chǎn)后損失僅為1.7%～5%。據初步統計，我國目前脫水蔬菜的加工量?jì)H占總產(chǎn)量的10%左右，果品的干制品比例就更低，農產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比僅為1：1.9。但近幾年來(lái)我國果蔬等農產(chǎn)品干燥加工業(yè)發(fā)展迅速，特別是國家農業(yè)部農產(chǎn)品加工局成立以來(lái)，不僅加強了管理和引導，而且加大了投入，使得我國果蔬等農產(chǎn)品干燥加工業(yè)迎來(lái)了一個(gè)大發(fā)展的機會(huì )。

我國果蔬等農產(chǎn)品可干制加工的種類(lèi)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)行干燥的農產(chǎn)品，種類(lèi)就更加繁多，果蔬等農產(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，我國農產(chǎn)品干制加工方式隨著(zhù)人工費用的不斷增長(cháng)和市場(chǎng)對農產(chǎn)品質(zhì)量和衛生要求的提高，正在由自然晾曬向采用機械干燥的方向快速發(fā)展。但從整個(gè)農產(chǎn)品干燥加工業(yè)的規模來(lái)看，農產(chǎn)品干燥加工的單位雖然很多，除少數大型食品加工企業(yè)外，多數為小微企業(yè)和小作坊，但可以看到的是，這個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)大踏步起步，且發(fā)展很快，并隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和政府的支持，必將向更好、更快和規?；较虬l(fā)展。

二、我國農產(chǎn)品干燥技術(shù)現狀與裝備

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

目前，我國農產(chǎn)品干燥加工常用的技術(shù)與裝備已經(jīng)形成如下類(lèi)型，可供用戶(hù)根據自身條件、生產(chǎn)規模和農產(chǎn)品加工種類(lèi)進(jìn)行選用。

1.分批靜止式熱風(fēng)循環(huán)烘房

這是農產(chǎn)品產(chǎn)地加工中最常見(jiàn)的一種干燥裝備，俗稱(chēng)“烘房”，通常為一獨立房子，一側為熱風(fēng)加熱室，另一側為烘干房。物料放置在盛料車(chē)上的多層相隔的盛料盤(pán)中，推入烘干房進(jìn)行烘干（由于物料在烘干時(shí)屬靜止狀態(tài)，故俗稱(chēng)靜止式烘干）。通過(guò)加熱室加熱爐加熱的熱空氣由通風(fēng)機輸送到烘干房的頂部向下回轉通過(guò)盛料車(chē)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)機形成的負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?jì)?，如此循環(huán)直至烘干結束。與此同時(shí)，在烘干過(guò)程中物料水分不斷排出到空氣當中，當熱風(fēng)濕度較大并達到一定值后，則通過(guò)設置在烘干房?jì)蓚鹊呐艥耖T(mén)將濕氣排出，同時(shí)開(kāi)啟補氣門(mén)補充新鮮空氣。熱風(fēng)溫度的控制和烘干房的排濕及補充空氣的操作，目前都已實(shí)現自動(dòng)化控制。

由于這類(lèi)烘房采用盛料盤(pán)盛載物料，屬靜止式烘干方式，故可以適應多種物料烘干，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構砌建，具有投資少、成本低、操作簡(jiǎn)單、維修方便、經(jīng)濟效益好等特點(diǎn)。由于單機生產(chǎn)能力不大，可用于多種農產(chǎn)品烘干，故特別適合于產(chǎn)地農戶(hù)和專(zhuān)業(yè)合作社使用。缺點(diǎn)是這類(lèi)車(chē)載托盤(pán)式烘干方式裝卸物料耗費的人工比較多。

