第 四 章 食品的脱水加工
概述
第一节 食品干藏原理
第二节 食品干制的基本原理
第三节 干制对食品品质的影响
第四节 食品的干制方法
第五节 干制品的包装和贮藏
概述
1 食品的脱水加工（ dehydration）
从食品中去除水分，在该条件不导致或几乎不
导致食品性质的其它变化（除水分外），是一种用
于长期保藏食品的极其重要的食品加工操作。
? 浓缩 (concentration)—— 产品是液态，其中水分含量较
高。
? 干燥 (drying)—— 产品是固体，最终水分含量低。
2 食品脱水加工的方法
?在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据
食品组分的蒸汽压不同而分离；
?依据分子大小不同，用膜来分离水分，如
渗透、反渗透、超滤；
本章中讨论的是通过热脱水的方法。
3 食品干燥保藏
? 指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足
以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分进行长期贮藏的
方法。
? 干燥食品可延长保藏期，是一种最古老的食品保藏方法。
? 食品脱水干制后，延长了保藏期,从而延长了食品的供应季
节，平衡产销高峰，交流各地特产，贮备供救急、救灾和战
备的物资。
? 是从自然界各种现象中认识和从实践中得到的，如稻谷、
麦子、玉米、水果蔬菜等。
4 食品干藏的历史
? 我国北魏在, 齐民要术, 一书中记载用阴干加工肉
脯的方法。
? 在, 本草纲目, 中，用晒干制桃干的方法。
? 大批量生产的干制方法是在 1875年，将片状蔬菜堆
放在室内，通入 40℃ 热空气进行干燥，这就是早期
的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术同时
出现。
? 许多著名的土特产如红枣、柿饼、葡萄干、金花菜、
香菇、笋干等。
5 食品干藏的特点
? 设备简单,生产费用低、因陋就简；
? 重量减轻、体积变小，节省包装、贮藏和运输费用，带来了
方便性；
如,果汁（ 12％左右） → 浓缩果汁 （ 70％以上）；
牛奶 → 奶粉（重量变为原来的 1/8左右）。
? 食品可增香、变脆；
如,炒芝麻、烤肉、烤面包。
? 食品的色泽、复水性有一定的差异。
如,干制蔬菜。
6 脱水加工技术的进展
? 除热空气干燥还在应用外，目前还发展了红
外线、微波及真空升华干燥,真空油炸等新
技术。
?提高干燥速度；
?提高干制品的质量（ 品质 ）。
? 发展成为食品加工中的一种重要保藏方法
如速溶咖啡、豆奶粉,油炸方便面,果蔬脆
片
第一节 食品干藏原理
? 长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品
中水分含量（ M）具有一定的关系。
M 表示以干基计, 也有用湿基计 m
? 但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言
食品的稳定性。
如,花生油 M 0.6％时 变质
淀粉 M 20％ 不易变质
? 还有一些食品具有 相同水分含量,但 腐败 变质的
情况 是明显 不同 的，如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜
水分含量相差不多，但保藏状况却不同，这就存
在一个水能否被微生物、酶或化学反应所利用的
问题；
? 这是与 水在食品中的存在状态 有关。
食品中水分存在的形式
? 自由水（或游离水）
是指组织细胞中容易结冰，也能溶解溶质的这部分水。大致
分为滞化水（ Immobilized water）、毛细管水（ Capillary
water）和自由流动水（ Fluidal water）三种类型。
? 结合水（或被束缚水 ）
? 不易结冰（－ 40℃ ），不能作为溶剂 ） P161－ 162
化学结合水：按严格的数量比例，牢固地同固体间架结合的水；
物理化学结合水：包括吸附结合水、结构结合水及渗透压结合水
机械结合水：毛细管？
? 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势
（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度
与纯水的逸度之比称为水分活度（ water
activity) AW
1,水分活度
f —— 食品中水的逸度
Aw = ——
f0 —— 纯水的逸度
?我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水
分活度。
?水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来
表示，在低压或室温时,f/f0 和 P/P0之差非常小
（ <1%），故用 P/P0来定义 AW是合理的。
(1) 定义
Aw = P/P0
其中 P：食品中水的蒸汽分压；
P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱
和蒸汽压）。
(2) 水分活度大小的影响因素
? 取决于水存在的量；
? 温度；
? 水中溶质的浓度；
? 食品成分；
? 水与非水部分结合的强度；
不同食品中水分含量和水分活度是不同的。
表 2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系
Fo o d M o istu re co n ten t ( %) W ater activ ity
Ice 100 1,0 0
Ice 100 0,9 1
Ice 100 0,8 2
Ice 100 0,6 2
Fr esh m eat 70 0,9 8 5
Bread 40 0,9 6
M arm alad e 35 0,8 6
W h eat fl o u r 1 4,5 0,7 2
Raisin 27 0,6 0
M acaron i 10 0,4 5
Bo iled sweets 3,0 0,3 0
Biscu u its 5,0 0,2 0
Dr ied m ilk 3,5 0,1 1
Po tato crisp s 1,5 0,0 8
0℃
-10℃
-20℃
-50℃
(3）测量
? 利用平衡相对湿度的概念
P 164-165
? 数值上 aW=相对湿度 /100,但两者的含义不同
? 水分活度仪
? 对单一溶质，可测定溶液的冰点来计算溶质的 mol
数
? 具体方法参考 Food engineering properties
M.M.A.Mao
2,水分活度对食品的影响
大多数情况下，食品的稳定性（腐败、酶解、
化学反应等）与水分活度是紧密相关的。
（ 1）水分活度与微生物生长、酶以及化学反应
的关系
?食品的腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反
应造成的，任何微生物进行生长繁殖以及多数生物
化学反应都需要以水作为溶剂或介质。
?干藏就是通过对食品中水分的脱除，进而降低食品
的水分活度，从而限制微生物活动、酶的活力以及
化学反应的进行，达到长期保藏的目的。
?大多数新鲜食品的水
分活度在 0.99以上，适
合各种微生物生长。大
多数重要的食品腐败细
菌所需的最低 aw都在 0.9
以上，肉毒杆菌在低于
0.95就不能生长。只有
当水分活度降到 0.75以
下，食品的腐败变质才
显著减慢；若将水分降
到 0.65，能生长的微生
物极少。一般认为，水
分活度降到 0.7以下物料
才能在室温下进行较长
时间的贮存。
水分活度和微生物生长活动的关系
范围 a
w
在此范围内的最低水分活度一般所
能抑制的微生物
在此水分活度范围的食品
1, 0 ~ 0, 9 5 假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志
贺氏菌属、克霍伯氏菌属、芽孢杆
菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些
酵母
极易腐败变质（新鲜）食品、罐头水果、蔬菜、肉、
鱼以及牛乳；熟香肠和面包；含有约 4 0 % （ w / w ）蔗
糖或 7% 氯化钠的食品
0, 9 5 ~ 0, 9 1 沙门氏杆菌属、溶副血红蛋白弧菌、
肉毒梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、
乳酸杆菌属、足球菌、一些霉菌、
酵母（红酵母、毕赤氏酵母）
一些干酪（英国切达、瑞士、法国明斯达、意大利菠
萝伏洛）、腌制肉（火腿）、一些水果汁浓缩物；含有
5 5 % （ w / w ）蔗糖或 1 2 % 氯化钠的食品
0, 9 1 ~ 0, 8 7 许多酵母（假丝酵母、球拟酵母、
汉逊酵母）、小球菌
发酵香肠（萨拉米）、松蛋糕、干的干酪、人造奶油、
含 6 5 % （ w / w ）蔗糖（饱和）或 1 5 % 氯化钠的食品
0, 8 7 ~ 0, 8 0 大多数霉菌（产生毒素的青霉菌）、
金黄色葡萄球菌、大多数酵母 菌属
（拜耳酵母） SPP,德巴利氏酵母菌
大多数浓缩水果汁、甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和
水果糖浆、面粉、米、含有 1 5 ~ 1 7 % 水分的豆类食物、
水果蛋糕、家庭自制火腿、微晶糖膏、重油蛋糕
0, 8 0 ~ 0, 7 5 嗜旱霉菌（谢瓦曲霉、白曲霉、
W a l l e m i a S e b i ）、二孢酵母
果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一
些棉花糖
0, 7 5 ~ 0, 6 5 耐渗透压酵母（鲁酵母）、少数霉菌
（刺孢曲霉、二孢红曲霉）
含有约 1 0 % 水分的燕麦片、颗粒牛扎糖、砂性软糖、
棉花糖、果冻、糖蜜、粗蔗糖、一些果干、坚果
0, 6 5 ~ 0, 6 0 微生物不增值 含约 1 5 ~ 2 0 % 水分的果干、一些太妃糖与焦糖；蜂蜜
0, 5 微生物不增值 含约 1 2 % 水分的酱、含约 1 0 % 水分的调味料
0, 4 微生物不增值 含约 5% 水分的全蛋粉
0, 3 微生物不增值 含约 3 ~ 5 % 水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
0, 2 微生物不增值 含约 2 ~ 3 % 水分的全脂奶粉、含约 5% 水分的脱水蔬菜、
含约 5% 水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
食品中水分活度与微生物生长
低水分活度微生物生长受抑制。水分活度
较高的情况下微生物繁殖迅速，
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Aw
在水分活度 0.9左右霉菌生长最旺盛。
水分活度对霉菌生长的影响
0.2 0.4 0.6 0.8Aw
呈倒 S型，开始随水分活度增大上升迅速，到
0.3左右后变得比较平缓，当水分活度上升到 0.6
以后，随水分活度的增大而迅速提高。
水分活度对酶活力的影响
0.2 0.4 0.6Aw 0.8
在极低水分活度下，水的加入明显干扰了氧化反应的进行，这部分水被认
为能结合氢过氧化物，干扰了它们呢的分解，于是阻碍了氧化的进行。另
