傳統(tǒng)干燥泛指從濕物料中除去水分或其他濕分的各種操作。如在日常生活中將潮濕物料置于陽(yáng)光下曝曬以除去水分，工業(yè)上用硅膠、石灰、濃硫酸等除去水蒸氣、工業(yè)氣體或有機(jī)液體中的水分。在化工生產(chǎn)中，干燥通常指用熱空氣、煙道氣以及紅外線等加熱濕固體物料，使其中所含的水分或溶劑汽化而除去，是一種屬于熱質(zhì)傳遞過(guò)程的單元操作。
傳統(tǒng)干燥，在被干燥物料表面形成流體邊界層，受熱汽化的水蒸氣通過(guò)流體邊界層向空氣中擴(kuò)散，干燥物內(nèi)部水分要向表面移動(dòng)。如果其移動(dòng)速度趕不上邊界層表面的蒸發(fā)速度，邊界層水膜就會(huì)破裂，被干燥物料表面就會(huì)出現(xiàn)局部干裂現(xiàn)象，然后擴(kuò)大到整個(gè)外表面，形成表面硬化。而真空干燥機(jī)在真空環(huán)境下，水分的沸點(diǎn)降低了，可以實(shí)現(xiàn)低溫干燥，為熱敏性物料的干燥提供了有利條件；氧分壓降低了，避免了物料在干燥過(guò)程中的氧化變質(zhì)現(xiàn)象，保障了被干燥物料的質(zhì)量，在缺氧狀態(tài)下殺死了一些細(xì)菌，抑制了一些細(xì)菌的繁殖生長(zhǎng)；真空干燥過(guò)程可以回收一些有毒有害的氣體，防止了環(huán)境的污染。
傳統(tǒng)干燥使被干燥物料內(nèi)部和表面形成很大的溫度梯度，促使被干燥物料中某些成分散發(fā)出去。尤其是食品，會(huì)散失香氣，影響其味道。而真空干燥時(shí)物料內(nèi)外溫度梯度小，由逆滲透作用使得作為溶劑的水獨(dú)自移動(dòng)，克服了溶質(zhì)散失現(xiàn)象。真空干燥也容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化。以食品干燥為例，可以通過(guò)控制溫度和真空度，使產(chǎn)品發(fā)泡，膨化，生產(chǎn)出酥脆、速溶等食品。
真空干燥物料內(nèi)和表面之間壓力差較大，在壓力梯度作用下，水分很快移向表面，不會(huì)出現(xiàn)表面硬化。同時(shí)能提高干燥速率，縮短干燥時(shí)間，降低真空干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
真空干燥在食品工業(yè)中有廣泛的重要的應(yīng)用，進(jìn)幾年來(lái)，真空技術(shù)與微波加熱技術(shù)和其它干燥技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了一些新的真空干燥裝置類型，提出了我國(guó)應(yīng)加快研制開(kāi)發(fā)真空微波干燥裝置的新觀點(diǎn)。
食品真空干燥的特點(diǎn)真空干燥是基于這樣一基本原理：水的飽和蒸氣壓與溫度緊密相關(guān)，在真空狀態(tài)下，水的沸點(diǎn)降低，即在真空下操作也就是在低溫下操作，可避免在高溫下?tīng)I(yíng)養(yǎng)成分維生素等的破壞，同時(shí)提高了干燥速度。此外在真空系統(tǒng)中，單位體積內(nèi)空氣的含量低于大氣中的含量，在這相對(duì)缺氧的環(huán)境下進(jìn)行食品干燥可以減輕甚至避免食品中脂肪的氧化機(jī)會(huì)，色素褐變或其它氧化變質(zhì)等，所以采用真空干燥獲得較好的食品質(zhì)量。
傳統(tǒng)的真空干燥機(jī)真空干燥在食品、制藥、化工等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)也開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了各種真空干燥設(shè)備，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣。在食品工業(yè)中常用的形式主要有箱式、雙錐式真空干燥器，帶式真空干燥器等。這些傳統(tǒng)的真空干燥裝置主要采用熱風(fēng)，蒸汽或電等加熱，利用熱傳導(dǎo)，對(duì)流或輻射原理將熱量從外部傳到物料內(nèi)部。
微波真空干燥微波是波長(zhǎng)1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有穿透性的電磁輻射波，微波干燥原理是：微波發(fā)生器將微波輻射到干燥物料上，當(dāng)微波射入物料內(nèi)部時(shí)，透使水等極性分子隨微波的頻率作同步旋轉(zhuǎn)，例如干燥蔬菜類制品采用915MHz的微波，則蔬菜內(nèi)的極性水分子等每秒轉(zhuǎn)動(dòng)9.15億次，水等極性分子作如此高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)果使物料瞬時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致物料表面和內(nèi)部同時(shí)升溫，使大量的水分子從物料逸出，達(dá)到物料干燥的效果。傳統(tǒng)的加熱方法如蒸汽、熱風(fēng)、電等加熱是利用熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射的原理將熱量從外部傳物料內(nèi)部，由表及里需要一定的時(shí)間，物料的熱傳導(dǎo)性能越差所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，因此加熱速度慢且受熱不均勻，能耗較高。微波加熱是使被加熱物體本身成為發(fā)熱體，故稱之為內(nèi)部加熱方法，微波從四面八方穿過(guò)食品，食品內(nèi)外同時(shí)加熱，既不需要傳熱介質(zhì)，也不利用對(duì)流，食品內(nèi)外溫度同時(shí)上升，加熱速度快而均勻，僅需傳統(tǒng)加熱方法的幾分之一或幾十分之一，并能較好保留食品中維生素及食品原有的色香味。有實(shí)驗(yàn)表明，曬干的鮮菜其葉綠素、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分僅剩3%，陰干則可保留17%，熱風(fēng)快速干燥可保留40%，微波干燥可保留60%~90%，真空冷凍干燥可保留97%{2}。微波真空干燥是將微波技術(shù)和真空技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，充分發(fā)揮微波加熱快和均勻，真空條件下水汽化點(diǎn)低的特點(diǎn)，是一項(xiàng)很有前途的干燥技術(shù)。微波真空干燥技術(shù)在法國(guó)、日本、美國(guó)近年來(lái)已由實(shí)驗(yàn)室推向工業(yè)化生產(chǎn)，這種技術(shù)很適合于熱敏性食品的深加工。
真空干燥機(jī)具有干燥溫度低，干燥室內(nèi)相對(duì)缺氧，可避免脂肪氧化，色素褐變等一系列優(yōu)點(diǎn)，適合于熱敏感性食品物料的干燥，此外設(shè)備成本、干燥費(fèi)用也相對(duì)較低，真空干燥在食品干燥中點(diǎn)有重要的地位。
真空干燥與微波加熱技術(shù)或其它干燥方法相結(jié)合，出現(xiàn)了不少新型的真空干燥裝置，賦予了真空干燥新的內(nèi)涵及生命力。
真空微波干燥吸收了微波加熱和真空干燥兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前途的干燥技術(shù)，建議我國(guó)加快研制、開(kāi)發(fā)真空微波干燥裝置。 |
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