2.隧道式熱風(fēng)干燥

隧道式熱風(fēng)干燥設備的干燥室似鐵路隧道一樣為一狹長(cháng)形的房體，可容納多個(gè)干燥盛料車(chē)，由此俗稱(chēng)“隧道式干燥機”。熱風(fēng)由設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(guò)通風(fēng)機送入到干燥室腔內對物料進(jìn)行干燥并從另一頭排出。進(jìn)行干燥時(shí)，將鋪放好原料的盛料車(chē)從隧道式房體的一端一一推入，當最前推入的盛料車(chē)物料達到干燥要求后從另一端拉出，然后再從后面推入一車(chē)。形成正常作業(yè)時(shí)盛料車(chē)可每間隔一定時(shí)間依次通過(guò)干燥室進(jìn)行干燥，以形成間歇連續式干燥。按照熱風(fēng)與盛料車(chē)相對流動(dòng)的方向而言，有逆流式和順逆流混合式兩種工藝，通常為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，多采用逆流式干燥工藝。這種設備由于也采用盛料盤(pán)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(chǎng)化大規模生產(chǎn)使用。缺點(diǎn)也是裝卸物料耗費的人工比較多。

3.帶式連續式熱風(fēng)干燥

帶式連續式干燥顧名思義就是通過(guò)給料器將濕物料置于一層或多層連續運行的輸送網(wǎng)帶上，然后用通過(guò)熱風(fēng)爐加熱的高溫熱風(fēng)來(lái)穿透網(wǎng)帶和物料來(lái)實(shí)現連續式干燥。帶式干燥機由于常用高溫快速移動(dòng)干燥工藝，不僅干燥能力大，而且由于農產(chǎn)品在干燥過(guò)程中都會(huì )運行通過(guò)相同的干燥環(huán)境，所以干燥比較均勻，機械化程度高。不足之處是設備造價(jià)較高、不適宜小顆粒的、易碎的和不規則的以及含糖高易粘連的物料干燥。

4.輻射干燥設備

（1）紅外輻射干燥。紅外線(xiàn)輻射干燥是利用物料對紅外線(xiàn)的吸收發(fā)熱原理在物料內部產(chǎn)生熱量進(jìn)行干燥的方法。其最大特點(diǎn)是“匹配吸收”，即當紅外輻射器發(fā)射的紅外線(xiàn)頻率（或波長(cháng)）與被干燥物料中分子運動(dòng)的固有振動(dòng)頻率（或波長(cháng)）相匹配時(shí)，引起物料內部分子的強烈共振，并在物料內部產(chǎn)生激烈摩擦產(chǎn)生熱而使物料升溫蒸發(fā)水分達到干燥的目的。由于輻射干燥使得物料內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、易設計成傳輸帶式連續烘干作業(yè)、自動(dòng)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(xiàn)輻射干燥用電作為能源，設備用電量較大，較適合于工廠(chǎng)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。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(chǎng)作用下，其極性取向將隨著(zhù)外電場(chǎng)的變化而變化，從而造成分子的運動(dòng)和相互摩擦，將微波場(chǎng)的場(chǎng)能轉化為物料內部的熱能，使物料溫度升高，產(chǎn)生熱化和膨化一系列物化過(guò)程，從而達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、易設計成傳輸帶式連續干燥和高效節能、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，需防護微波泄露。同樣，由于紅外線(xiàn)輻射干燥也用電作為能源，設備用電量較大，適合于工廠(chǎng)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(guò)冷凍裝置將放置在機體內的物料中的水分預先凍結成冰晶狀態(tài)，并在真空狀態(tài)下使得物料內部的冰晶不經(jīng)過(guò)融化而直接以固態(tài)升華為水蒸氣的狀態(tài)被排出機外，從而使物料得到干燥的方法。常見(jiàn)的真空冷凍干燥設備其主體部分為一臥式鋼制圓筒形密閉機體，并配有冷凍、抽氣和控制測量等系統。真空冷凍干燥機需要抽真空，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(guò)程中不對物料加熱，因此，在干燥過(guò)程中物料的營(yíng)養成分不容易被破壞，干燥品質(zhì)好。特別是對熱敏性物料更加有利。但真空冷凍干燥設備價(jià)格昂貴，干燥能力相對較低，通常主要用于經(jīng)濟附加值比較高的物料干燥。