外这部分水能同催化氧化的金属离子发生水化作用，从而显著地降低了金
属离子的催化效力。当水分超过 Ⅰ 与 Ⅱ 的边界时，氧化速度增加。认为加
入的水增加了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更多的催化部位，从而加
速了氧化。
水分活度对氧化反应的影响
0.2 0.4 0.6 0.8Aw
水分活度对褐变反应的影响
（ 2）干制对微生物的影响
?干制后食品和微生物同时脱水，微生物所处环境水
分活度不适于微生物生长，微生物就长期处于休眠
状态，环境条件一旦适宜，，又会重新吸湿恢复活
动。
?干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，
但保藏过程中微生物总数会稳步下降。
?由于病原菌能忍受不良环境，应在干制前设法将其
杀灭。
（ 3）干制对酶的影响
? 水分减少时，酶的活性也就下降，然而酶和
底物同时增浓。在低水分干制品中酶仍会缓
慢活动，只有在水分降低到 1%以下时，酶的
活性才会完全消失。
? 酶在湿热条件下易钝化，为了控制干制品中
酶的活动，就有必要在干制前对食品进行湿
热或化学钝化处理，以达到酶失去活性为度。
（ 4）对食品干制的基本要求
? 干制的食品原料应微生物污染少，品质高。
? 应在清洁卫生的环境中加工处理，并防止灰
尘以及虫、鼠等侵袭。
? 干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶
活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以
杀死病原菌或寄生虫。
3 食品中水分含量（ M）与
水分活度之间的关系
食品中水分含量（ M）与水分活度之间的关系曲线称为该食
品的吸附等温线
? 水分吸附等温线,BET吸附等温线
单层水分、多层水分、自由水或体相水
? 温度对水分吸附等温线的影响
见 P163 图 1-3-1和 2
? 食品水分的吸附和解吸等温线
滞后圈,复水结合力 减弱
（ Ⅱ ）多层水，主要通过
水 -水和水 -溶质氢键同相
邻分子缔合，可溶性组分
的溶液，大部分多层水在 -
40℃ 不结冰
（ Ⅲ ）自由水或体相水，是食
品中结合的最弱，流动性最大
的水，主要是在细胞体系或凝
胶中被毛细管液面表面张力或
被物理性截留的水，这种水很
易通过干燥除去或易结冰，可
作为溶剂，容易被酶和微生物
利用，食品容易腐败（ Ⅰ ）单分子层水，不能被冰冻，不能干
燥除去。水被牢固地
吸附着，它通过水 -离
子或水 -偶极相互作用
被吸附到食品可接近
的极性部位如多糖的
羟基、羰基,NH2，氢
键，当所有的部位都
被吸附水所占有时，
此时的水分含量被称
为单层水分含量
不同食品吸附等温曲线形状不同；
同一原料随着温度的升高吸附等温曲线抬升；
相同水分活度，水分含量随温度降低增大。
滞后现象的几种解释
（ 1）这种现象是由于多孔食
品中毛细管力所引起的，即表
面张力在干燥过程中起到在孔
中持水的作用，产生稍高的水
分含量。（ 2）另一种假设是
在获得水或失去水时，体积膨
胀或收缩引起吸收曲线中这种
可见的滞后现象。
？
解吸：（ desorption）
干燥过程
吸附：（ sorption）
复水过程
WHC
思考题
1 水分活度的概念
2 食品中水分含量和水分活度有什么关系？
说明原因
3 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么
影响？
4 简述食品干制机制
第二节 食品干制的基本原理
一 干制机制（ 湿热的转移 ）
二 干制过程的特性
三 影响干制的因素
四 合理选用干制工艺条件
一,干制机制
Food H2O
（ 2）温度梯度 ΔT
食品在热空气中，食品表面受
热高于它的中心，因而在物料
内部会建立一定的温度差，即
温度梯度 。温度梯度将促使水
分（无论是液态还是气态）从
高温向低温处转移。这种现象
称为 导湿温性 。
表面水分扩散
到空气中
内部水分转
移到表面
（ 1）水分梯度 ΔM
干制过程中潮湿食品表面水分受热后
首先有液态转化为气态，即水分蒸发，
而后，水蒸气从食品表面向周围介质
扩散，此时表面湿含量比物料中心的
湿含量低，出现水分含量的差异，即
存在 水分梯度 。水分扩散一般总是从
高水分处向低水分处扩散，亦即是从
内部不断向表面方向移动。这种水分
迁移现象称为 导湿性 。
M
M- ΔM
T
T- ΔT
1,导湿性
（ 1） 水分梯度
若用 M表示 等湿面 湿含量或水分含量
（ kg/kg干物质），则沿法线方向相距 Δn
的另一等湿面上的湿含量为 M+Δ M，那
么物体内的水分梯度 grad M 则为：
gradM= lim （ ΔM/Δn） = M / n
Δn→0
M—— 物体内的湿含量，即每千克干物质
内的水分含量（千克）
Δn—— 物料内等湿面间的垂直距离（米）
Δn
grad M
I
图 湿度梯度影响下水分的流向
M+Δ M M
导湿性引起的水分转移量可按照下述公
式求得：
i水 = -Kγ0（ M/ n） = -K γ0 Δ M（千克 /米 2·小时）
其中,i水 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg干物质 / 米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 ·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 3 ）
M—— 物料水分（ kg/kg干物质）
水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负
号。
需要注意的一点是：
? 导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，
它随着物料 温度 和 水分 而异。
（ 2）物料水分与导湿系数间的关系
A,K值的变化比较复杂。当
物料处于恒率干燥阶段时，
排除的水分基本上为渗透
水分，以 液体状态 转移，
导湿系数稳定不变（ ED
段）；再进一步排除毛细
管水分时，水分以 液体 状
态和以 蒸汽 状态转移，导
湿系数下降（ DC段）；再
进一步排除的水分则为吸
附水分，基本上以蒸汽状
态扩散转移，先为多分子
层水分，后为单分子层水
分。因结合力强，故 K先
上升后下降（ CA段）
物料水分 M（ kg/kg绝干物质）
A
C
D E
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图物料水分和导湿系数间的关系
Ⅰ — 吸附水分 Ⅱ — 毛细管水分
Ⅲ — 渗透水分
B,导湿系数与温度的关系
图的启示：
? 若将导湿性小的物
料在干制前加以预
热，就能显著地加
速干制过程。
? 为此可以将物料在
饱和湿空气中加热,
以免物料表面水分
蒸发，同时可以增
大导湿系数，以加
速水分转移。
K× 102=(T/290)14
温度（ ℃ ）
图 硅酸盐类物质温度和
导湿系数的关系
2,导湿温性
? 在 对流干燥 中，物料表面受热高于它的
中心，因而在物料内部会建立一定的 温
度梯度 。温度梯度将促使水分（不论液
态或气态）从 高温处向低温处转移 。这
种现象称为 导湿温性 。
? 导湿温性是在许多因素影响下产生的复
杂现象
? 高温将促使液体粘度
和它的表面张力下降，
但将促使蒸汽压上升；
? 此外，毛细管内水分
还将受到挤压空气扩
张的影响，结果使毛
细管内水分顺着 热流
方向 转移。
T T+ΔT
T/ n
i
内 表面
图 温度梯度下水分的流向
Δn
（ 1）温度梯度
? 导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯度成正比，
它的流量可通过下式计算求得：
i温 = -Kγ0δ（ T / n）
其中,i温 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg干物质 / 米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 ·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 3 ）
δ—— 湿物料的导湿温系数（ 1/℃,或 kg/kg干
物质 × ℃ ）
（ 2）导湿温系数
就是温度梯度为 1℃ /米时物料内部能建立的水分梯度，即
M T
? δ= -
n n
? 导湿温系数和导湿系数一
样，会因物料水分
的差异（即物料和水分结合状
态）而变化。
? 导湿温系数和物料水分的
关系见图
导湿温系数
δ（
1/℃
）
O
A
B
物料水分 M（ %）
Ⅱ
Ⅰ
? 在水分含量较低时,δ是随着 M的增加而
增加；达到最高点时，开始下降；
（ I） δ逐渐减小，物料是以气态扩散，主
要是吸附水分
（ 2） δ最高值是吸附水和自由水分的分界
点
? 在水分含量高的时候,自由水是以液体状
态流动，因而导湿温性不以物料水分含量
而发生变化（曲线 Ⅱ ）,但因受物料内挤
压空气的影响导致湿温性下降（曲线 Ⅰ ）
3,干制过程中，湿物料内部同时会有水分
梯度和温度梯度存在，因此，水分的总流
量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果 。
? i总 =i湿 +i温
? 两者方向相反时,i总 =i湿 — i温
当 i湿 ﹥ i温
水分将按照物料水分减少方向转移，以
导湿性为主，而导湿温性成为阻碍因素，
水分扩散则受阻。
当 i湿 ﹤ i温
水分随热流方向转移，并向物料水分增
加方向发展，而导湿性成为阻碍因素。
如：烤面包 的初期
二 干制过程的特性
1 食品在干制过程中，食品水分含量逐渐
减少，干燥速率逐渐变低，食品温度也在
不断上升。
? 水分含量的变化（干燥曲线）
? 干燥速率曲线
? 食品温度曲线
（ 1）干燥曲线
干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干
燥初始时，食品被预热，食品水分在短暂的平衡后
（ AB段），出现快速下降，几乎时直线下降
（ BC），当达到较低水分含量（ C点）时（第一 临
界水分 ），干燥速率减慢，随后趋于平衡，达到 平
衡水分 （ DE）。
平衡水分取决于干燥时的空气状态
（ 3）食品温
度曲线
初期食品温度上
升，直到最高
值 —— 湿球温度,
整个恒率干燥阶
段温度不变，即
加热转化为水分
蒸发所吸收的潜
热（热量全部用
于水分蒸发）
在降率干燥阶段，
温度上升直到 干
球温度,说明水
分的转移来不及
供水分蒸发，则
食品温度逐渐上
升。
（ 2）干燥速率曲线
食品被加热，水分被蒸发加
快，干燥速率上升，随着热
量的传递，干燥速率很快达
到最高值；是食品 初期 加热
阶段 ；
然后稳定不变，为 恒率干燥
阶段,此时水分从内部转移
到表面足够快，从而可以维
持表面水分含量恒定，也就
是说 水分从内部转移到表面
的速率大于或等于水分从表
面扩散到空气中的速率，是
第一干燥阶段；
到第一临界水分时，干燥速
率减慢,降率干燥阶段,说
明食品内部水分转移速率小
于食品表面水分蒸发速率；
干燥速率下降是由食品内
部水分转移速率决定的
当达到平衡水分时，干燥
就停止。
? 举例见 P30
? 75%~90%的苹果干制
? 9%的花生米干制
由导湿性和导湿温性解释干燥过程曲线特征
?
