與其他產(chǎn)品的干燥不同,食品及農(nóng)產(chǎn)品干燥需要關(guān)注干燥過程的干燥動力學(xué)特性(熱、質(zhì)傳遞效率的材料與干燥操作特性)和質(zhì)量降解動力學(xué)特性(干燥后產(chǎn)品安全、質(zhì)量的商品特性),才能生產(chǎn)出優(yōu)良產(chǎn)品。
對于食品及農(nóng)產(chǎn)品干燥,干燥動力學(xué)問題主要集中在這些材料的有效擴(kuò)散系數(shù)較其他化工、建筑等材料的有效擴(kuò)散系數(shù)小,固體內(nèi)部的濕分?jǐn)U散困難,zui終表現(xiàn)為干燥速率低、干燥時間長。據(jù)測算,食品及農(nóng)產(chǎn)品的有效擴(kuò)散系數(shù)平均為10-10~10-9m2/s,而其他化工、建筑材料的有效擴(kuò)散系數(shù)平均為10-8~10-7m2/s。這也是各種植物塊莖物料、大棗等果實(shí)物料、各種谷物等食品及農(nóng)產(chǎn)品的干燥中大多不存在常速干燥段,且干燥時間長的原因。為此,食品及農(nóng)產(chǎn)品的干燥不宜采用高介質(zhì)溫度和速度強(qiáng)化的干燥條件,而必須采用較溫和的干燥介質(zhì),進(jìn)行緩蘇操作。
除干燥動力學(xué)原因外,采用溫和的干燥介質(zhì)條件還與干燥過程中被干燥物料的質(zhì)量降解動力學(xué)特性有關(guān)。因為干燥進(jìn)程中容易降解的組分,如維生素、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸、酶等,大多具有熱敏特性,即在高溫下會迅速降解、破壞。為了降低這類物料的降解,提高產(chǎn)品質(zhì)量,可通過下述方法來控制其質(zhì)量降解過程:干燥前進(jìn)行預(yù)處理,如蔬果、
肉類用亞硫酸浸泡處理,蔬果采用水燙處理,膏狀物料采用膨化處理以及采用混合載體等;控制干燥過程參數(shù),如采用低溫干燥技術(shù)、分段變溫技術(shù)、緩蘇技術(shù)等;采用新的干燥技術(shù),如不需加熱的接觸吸收干燥技術(shù)、超臨界流體干燥技術(shù)、真空冷凍干燥技術(shù)、超聲波干燥技術(shù)以及超常脈動燃燒技術(shù)等。
總之,由于食品及農(nóng)產(chǎn)品種類繁多、特性各異,因此很難確定通用的干燥及過程控制方案。要高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)地干燥一種具體物料,涉及到合理的干燥器選擇、過程操作方案的確定以及合理的系統(tǒng)配置等問題。而這些問題的圓滿解決,又需要干燥過程原理、傳遞過程原理、機(jī)械設(shè)計原理、物料特性學(xué)等一系列專業(yè)基礎(chǔ)知識,并結(jié)合豐富的干燥器生產(chǎn)、應(yīng)用經(jīng)驗