6.熱泵干燥

隨著(zhù)我國對農產(chǎn)品物料加工質(zhì)量要求的逐步提高，以及對節能和環(huán)保的要求，采用既能保持農產(chǎn)品色、香、味和營(yíng)養成分，又能夠節能、環(huán)保的干燥設備是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。為此，近年來(lái)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，即熱泵烘干機組是利用逆卡諾原理，可從周?chē)h(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?jì)鹊奈锪希ξ锪线M(jìn)行干燥，其工作原理與制冷機類(lèi)似，都是按照卡諾循環(huán)原理工作的，所不同的是一個(gè)是制熱、一個(gè)是制冷。因此，熱泵干燥也是用電作為熱泵機組的動(dòng)力，烘干室結構與烘房相同，具有節能、運行可靠、易于自動(dòng)控制、適合于多種物料使用、干燥和排放無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，也是今后重點(diǎn)發(fā)展的一個(gè)方向。

當然，熱泵干燥也有一個(gè)適宜的環(huán)境溫度工況區間，即環(huán)境溫度比較高時(shí)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域使用。在北方使用（尤其是在氣溫比較低時(shí)的夜間）最好增加輔助熱源來(lái)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(dòng)的熱氣流將含有較高水分的細小固體顆粒狀物料吸入干燥機輸氣管內并懸浮在氣流中與氣流一起流動(dòng)，并伴隨著(zhù)氣流流動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行干燥。因此，氣流干燥具有傳熱系數高，傳熱面積大，干燥時(shí)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(chēng)“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，強化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程，干燥速度快，故廣泛用于散狀細小顆粒物料干燥。

由于氣流干燥時(shí)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(cháng)、較高，在一定程度上制約了氣流干燥的發(fā)展。近年來(lái)，為了降低其高度，已經(jīng)出現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(guò)程中將料液分散成極細的霧滴，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(guò)程。成品以粉末狀態(tài)沉陷于干燥室底部，連續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(guò)程中由于霧滴中的水分在蒸發(fā)，加之物料在干燥器內停留時(shí)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合的一種果蔬脆片生產(chǎn)技術(shù)。即在特定的油炸罐內對果蔬片油炸，并使果蔬片處于負壓狀態(tài)下，其內部水分（自由水和部分結構水）急劇蒸發(fā)噴出，使其組織形成疏松多孔結構，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(lái)的，但這個(gè)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。這種設備已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)能力相對較大，已得到普遍應用。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(zhù)人們對健康的重視，非油炸膨化食品也開(kāi)始越來(lái)越受到人們的歡迎。據資料介紹國外20世紀80年代開(kāi)始研發(fā)用于果蔬脆片加工的膨化干燥技術(shù)，國內20世紀90年代末也有關(guān)于進(jìn)行該類(lèi)技術(shù)研究的報道。目前，我國已有有關(guān)科研部門(mén)研發(fā)成功這種技術(shù)成果的報導。膨化干燥也可以說(shuō)類(lèi)似“爆米花機”的工作原理即通過(guò)變溫壓差實(shí)現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(chǎng)上常見(jiàn)的果蔬脆片等。

變溫壓差膨化干燥技術(shù)是一種環(huán)保、節能的非油炸膨化干燥技術(shù)。其原理是通過(guò)將經(jīng)過(guò)預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(shí)間后瞬間泄壓，促使物料內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(píng)果、胡蘿卜等果蔬脆片的膨化加工。

10.太陽(yáng)能干燥

隨著(zhù)能源的日趨緊張，人們對可再生能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越重視，特別是對太陽(yáng)能的利用更加青睞。事實(shí)上利用太陽(yáng)能晾曬干燥農產(chǎn)品一直是人類(lèi)的一個(gè)傳統方式。但由于利用太陽(yáng)能晾曬農產(chǎn)品易受到天氣變化的影響，而且易遭受污染。隨著(zhù)現代人類(lèi)社會(huì )對食品衛生和品質(zhì)的要求，直接利用太陽(yáng)能晾曬農產(chǎn)品的方式將會(huì )逐漸被淘汰。