预热阶段 干燥速率上升
温度上升
水分略有下降
导湿性引起水分由内向外；导
湿温性相反，但随着内外温差
的减小，其作用减弱
恒率干燥
阶段
干燥速率不变
温度不变
水分下降
导湿性引起水分由内向外；导
湿温性由于内外几乎没有温
差，因此不起作用。
降率干燥
阶段
干燥速率下降
表面温度上升
水分下降 变 慢
低 水分 含量 时, 导湿性 减 小 ；
导湿温性 减小 ；
食品干制过程特性总结
? 食品水分含量、干燥速率、食品温度的变化
? 曲线特征的变化主要是 内部水分扩散 与 表面
水分蒸发 或外部水分扩散所决定
? 干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面
水分蒸发或外部水分扩散，则恒率阶段可以
延长，若内部水分扩散速率低于表面水分扩
散，就不存在恒率干燥阶段。
? 那么食品表面水分蒸发和内部水分扩散速率
的影响因素或决定因素是什么呢？
以上我们讲的都是以空气介质为通过加热
来干燥。
? 若是采用其它加热方式，则干燥速率曲线将
会变化。
三、影响干制的因素
? 干制过程就是 水分的转移和热量的传递,即
湿热传递,对这一过程的影响因素主要取决
于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决
定）以及干燥物料的性质。
1.干制条件的影响
（ 1） 温度
对于空气作为干燥介质,提高空气温度,干燥加快,
? 由于温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的速率越
大,水分外逸速率 因而加速,
? 对于一定相对湿度的空气,随着 温度提高,空气 相对饱和湿度下降,这会
使水分从食品表面扩散的动力更大,
? 温度高,水分扩散速率 也加快,使内部干燥加速,
? 注意,若以空气作为干燥介质,温度并非主要因素,因为食品内水分以水
蒸汽的形式外逸时,将在其表面形成 饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将
阻碍食品内水分进一步外逸,从而降低了水分的蒸发速度,故温度的影
响也将因此而下降,
（ 2） 空气流速
空气流速加快,食品 干燥速率也加速 。
? 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气
而吸收较多的水分；
? 还能 及时将 聚集在食品表面附近的饱和 湿空气带走,
以免阻止食品内水分进一步蒸发；
? 同时还因和食品表面接触的 空气量 增加，而显著加
速食品中水分的蒸发。
（ 3） 空气相对湿度
? 脱水干制时，如果用空气作为干燥介质，空气
相对湿度越低,食品 干燥速率也越快 。近于饱
和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空
气差。 饱和 的湿空气 不能 在进一步 吸收 来自食
品的蒸发水分。
? 脱水干制时，食品的 水分能下降的程度也是由
空气湿度 所 决定 。食品的水分始终要和周围空
气的湿度处于平衡状态。
? 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各
种食品的吸湿等温线上寻找 。
（ 4） 大气压力和真空度
? 气压影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下
干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。
? 气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈
低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。
适合热敏物料的干燥
? 但是，若干制由内部水分转移限制,则真空干燥对
干燥速率影响不大。
操作条件对于干燥速率的影响
条件 恒率阶段 降率阶段
温度上升 干燥速率增加 干燥速率增加
空气流速上升 干燥速率增加 无变化
相对湿度下降 干燥速率增加 无变化
真空度上升 干燥速率增加 无变化
2 食品性质的影响
（ 1） 表面积
水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥
的快慢。
小颗粒，薄片 易干燥，快
（ 2） 组分定向
水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这
取决于食品组分的定向。
例如：芹菜的细胞结构，沿着长度方向比横穿细
胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤
维结构中，也存在类似行为。
（ 3） 细胞结构
细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去
（ 4） 溶质的类型和浓度
溶质与水相互作用，抑制水分子迁移，降低水分转
移速率，干燥慢
四、合理选用干制工艺条件
食品干制工艺条件主要由干制过程中控
制干燥速率、物料临界水分和干制食品
品质的主要参变数组成。
? 比如以热空气为干燥介质时，其 温度、相对
湿度和流速 等参数和食品温度是它的主要工
艺条件。
? 食品 温度 是干燥过程中控制食品品质的重要
因素，却决定于 空气温度、相对湿度和流速
等 主要参数
1 最适宜的干制工艺条件
? 使干制时间最短；
? 热能和电能的消耗量最低；
? 干制品的质量最高；
— 它随食品种类而不同
在具体干燥设备中难以达到理想的干燥工艺条件，
为此作必要修改后的适宜干制工艺条件称为 合理干
制工艺条件
2 合理选用干制工艺条件,
（ 1）使食品表面的水分蒸发速率尽可能等于食品内
部的水分扩散速率，同时力求避免在食品内部建
立起和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低
食品内部的水分扩散速率。
在导热性较小的食品中，若水分蒸发速率大于食
品内部的水分扩散速率，则表面会迅速干燥，表
层温度升高到介质温度，建立温度梯度，更不利
于内部水分向外扩散，而形成干硬膜。
办法 需降低空气温度和流速，提高空气相对湿
度。
（ 2）恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在保证
食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分
扩散速率的原则下，允许尽可能提高空气温
度。
此时，所提供的热量主要用于水分的蒸发，
物料表面温度是湿球温度
（ 3）在开始降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发
速率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，
以免食品表面过度受热，导致不良后果。要降低干
燥介质的温度，务使食品温度上升到干球温度时不
致超出导致品质变化（如糖分焦化）的 极限温度
（一般为 90℃ ）
（ 4）干燥末期，干燥介质的相对湿度应根据预期干
制品水分含量加以选用。一般达到与当时介质温度
和相对湿度条件相适应的 平衡水分
第三节 干制对食品品质的影响
一, 干制过程中食品的主要变化
1 物理变化 P172
? 干缩、干裂
? 表面硬化
? 多孔性
? 热塑性 加热时会软化的物料如糖浆或果浆
2 化学变化
（ 1）营养成分
? 蛋白质 高温长时间，变性、降解
? 碳水化合物 高温长时间，分解、焦化、
褐变
? 脂肪 高温脱水时脂肪氧化比低温时严重
? 维生素 水溶性易被破坏和损失,如 VC,
硫胺素、胡萝卜素,VD ； B6、烟碱酸较
稳定，损失少；
（ 2）色素
? 色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散
射、吸收传递可见光的能力）
? 天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等
易变化
? 褐变 糖胺反应 (Maillard)、酶促褐变、焦糖
化、其他。
（ 3）风味
? 引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物
质的去除
? 热会带来一些异味、煮熟味、硫味
? 防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、
加包埋物质，使风味固定
二 干制品的复原性和复水性
干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度
是衡量干制品品质的重要指标。
1 干制品的 复原性 就是干制品重新吸收水分
后在重量、大小和性状、质地、颜色、风
味、结构、成分以及可见因素（感官评定）
等各个方面恢复原来新鲜状态的程度
2 干制品的 复水性,新鲜食品干制后能重新吸回
水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来
表示
? 复水比,R复 =G复 /G干
G复 干制品复水后沥干重,G干 干制品试样重
? 复重系数,K复 = G复 / G原
G原 干制前相应原料重
? 干燥比,R干 =G原 /G干
三 食品干制方法的选择
? 干制时间最短、费用最低、品质最高
? 选择方法时要考虑：
? 不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、
颗粒
? 性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热
传递的感受性
? 最终干制品的用途
? 消费者的不同要求
思考题
1 什么是导湿性和导湿温性？
2 简述干制过程中食品水分含量、干燥速率和
食品温度的变化
3.如果想要缩短干燥时间，该如何控制干燥过
程？
4 在北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，
是什么原因，如何控制？
思考题
? 干制条件主要有哪些？他们如何影响湿热传
递过程的？（如果要加快干燥速率，如何控
制干制条件）
? 影响干燥速率的食品性质有哪些？它们如何
影响干燥速率？
? 合理选用干燥条件的原则？
? 食品的复水性和复原性概念
第四节 食品的干制方法
干制方法可以区分为自然和人工干燥两
大类
? 自然干制：在自然环境条件下干制食品的方
法：晒干、风干、阴干
? 人工干制：在常压或减压环境中用人工控制
的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设
备
如：空气对流干燥设备、真空干燥设备,滚
筒干燥设备 等（ P174）
一、空气对流干燥
? 空气对流干燥时最常见的食品干燥方法，这类干燥
在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气
则 自然 或 强制 地 对流循环 。
? 流动的热空气不断和食品密切接触并向它 提供蒸发
水分 所需的 热量,有时还要为 载料盘或输送带 增添
补充加热装置
? 采用这种干燥方法时，在许多食品干制时 都会出现
恒率干燥阶段和降率干燥阶段 。因此干制过程中控
制好空气的干球温度就可以改善食品品质。
1,柜（厢）式干燥设备
? 基本结构
? 特点：
? 间歇型，小批量、设备容量小,操作费用高
? 操作条件：
? 空气温度 <94℃,空气流速 2-4m/s
? 适用对象
? 果蔬或价格较高的食品
? 或作为 中试 设备，摸索物料干制特性，为确定大
规模工业化生产提供依据
2,隧道式干燥设备
? 一些概念：
? 高温低湿 空气进入的一端 —— 热端
? 低温高湿 空气离开的一端 —— 冷端
? 湿物料 进入的一端 —— 湿端
? 干制品 离开的一端 —— 干端
? 热空气气流与物料移动 方向一致 —— 顺流
? 热空气气流与物料移动 方向相反 —— 逆流
(1) 逆流式隧道干燥设备
? 基本结构
物料与气流的方向相反
湿端即冷端，干端即热端
? 特点及应用
A 湿物料 遇到的是 低温高湿 空气，虽然物料
含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较
慢，这样 不易出现表面硬化或收缩现象,而
中心有能保持湿润状态，因此物料能全面均
匀收缩，不易发生干裂；
B 逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为低温高湿
的空气中，湿物料 水分蒸发相对慢,若物料易腐败
或菌污染程度过大，有腐败的可能。载量过大，低
温高湿空气接近饱和，物料有增湿的可能
C 干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，
虽然遇到的是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，
因此物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。
此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了
避免焦化,干端处 的空气温度不宜过高，一般 不宜
超过 66-77℃ 。 由于在干端处空气条件高温低湿,干
制品的平衡水分将相应降低，最终水分可低于 5%
? —— 适合于干制水果
（ 2）顺流隧道式干燥
? 基本结构
湿端即热端,冷端即干端
? 特点与应用
A湿物料与干热空气相遇,水分蒸发快,湿
球温度下降比较大，可 允许 使用更高一些的
空气温度如 80-90℃, 进一步加速水分蒸干而
不至于焦化。
B干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发
缓慢，干制品平衡水分相应增加,干制品水
分难以降到 10%以下,因此 吸湿性较强的食
品不宜选用顺流干燥方式。
（ 3）双阶段干燥
? 基本结构
顺 流干燥,湿端水分蒸发率高
逆流 干燥,后期干燥能力强，平衡水份低
? 双阶段干燥,取长补短
? 特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好
? 用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）
? 现在还有多段式干燥设备，有 3,4,5段等，有
广泛的适应性。
3,输送带式干燥
（ 1）多层输送带
特点,
? 物料有翻动
? 物流方向 有顺
流和逆流
? 操作 连续化、
自动化、生产
能力大、占地
少；
（ 2）双带式干燥
4,气流干燥
? 基本结构 见图
? 用气流来输送物料使粉状
或颗粒食品在热空气中干
燥
关键是稳定而均匀加料，加料器
特点
? 干燥强度大,悬浮状态,物料最大限度地与热空气接
触 ;
? 干燥时间短,0.5~5秒,并流操作 ;
? 散热面积小,热效高,小设备大生产 ;
? 适用 范围 广,
? 物料 (晶体 )有磨损,动力消耗大
适用对象,
水分低于 35%~40%的物料
例如糯米粉、马铃薯颗粒
5,流化床干燥
? 基本结构 P182
使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸
腾状态（与液态相似）。
? 适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒后二
段干燥）
流化床类型
? 单层流化床干燥器 ? 多层流化床干燥器
? 卧式多室流化床干燥器 ? 喷动流化床干燥器
? 振动流化床干燥器
6,仓贮干燥
? 适用于干制那些已经用其他干燥方法去除大部分水
分而尚有部分 残余水分需要继续清除 的未干透的制
品。
? 如将蔬菜半干制品中水分从 10~15%降到 3~6%
? 优点：比较经济而且不会对制品造成热损害。
7.泡沫干燥
? 工作原理：将液态或浆质态物料首先制成稳定的 泡
沫料,然后在常压下用热空气干燥。
? 造泡的方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加发泡
剂
? 特点,接触面大,干燥初期水分蒸发快，可选用温
度较低的干燥工艺条件
? 适用对象：水果粉，易发泡的食品。
8,喷雾干燥 P189
? 喷雾干燥就是将
液态或浆状食品
喷成雾状液滴，
悬浮在热空气 气
流中进行脱水干
燥过程
? 设备主要由 雾化
系统、空气加热
系统、干燥室、
空气粉末分离系
统、鼓风机 等主
要部分组成。
（ 1） 喷雾系统
使液体形成小液滴，产生大量表面积有利于水
的蒸发，常用的喷雾系统主要有两类装置：
? 压力喷雾,液体在高压下（ 700-1000kPa）下
送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷
成雾状，一般这种液滴颗粒大小约 100-300μm，
其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来
控制。
? 离心喷雾,液体被泵入高速旋转的盘中（ 5000-
20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围
的孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小 10-
500μm。
两类雾化器的特点
型式 优点 缺点
离心式 ① 操作简单，对物料适应 性
强，适宜于高浓度、高粘度物
料的喷雾。 ② 操作弹性大，在
液量变化± 25% 时，对产品质
量和粒度分布均无多大影响。
③ 不易堵塞，操作压力低。 ④
产品粒子成球型，外表规则整
齐。
① 喷雾器结构复杂、造价高、
安装要求高。 ② 仅适用于立式
干燥机，且并流操作。 ③ 干燥
机塔径大。 ④ 制品松密度小。
压力式 ① 喷嘴结构简单、维修方便。
② 可采用多个喷嘴（ 1 - 12 个）
提高设备生产能力。 ③ 可用于
并流、逆流、卧式或立式干燥
机。 ④ 动力消耗低 ⑤ 制品蓬松
⑥ 塔径较小。
① 喷嘴易堵塞、腐蚀和磨损。
② 不适宜处理高粘度物料。 ③
操作弹性小。
气流式 ① 可制粒径 5 μ m 以下的产
品，可处理粘度较大的物料。
② 塔径小。 ③ 并、逆流操作均
适宜。
① 动力消耗大。 ② 不适宜大型
设备。 ③ 粒子均匀性差。
（ 2） 空气加热系统
? 蒸汽加热
? 电加热
? 温度 150~300℃
食品体系一般在 200 ℃ 左右
（ 3） 干燥室
? 液滴和热空气接触的地方，可水平也可垂直，
为立式或卧式，
? 室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速