目前，研究利用太陽(yáng)能進(jìn)行干燥的方法較多，但比較實(shí)用的主要是通過(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱空氣然后由通風(fēng)機輸送到干燥機或烘干房?jì)葘r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(yáng)能干燥設備需要配置輔助熱源，如在陰天和夜間啟動(dòng)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、我國農產(chǎn)品干燥加工技術(shù)發(fā)展趨勢

1.國外農產(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)糧食干燥與農產(chǎn)品干燥技術(shù)。在考察中發(fā)現，韓國農產(chǎn)品產(chǎn)地干燥多采用能夠自動(dòng)控制的電加熱烘箱和烘房。而且為了適應不同規模的農戶(hù)使用，烘箱或烘房設計有大中小不同的規格，同時(shí)為了方便使用還設計成了一開(kāi)門(mén)的、兩開(kāi)門(mén)的，還有三開(kāi)門(mén)的分箱式結構，并能分別控制。不僅能夠適應農產(chǎn)品收獲時(shí)不同采收量的變化，而且還能同時(shí)烘干不同種類(lèi)的農產(chǎn)品，大大提高了設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(wú)污染，而且易于實(shí)現自動(dòng)化控制和保證農產(chǎn)品干燥加工的質(zhì)量。同時(shí)，這些烘干設備制作精良，外觀(guān)非常漂亮，特別是中小型的烘箱外觀(guān)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(kāi)發(fā)時(shí)借鑒。

2.我國農產(chǎn)品干燥技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，我國無(wú)論在農產(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(cháng)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(shí)也要看到，我國在農產(chǎn)品干燥技術(shù)研究和裝備研發(fā)方面還存在著(zhù)一些不足和問(wèn)題，特別是從可持續發(fā)展角度看，預計我國農產(chǎn)品干燥技術(shù)研究和裝備研發(fā)今后將朝著(zhù)如下趨勢發(fā)展：

（1）由于農產(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(dòng)能，而且還需要熱能。因此，隨著(zhù)能源日趨緊張，進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)節能型的干燥工藝技術(shù)和裝備及自動(dòng)化控制系統將會(huì )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(dòng)力的節能型空氣源熱泵干燥機等。

（2）目前，我國農產(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(lái)能源結構看，除規?；蜕a(chǎn)自動(dòng)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(lái)作為農產(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將是今后農產(chǎn)品烘干能源構成的一個(gè)必然格局。

為此，今后一是針對單獨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(dòng)化程度高的大型干燥設備，要設計選用具有較好燃燒、除塵、除硫性能的蒸汽鍋爐加熱方式。三是借鑒韓國農產(chǎn)品烘干的模式，對于小型戶(hù)用烘干設備向電加熱方向發(fā)展，形成像家用電器一樣的家電產(chǎn)品，包括研究開(kāi)發(fā)小型家用節能型空氣源熱泵干燥箱等。四是研究開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能和沼氣等可再生能源與常規能源互補的新型烘干設備和產(chǎn)地加工模式。

（3）對于大型加工企業(yè)，可設計采用在干燥前期使用靜止式干燥、后期使用帶式連續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)展標準化烘干設備的基礎上，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)部門(mén)指導生產(chǎn)廠(chǎng)家根據不同的機型和農產(chǎn)品干燥的種類(lèi)，試驗研究其烘干工藝和操作控制方法，并作為產(chǎn)品使用說(shuō)明的一個(gè)重要部分提供給用戶(hù)使用。

（5）制定農產(chǎn)品干燥設備產(chǎn)品檢測標準，促進(jìn)干燥設備的標準化，并建立干燥設備生產(chǎn)許可證制度，建立或委托相應的機構負責檢測和發(fā)放生產(chǎn)許可證。

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