度达 50m/s,滞留时间 5~100秒，
? 根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流，
? 干燥时的温度变化
空气 200℃, 产品湿球温度 80℃,
（ 4） 旋风分离器
? 将空气和粉末分离，大粒子粉末由于重力而
将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器来完
成
? 旋风分离器结构图和原理
（ 5）喷雾干燥的特点
? 蒸发面积大
? 干燥过程液滴的温度低
? 过程简单、操作方便、适合于连续化生产
? 耗能大、热效低
（ 6）喷雾干燥的典型产品
? 奶粉
? 速溶咖啡和茶粉
? 蛋粉
? 酵母提取物
? 干酪粉
? 豆奶粉
? 酶制剂
（ 7）喷雾干燥的发展
? 与流化床干燥结合的两阶段干燥法
? 再湿法和直通法
二、接 触 干燥
? 被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的
能量来自 传导方式 进行干燥
? 间壁传热，干燥介质可为蒸汽、热油
? 特点：可实现快速干燥，采用高压蒸汽，可使物料
固形物从 3-30%增加到 90-98%，表面温度可达 100-
145℃,接触时间 2秒 -几分钟，热能经济，干燥费
用低；带有煮熟风味
? 适用对象：浆状、泥状、糊状、膏状、液态，一些
受热影响不大的食品，如麦片、米粉
滚筒干燥
基本结构
? 金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受
热蒸发，
? 热由里向外
设备类型
(1)单 滚筒,示意图
(2)双 滚筒，示意图
(3)真空 滚筒干燥,示意图
(3)真空滚筒干燥
三 真空干燥
（ 1） 基本结构：
干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置
（ 2） 设备类型,
间歇式真空干燥和连续式真空干燥（带式输送）
（ 3）特点：
物料呈 疏松多孔状，能速溶 。有时可使被干燥物料
膨化。
适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳精
真空干燥系统
连续输送带式真空干燥设备
四、冷冻干燥
? 将食品在冷冻状态下，食品中的水变成冰，
再在高真空度下，冰直接从固态变成水蒸汽
（升华）而脱水，故又称为 升华干燥 。
? 要使物料中的 水变成冰，同时由冰直接升华
为水蒸汽，则必须要使物料的水溶液 保持在
三相点以下 。
? O点（固液气）三相点：压力 600Pa，温度 0℃,
BO：升华曲线,OA：液化曲线
1、冷冻干燥条件
1）真空室内的绝对压力至少
＜ 0.5× 1000Pa，高真空一般达到 0.26-
0.01× 1000Pa。
2） 冷冻温度＜ -4℃
2、冷冻干燥设备基本结构
(1) 冷冻干燥设备组成 见示意图
和真空干燥设备相同，但要 多一个制冷系统,
主要是将物料冻结成冰块状。
冷冻干燥设备组成示意图
(2)设备类型
? 间歇式冷冻干燥设备 (P202)
? 隧道式连续式冷冻干燥设备 (P203)
间歇式冷冻干燥设备
隧道式连续式冷冻干燥设备
(3)冷冻干燥的冻结方法
? 自冻法
就是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热,促使
物料温度下降,直至它达到冻结点时物料水分自行冻结,如能将
真空干燥室迅速抽成高真空状态,即压力迅速下降,物料水分就
会因水分瞬间大量蒸发而迅速降温冻结,
但这种方法因为有液 → 气的过程会使食品的形状变形或发
泡,沸腾等,适合于一些有一定体形的如芋头 \碎肉块 \鸡蛋等。
? 预冻法
用一般的冻结方法如高速冷空气循环法、低温盐水浸渍法、
液氮或氟利昂等制冷剂使物料预先冻结，一般食品在 -4℃ 以下
开始形成冰晶体，此法较为适宜。主要将液态食品干燥,
3、冷冻干燥曲线
? 食品温度变化曲线（表面、中心）；
? 食品水分含量变化曲线；
? 加热板温度变化曲线；
? 真空度变化曲线；
牛肉冻干曲线 牡蛎冻干曲线
生牛肉接触加热冻干曲线 绿芦笋的冻干曲线
4、冷冻干燥的过程
? （ Primary drying stage（ sublimation）） 初级
干燥，（升华干燥）
冰晶体形成后，通过控制冷冻室中的真空度，
则冰晶升华，因升华相变是一个吸热过程，需要提
供相变潜热或升华热。（如果不提供热量则物料随
着升华进行温度迅速下降，当温度降到与真空度下
相应水蒸汽压相等时，则水蒸汽挥发停止）。
冻结物料温度的最低极限不能小于冰晶体的饱
和蒸汽压相应的温度，所提供的热量应等于冰晶体
升华热，同时应注意使物料上升温度不能超过被冻
结物料的温度或略低于冰晶体熔化温度，以便能进
行升华。
(1)初级干燥
? 在冷冻干燥的初级阶段，随着干燥的进行，食品中
的冰逐渐减少，在食品中的冻结层和干燥层之间的
界面被称为 升华界面 （ sublimation front），确切
地说是在食品的冻结层和干燥层之间存在一个扩散
过渡区（见图 P91）
? 在干燥层中由于冰升华后水分子外逸留下了原冰晶
体大小的孔隙，形成了海绵状多孔性结构，这种结
构有利于产品的复水性，但这种结构使传热速度和
水分外逸的速度减慢，特别是传热的限制。因此，
若采用一些穿透力强的热能如辐射热、红外线、微
波等使之直接穿透到（冰层面）升华面上，就能有
效地加速干燥速率。
升华界面
过渡层
(2)二级干燥（ secondry drying stage）
? 当食品中的冰全部升华光，升华界面消失时，食品
中的水分作为冰被除去后水分含量在 15-20%时，
干燥就进入另一个阶段称为 二级干燥 。
? 剩余的水分即是未结冰的水分必须补加热量使之加
快运动而克服束缚来外逸出来。但在二级干燥阶段
需要注意热量补加不能太快，以避免食品温度上升
快而使原先形成的固态状框架结构变为易流动的液
态状，而使食品的固态框架结构发生瘪塌
（ collapse），此时的温度称为 瘪塌温度 。在瘪塌
中冰晶体升华后的空穴随着食品流动而使这些区域
消失，食品密度减少，复水性差（疏松多孔结构消
失）。食品的瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度
（ glass transition temperature）
5、冷冻干燥的特点
1）保持新鲜食品的色、香、味及营养成分。适合于
热敏食品以及易氧化食品的干燥,
2）冰晶体升华留下空间，使固体框架结构不变，食
品干燥后成为疏松多孔状物质，复水性好。
3）由于操作在高真空和低温下进行，需要高真空设
备和制冷设备，投资费用大，且操作费用也高，故
产品成本高。
4）一般用在高附加值功能食品成分、生物制品（医
药），还有生物制品如酶制剂等。
思考题
? 解释名称：热端、冷端；干端、湿端；顺流、逆流；
瘪塌温度、初级干燥、二级干燥；
? 列出干燥设备的基本组成结构；
? 简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点；
? 在人工干制方法中有哪几大类干燥方法，各有何特
点？
? 在空气对流干燥方法中有那些设备？每类设备的适
用性？
? 喷雾干燥设备的组成及特点 ;
? 简述冷冻干燥曲线
五、干燥方法的发展
? 在前述的干燥方法中，如空气对流干燥或热
传导的干燥中都存在着一个 温度梯度或传热
界面,要使物料升高温度，必然使物料表面
受到一个过度热量（高温），若物料的损失
和传导慢，必然需要提高物料温度（提高热
源温度），使物料受到高温影响而妨碍质量。
近年来为了消灭这个影响，减少这个缺陷，
则发展了 红外线干燥 技术和 微波干燥 技术。
1、红外干燥
? 把电磁波谱中波长在 1-1000μm区域称为红外
区,
? 在食品中有很多物料对红外区波长在 3-15μm
（ 2.5-25μm）范围的红外线有很强的吸收。
(1) 原理
构成物质的分子、原子、电子，即使处于基态
都在不停地运动着 振动 或 转动,这些 运动 都 有 自己
的 固有频率 。当这些质点遇到某个频率与它的固有
频率相等时，则会发生与振动、转动的 共振 运动，
使运动进一步激化，微观结构质点运动加剧的宏观
反映就是物体温度升高，即物质吸收红外线后，便
产生自发的热效应，由于这种热效应直接产生于物
体内部，所以能快速有效地对物质加热，这就是红
外线加热的原理。
在食品中很多成分都能对红外线 3~15μm波长
有强烈的吸收。
(2) 特点
? 热吸收率高 ；
? 有 一定的穿透能力，物体内部直接加热,食品受
热比较均匀，不会局部过热；
? 加热速度快，传热效率高,在保证物料不过热的
情况下使物料被加热，因没有传热界面，故速度
比传导和对流快得多，热损失也小，物料受热时
间短；
? 产品质量好,通过控制红外线辐射，避免过度受
热，则食品干燥时可使色、香、味、营养成分受
到保留。如红外干燥比传统对流干燥方法象叶绿
素、维生素等易分解成分损失小得多。
(3)设备类型
? 作为热源同样可在上述的对流干燥设备，真
空干燥、冷冻干燥等中被应用。
? 最早使用红外干燥是用红外灯泡对汽车的
油漆涂层进行干燥。
? 目前食品工业中在谷物干燥、焙烤制品等
得到应用。
输送带式远红外干燥器示意图
真空冷却红外线干燥技术
? 真空冷却红外线脱水技术
(Vacuum Cooling infrared
rays Drying system,V—
CID)，是目前国外比较流
行的一种用于鲜鱼、鲜肉等
食品 原料保鲜的干燥加工技
术。 就干燥而言可以认为是
真空干燥技术与红外干燥技
术的结合。
? 鲜肉、果蔬等生制品或半成
品；面条、面包、煎肉、鱼
糕、蛋糕、鱼片、色拉等熟
制品；果干、鱼干等半干制
品。
? 图 1 V— CID实验装置
? 1一真空处理罐； 2一真空泵； 3一制
N2(或 O2)机组； 4一贮气罐； 5一酒精罐；
1＇一托盘； 2＇一棒式远红外加热器；
3＇一酒精喷头。
2．微波干燥
微波是指波长在 1mm~100cm范围的电磁波。
（频率在 300~300000MHz）
①原理
水分子是一个偶极分子，一端带正电，一
端带负电，在没有电场下，这些偶极分子在
介质中作杂乱无规则的运动。
? 在电场作用下，偶极分子定向排列，有规则的取向
排列。
? 若改变电场方向，则偶极分子取向也随之改变。若
电场迅速交替改变方向，则偶极分子亦随之作迅速
的摆动，由于分子的热运动和相邻分子间的相互作
用，产生了类似摩擦作用，使得分子以热的形式表
现出来，表现为介质温度升高。
? 工业上采用高频交替变换电场，如 915MHz和
2450MHz，即意味着在 1秒钟内有 9.15╳ 108次或
2.45╳ 109次的电场变化，分子如此频繁的运动，其
摩擦产生的热量则相当大，故能瞬间升高温度。
② 特点
? 加热速度快,仅及常规方法的 1/10~1/100时间；
? 均匀性好,内部加热，避免表面硬化。微波穿透
深度大致在几十厘米到几厘米的厚度；
? 加热效率高,由于微波加热主要是食品中水分子
吸收而使物料本身被加热，避免了环境的高温和
热损耗，所以热效率高，可达 80%；
? 选择性吸收,某些成分非常容易吸收微波，另一
些成分则不易吸收微波，如食品中 水分吸收微波
能比其他成分多,温度升高得大，有利于水分蒸
发，干物质吸收微波能少，温度低,不过热,能
够保持色香味等。
③ 应用
? 上述空气对流干燥的各种设备中将热源换成
微波，或箱式、隧道式、带式；
? 微波真空干燥，微波冷冻干燥；
? 微波焙烤。
微波干燥设备的组成示意图
连续式谐振腔干燥器结构图
腔体两侧出入口造成微波泄漏,输送带上加挡板 ;
有些波导里安装金属链条,形成局部短路,防止微波能辐射,
多管并联的谐振腔干燥器示意图
水负载,防止微波能辐射,
土豆片微波干燥示意图
87.7-104.4℃,2.5-4min,产量达 9kg/h
第五节 干制品的包装和贮藏
食品经干燥脱水处理后，其本身的一些物理特
性发生了很大改变，如密度、体积、吸湿性
等。为了保持干制品的特性以及便于储藏运
输，通常对于干制品的而言包括三部分：
? 干制品的预处理；
? 干制品的包装；
? 干制品的贮藏。
一、包装前干制品的预处理
1、筛选分级：
剔除块片和颗粒大小不合标准产品或其他碎屑杂质等物，
有时在输送带上进行人工筛选。
2、均湿处理：
有时晒干或烘干的干制品由于翻动或厚薄不均会造成制品
中水分含量不均匀一致（内部亦不均匀），这时需要将它们放
在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散
和分布，从而达到均匀一致的要求，这称为均湿处理。特别是
水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗
3、灭虫处理：
干制品，尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其
间，在适宜的条件下会生长造成损失。故常
用烟熏剂用甲基溴作为有效的烟熏剂，可使
害虫中毒死亡。因残留溴会残留，一般允许
残溴量应小于 150ppm，有些水果干制品甚
至在 100ppm以下，如李干为 20ppm。此外
还有氯化乙烯和氯化丙烯。
4、速化复水处理（ instantization process） 即为
了加快干制品的复水速度，常采用
? ① 压片法 即将颗粒状果干经过相距为一定距离
（ 0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧制压扁，
薄果片复水比颗粒状迅速得多
? ② 刺孔法 将半干制品水分含量 16-30%的干苹果片
进行刺孔，然后再干制到 5%水分，不仅可加热干
燥速度，还可使干制品复水加快。
? ③ 刺孔压片法,在转辊上装有刺孔用针，同时压
片和刺孔，复水速度可达最快。
5.压块（片）：将干制品压缩成密度较高的块状或片
状，如紫菜。减小体积。但应对有韧性的果蔬产品
二．干制品的包装
1．干制品包装的要求
（ 1）能 防止干制品吸湿回潮 以免结块和长线 包装材料在 90%相对湿度中，
每年水分增加量不超过 2%。
（ 2 ）能 防止 外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等 入侵 ；
（ 3）能 不透外界光线 ；
（ 4）贮藏、搬运和销售过程中具有 耐久牢固 的特点，能维护容器原有特性，
包装容器在 30～ 100厘米高处落下 120～ 200次而不会破损，在高温、高
湿或浸水和雨淋的情况也不会破烂；
（ 5）包装的大小、形状和外观应有 利于 商品的 销售 ；
（ 6）和食品相接触的 包 装 材 料应 符合食品卫生要求,并且不会导致食品变
性、变质；
（ 7）包装费用应做到 低廉或合理 。
注意点
①要耐久牢固；
②防湿；不吸湿密封，或加干燥剂；
③防氧化，充氮气，抽真空。
2.干制品的包装容器
①纸箱和盒
纸箱和纸盒是干制品常用的包装容器。大多数干制品用纸箱
或纸盒包装时还衬有防潮包装材料如涂蜡纸、羊皮纸以及具
有热封性的高密度聚乙烯塑料袋，以后者较为理想。纸盒还
常用能紧密贴盒的彩印纸、蜡纸、纤维膜或铝箔作为外包装。
②塑料袋
多年来，供零售用的干制品常用玻璃纸包装，现在开始用涂
料玻璃纸袋以及塑料薄膜袋和复合薄膜袋包装。简单的塑料
袋如聚乙烯袋和聚丙烯袋包装使用最为普遍。也常采用玻璃
纸一聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合的复合薄膜，也可采用纸一
聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合的复合薄膜材料。用薄膜材料作
包装所占的体积要比铁罐小，它可供真空或充隋性气体包装
之用。
③金属罐
? 金属罐是包装干制品较为理想的容器。它具有密封、
防潮和防虫以及牢固耐久的特点，并能避免在真空
状态下发生破裂。
④玻璃瓶
玻璃罐也是防虫和防湿的容器。有的可真空包装。
许多干制品特别是粉末状干制品包装时还常附装干
燥剂。干燥剂一般包装在透湿的纸质包装容器内以
免污染干制品，同时能吸收密封容器内水蒸气，逐
渐降低干制品中的水分。
3.干制品包装实例
按食品本身的吸湿性可将干制品分为 高吸湿
性 食品,易吸湿性 食品,低吸湿性 食品 和中
吸湿性 食品，他们对包装的要求也不同。
（ 1）高吸湿性食品的包装
?典型食品
速溶咖啡、奶粉，水分 1％一 3％,通常平衡相对湿
度低于 20％，有一些产品低 10％。
?包装要求
包装 环境 有较 低 的相对湿度（ RH）,包 装 材 料 隔绝
水、汽、气、光 性能高,包装 密封性好 。
?包装形式
金属罐、玻璃瓶、复合铝塑纸罐、铝箔袋及铝塑复
合袋 ；真空或充气；
软包装：组合包装（大套小），外袋内加干燥剂、
吸氧剂
（ 2）易吸湿性食品的包装
? 典型食品
茶叶、脱水汤料、烘烤早餐谷物、饼干等。水分 2％～ 8％，
平衡相对湿度 10％－ 30％ 。
? 包装要求
隔绝水、气、汽、光
? 包装形式
茶：铁罐、瓷罐、复合铝箔袋，袋泡茶用纸、外加收缩膜。
调味包：隔绝性好的玻璃瓶或塑料瓶
饼干,BOPP、玻璃纸,MSAT型赛璐玢（ PVDC涂敷赛璐玢）
和各种复合材料，如以 BOPP（ 20μm）／ Al（ 7.5～ 9.0μm）
／ LDPE（ 20～ 25μm）或 BOPP（ 20μm）／ LDPE（ 20～
25μm）、镀铝聚酯膜／ PE（ 50μm）／ PVDC 。
（ 3）低吸湿性食品的包装
?典型食品
坚果、面包等，含水量 6％～ 30％,
?包装要求
中等的防潮性能
?包装形式
软包装材料，如蜡纸、玻璃纸及塑料薄膜常用于面
包的包装
目前多采用 PEIP以及 PEIPP／ PE共挤薄膜包装袋，
并用热封或涂塑的金属丝扎住袋口。高级面包采用
铝箔／纸或铝箔／聚乙烯复合材料
（ 4）中吸湿性食品的包装
?典型食品
蜜饯类食品,25％ -40％，平衡湿度 60％－ 90％。
?包装要求
该类食品也易受 酵母 与细菌等微生物的侵袭，为了
延长其保质期，在加工过程中常辅以合适的包装，
如 个体单包装、多层包装,用热充填（ 80～ 85℃ ）
的方法或采用真空充氮包装。因此要求包装材料有
一定的耐热性和低水、汽、气透过性。
?包装形式
三．干制品的贮藏
良好的贮藏环境是保证干制品耐藏性的重要
因素。环境相对湿度是水分的主要决定因素。
①避光；
②干燥地方,相对湿度 <65%；
③温度低温,0-2℃,但不易超过 10-14℃ 。
思考题
1.红外干燥、微波干燥的原理；
2.微波干燥的特点及设备的类型；
3.干制品包装的要求；
4.常见的包装容器；
5.干制品贮藏的注意事项。
概述
第一节 食品干藏原理
第二节 食品干制的基本原理
第三节 干制对食品品质的影响
第四节 食品的干制方法
第五节 干制品的包装和贮藏
概述
1 食品的脱水加工（ dehydration）
从食品中去除水分，在该条件不导致或几乎不
导致食品性质的其它变化（除水分外），是一种用
于长期保藏食品的极其重要的食品加工操作。
? 浓缩 (concentration)—— 产品是液态，其中水分含量较
高。
? 干燥 (drying)—— 产品是固体，最终水分含量低。
2 食品脱水加工的方法
?在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据
食品组分的蒸汽压不同而分离；
?依据分子大小不同，用膜来分离水分，如
渗透、反渗透、超滤；
本章中讨论的是通过热脱水的方法。
3 食品干燥保藏
? 指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足
以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分进行长期贮藏的
方法。
? 干燥食品可延长保藏期，是一种最古老的食品保藏方法。
? 食品脱水干制后，延长了保藏期,从而延长了食品的供应季
节，平衡产销高峰，交流各地特产，贮备供救急、救灾和战
备的物资。
? 是从自然界各种现象中认识和从实践中得到的，如稻谷、
麦子、玉米、水果蔬菜等。
4 食品干藏的历史
? 我国北魏在, 齐民要术, 一书中记载用阴干加工肉
脯的方法。
? 在, 本草纲目, 中，用晒干制桃干的方法。
? 大批量生产的干制方法是在 1875年，将片状蔬菜堆
放在室内，通入 40℃ 热空气进行干燥，这就是早期
的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术同时
出现。
? 许多著名的土特产如红枣、柿饼、葡萄干、金花菜、
香菇、笋干等。
5 食品干藏的特点
? 设备简单,生产费用低、因陋就简；
? 重量减轻、体积变小，节省包装、贮藏和运输费用，带来了
方便性；
如,果汁（ 12％左右） → 浓缩果汁 （ 70％以上）；
牛奶 → 奶粉（重量变为原来的 1/8左右）。
? 食品可增香、变脆；
如,炒芝麻、烤肉、烤面包。
? 食品的色泽、复水性有一定的差异。
如,干制蔬菜。
6 脱水加工技术的进展
? 除热空气干燥还在应用外，目前还发展了红
外线、微波及真空升华干燥,真空油炸等新
技术。
?提高干燥速度；
?提高干制品的质量（ 品质 ）。
? 发展成为食品加工中的一种重要保藏方法
如速溶咖啡、豆奶粉,油炸方便面,果蔬脆
片
第一节 食品干藏原理
? 长期以来人们已经知道食品的腐败变质与食品
中水分含量（ M）具有一定的关系。
M 表示以干基计, 也有用湿基计 m
? 但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言
食品的稳定性。
如,花生油 M 0.6％时 变质
淀粉 M 20％ 不易变质
? 还有一些食品具有 相同水分含量,但 腐败 变质的
情况 是明显 不同 的，如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜
水分含量相差不多，但保藏状况却不同，这就存
在一个水能否被微生物、酶或化学反应所利用的
问题；
? 这是与 水在食品中的存在状态 有关。
食品中水分存在的形式
? 自由水（或游离水）
是指组织细胞中容易结冰，也能溶解溶质的这部分水。大致
分为滞化水（ Immobilized water）、毛细管水（ Capillary
water）和自由流动水（ Fluidal water）三种类型。
? 结合水（或被束缚水 ）
? 不易结冰（－ 40℃ ），不能作为溶剂 ） P161－ 162
化学结合水：按严格的数量比例，牢固地同固体间架结合的水；
物理化学结合水：包括吸附结合水、结构结合水及渗透压结合水
机械结合水：毛细管？
? 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势
（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度
与纯水的逸度之比称为水分活度（ water
activity) AW
1,水分活度
f —— 食品中水的逸度
Aw = ——
f0 —— 纯水的逸度
?我们把食品中水的逸度和纯水的逸度之比称为水
分活度。
?水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来
表示，在低压或室温时,f/f0 和 P/P0之差非常小
（ <1%），故用 P/P0来定义 AW是合理的。
(1) 定义
Aw = P/P0
其中 P：食品中水的蒸汽分压；
P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱
和蒸汽压）。
(2) 水分活度大小的影响因素
? 取决于水存在的量；
? 温度；
? 水中溶质的浓度；
? 食品成分；
? 水与非水部分结合的强度；
不同食品中水分含量和水分活度是不同的。
表 2-1 常见食品中水分含量与水分活度的关系
Fo o d M o istu re co n ten t ( %) W ater activ ity
Ice 100 1,0 0
Ice 100 0,9 1
Ice 100 0,8 2
Ice 100 0,6 2
Fr esh m eat 70 0,9 8 5
Bread 40 0,9 6
M arm alad e 35 0,8 6
W h eat fl o u r 1 4,5 0,7 2
Raisin 27 0,6 0
M acaron i 10 0,4 5
Bo iled sweets 3,0 0,3 0
Biscu u its 5,0 0,2 0
Dr ied m ilk 3,5 0,1 1
Po tato crisp s 1,5 0,0 8
0℃
-10℃
-20℃
-50℃
(3）测量
? 利用平衡相对湿度的概念
P 164-165
? 数值上 aW=相对湿度 /100,但两者的含义不同
? 水分活度仪
? 对单一溶质，可测定溶液的冰点来计算溶质的 mol
数
? 具体方法参考 Food engineering properties
M.M.A.Mao
2,水分活度对食品的影响
大多数情况下，食品的稳定性（腐败、酶解、
化学反应等）与水分活度是紧密相关的。
（ 1）水分活度与微生物生长、酶以及化学反应
的关系
?食品的腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反
应造成的，任何微生物进行生长繁殖以及多数生物
化学反应都需要以水作为溶剂或介质。
?干藏就是通过对食品中水分的脱除，进而降低食品
的水分活度，从而限制微生物活动、酶的活力以及
化学反应的进行，达到长期保藏的目的。
?大多数新鲜食品的水
分活度在 0.99以上，适
合各种微生物生长。大
多数重要的食品腐败细
菌所需的最低 aw都在 0.9
以上，肉毒杆菌在低于
0.95就不能生长。只有
当水分活度降到 0.75以
下，食品的腐败变质才
显著减慢；若将水分降
到 0.65，能生长的微生
物极少。一般认为，水
分活度降到 0.7以下物料
才能在室温下进行较长
时间的贮存。
水分活度和微生物生长活动的关系
范围 a
w
在此范围内的最低水分活度一般所
能抑制的微生物
在此水分活度范围的食品
1, 0 ~ 0, 9 5 假单胞菌、大肠杆菌变形杆菌、志
贺氏菌属、克霍伯氏菌属、芽孢杆
菌、产气荚膜梭状芽孢杆菌、一些
酵母
极易腐败变质（新鲜）食品、罐头水果、蔬菜、肉、
鱼以及牛乳；熟香肠和面包；含有约 4 0 % （ w / w ）蔗
糖或 7% 氯化钠的食品
0, 9 5 ~ 0, 9 1 沙门氏杆菌属、溶副血红蛋白弧菌、
肉毒梭状芽孢杆菌、沙雷氏杆菌、
乳酸杆菌属、足球菌、一些霉菌、
酵母（红酵母、毕赤氏酵母）
一些干酪（英国切达、瑞士、法国明斯达、意大利菠
萝伏洛）、腌制肉（火腿）、一些水果汁浓缩物；含有
5 5 % （ w / w ）蔗糖或 1 2 % 氯化钠的食品
0, 9 1 ~ 0, 8 7 许多酵母（假丝酵母、球拟酵母、
汉逊酵母）、小球菌
发酵香肠（萨拉米）、松蛋糕、干的干酪、人造奶油、
含 6 5 % （ w / w ）蔗糖（饱和）或 1 5 % 氯化钠的食品
0, 8 7 ~ 0, 8 0 大多数霉菌（产生毒素的青霉菌）、
金黄色葡萄球菌、大多数酵母 菌属
（拜耳酵母） SPP,德巴利氏酵母菌
大多数浓缩水果汁、甜炼乳、巧克力糖浆、槭糖浆和
水果糖浆、面粉、米、含有 1 5 ~ 1 7 % 水分的豆类食物、
水果蛋糕、家庭自制火腿、微晶糖膏、重油蛋糕
0, 8 0 ~ 0, 7 5 嗜旱霉菌（谢瓦曲霉、白曲霉、
W a l l e m i a S e b i ）、二孢酵母
果酱、加柑橘皮丝的果冻、杏仁酥糖、糖渍水果、一
些棉花糖
0, 7 5 ~ 0, 6 5 耐渗透压酵母（鲁酵母）、少数霉菌
（刺孢曲霉、二孢红曲霉）
含有约 1 0 % 水分的燕麦片、颗粒牛扎糖、砂性软糖、
棉花糖、果冻、糖蜜、粗蔗糖、一些果干、坚果
0, 6 5 ~ 0, 6 0 微生物不增值 含约 1 5 ~ 2 0 % 水分的果干、一些太妃糖与焦糖；蜂蜜
0, 5 微生物不增值 含约 1 2 % 水分的酱、含约 1 0 % 水分的调味料
0, 4 微生物不增值 含约 5% 水分的全蛋粉
0, 3 微生物不增值 含约 3 ~ 5 % 水分的曲奇饼、脆饼干、面包硬皮等
0, 2 微生物不增值 含约 2 ~ 3 % 水分的全脂奶粉、含约 5% 水分的脱水蔬菜、
含约 5% 水分的玉米片、家庭自制的曲奇饼、脆饼干
食品中水分活度与微生物生长
低水分活度微生物生长受抑制。水分活度
较高的情况下微生物繁殖迅速，
水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0Aw
在水分活度 0.9左右霉菌生长最旺盛。
水分活度对霉菌生长的影响
0.2 0.4 0.6 0.8Aw
呈倒 S型，开始随水分活度增大上升迅速，到
0.3左右后变得比较平缓，当水分活度上升到 0.6
以后，随水分活度的增大而迅速提高。
水分活度对酶活力的影响
0.2 0.4 0.6Aw 0.8
在极低水分活度下，水的加入明显干扰了氧化反应的进行，这部分水被认
为能结合氢过氧化物，干扰了它们呢的分解，于是阻碍了氧化的进行。另
外这部分水能同催化氧化的金属离子发生水化作用，从而显著地降低了金
属离子的催化效力。当水分超过 Ⅰ 与 Ⅱ 的边界时，氧化速度增加。认为加
入的水增加了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更多的催化部位，从而加
速了氧化。
水分活度对氧化反应的影响
0.2 0.4 0.6 0.8Aw
水分活度对褐变反应的影响
（ 2）干制对微生物的影响
?干制后食品和微生物同时脱水，微生物所处环境水
分活度不适于微生物生长，微生物就长期处于休眠
状态，环境条件一旦适宜，，又会重新吸湿恢复活
动。
?干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，
但保藏过程中微生物总数会稳步下降。
?由于病原菌能忍受不良环境，应在干制前设法将其
杀灭。
（ 3）干制对酶的影响
? 水分减少时，酶的活性也就下降，然而酶和
底物同时增浓。在低水分干制品中酶仍会缓
慢活动，只有在水分降低到 1%以下时，酶的
活性才会完全消失。
? 酶在湿热条件下易钝化，为了控制干制品中
酶的活动，就有必要在干制前对食品进行湿
热或化学钝化处理，以达到酶失去活性为度。
（ 4）对食品干制的基本要求
? 干制的食品原料应微生物污染少，品质高。
? 应在清洁卫生的环境中加工处理，并防止灰
尘以及虫、鼠等侵袭。
? 干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶
活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以
杀死病原菌或寄生虫。
3 食品中水分含量（ M）与
水分活度之间的关系
食品中水分含量（ M）与水分活度之间的关系曲线称为该食
品的吸附等温线
? 水分吸附等温线,BET吸附等温线
单层水分、多层水分、自由水或体相水
? 温度对水分吸附等温线的影响
见 P163 图 1-3-1和 2
? 食品水分的吸附和解吸等温线
滞后圈,复水结合力 减弱
（ Ⅱ ）多层水，主要通过
水 -水和水 -溶质氢键同相
邻分子缔合，可溶性组分
的溶液，大部分多层水在 -
40℃ 不结冰
（ Ⅲ ）自由水或体相水，是食
品中结合的最弱，流动性最大
的水，主要是在细胞体系或凝
胶中被毛细管液面表面张力或
被物理性截留的水，这种水很
易通过干燥除去或易结冰，可
作为溶剂，容易被酶和微生物
利用，食品容易腐败（ Ⅰ ）单分子层水，不能被冰冻，不能干
燥除去。水被牢固地
吸附着，它通过水 -离
子或水 -偶极相互作用
被吸附到食品可接近
的极性部位如多糖的
羟基、羰基,NH2，氢
键，当所有的部位都
被吸附水所占有时，
此时的水分含量被称
为单层水分含量
不同食品吸附等温曲线形状不同；
同一原料随着温度的升高吸附等温曲线抬升；
相同水分活度，水分含量随温度降低增大。
滞后现象的几种解释
（ 1）这种现象是由于多孔食
品中毛细管力所引起的，即表
面张力在干燥过程中起到在孔
中持水的作用，产生稍高的水
分含量。（ 2）另一种假设是
在获得水或失去水时，体积膨
胀或收缩引起吸收曲线中这种
可见的滞后现象。
？
解吸：（ desorption）
干燥过程
吸附：（ sorption）
复水过程
WHC
思考题
1 水分活度的概念
2 食品中水分含量和水分活度有什么关系？
说明原因
3 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么
影响？
4 简述食品干制机制
第二节 食品干制的基本原理
一 干制机制（ 湿热的转移 ）
二 干制过程的特性
三 影响干制的因素
四 合理选用干制工艺条件
一,干制机制
Food H2O
（ 2）温度梯度 ΔT
食品在热空气中，食品表面受
热高于它的中心，因而在物料
内部会建立一定的温度差，即
温度梯度 。温度梯度将促使水
分（无论是液态还是气态）从
高温向低温处转移。这种现象
称为 导湿温性 。
表面水分扩散
到空气中
内部水分转
移到表面
（ 1）水分梯度 ΔM
干制过程中潮湿食品表面水分受热后
首先有液态转化为气态，即水分蒸发，
而后，水蒸气从食品表面向周围介质
扩散，此时表面湿含量比物料中心的
湿含量低，出现水分含量的差异，即
存在 水分梯度 。水分扩散一般总是从
高水分处向低水分处扩散，亦即是从
内部不断向表面方向移动。这种水分
迁移现象称为 导湿性 。
M
M- ΔM
T
T- ΔT
1,导湿性
（ 1） 水分梯度
若用 M表示 等湿面 湿含量或水分含量
（ kg/kg干物质），则沿法线方向相距 Δn
的另一等湿面上的湿含量为 M+Δ M，那
么物体内的水分梯度 grad M 则为：
gradM= lim （ ΔM/Δn） = M / n
Δn→0
M—— 物体内的湿含量，即每千克干物质
内的水分含量（千克）
Δn—— 物料内等湿面间的垂直距离（米）
Δn
grad M
I
图 湿度梯度影响下水分的流向
M+Δ M M
导湿性引起的水分转移量可按照下述公
式求得：
i水 = -Kγ0（ M/ n） = -K γ0 Δ M（千克 /米 2·小时）
其中,i水 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg干物质 / 米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 ·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 3 ）
M—— 物料水分（ kg/kg干物质）
水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负
号。
需要注意的一点是：
? 导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，
它随着物料 温度 和 水分 而异。
（ 2）物料水分与导湿系数间的关系
A,K值的变化比较复杂。当
物料处于恒率干燥阶段时，
排除的水分基本上为渗透
水分，以 液体状态 转移，
导湿系数稳定不变（ ED
段）；再进一步排除毛细
管水分时，水分以 液体 状
态和以 蒸汽 状态转移，导
湿系数下降（ DC段）；再
进一步排除的水分则为吸
附水分，基本上以蒸汽状
态扩散转移，先为多分子
层水分，后为单分子层水
分。因结合力强，故 K先
上升后下降（ CA段）
物料水分 M（ kg/kg绝干物质）
A
C
D E
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
图物料水分和导湿系数间的关系
Ⅰ — 吸附水分 Ⅱ — 毛细管水分
Ⅲ — 渗透水分
B,导湿系数与温度的关系
图的启示：
? 若将导湿性小的物
料在干制前加以预
热，就能显著地加
速干制过程。
? 为此可以将物料在
饱和湿空气中加热,
以免物料表面水分
蒸发，同时可以增
大导湿系数，以加
速水分转移。
K× 102=(T/290)14
温度（ ℃ ）
图 硅酸盐类物质温度和
导湿系数的关系
2,导湿温性
? 在 对流干燥 中，物料表面受热高于它的
中心，因而在物料内部会建立一定的 温
度梯度 。温度梯度将促使水分（不论液
态或气态）从 高温处向低温处转移 。这
种现象称为 导湿温性 。
? 导湿温性是在许多因素影响下产生的复
杂现象
? 高温将促使液体粘度
和它的表面张力下降，
但将促使蒸汽压上升；
? 此外，毛细管内水分
还将受到挤压空气扩
张的影响，结果使毛
细管内水分顺着 热流
方向 转移。
T T+ΔT
T/ n
i
内 表面
图 温度梯度下水分的流向
Δn
（ 1）温度梯度
? 导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯度成正比，
它的流量可通过下式计算求得：
i温 = -Kγ0δ（ T / n）
其中,i温 —— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上的水分转移量（ kg干物质 / 米 2·小时）
K—— 导湿系数（米 ·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
（ kg干物质 /米 3 ）
δ—— 湿物料的导湿温系数（ 1/℃,或 kg/kg干
物质 × ℃ ）
（ 2）导湿温系数
就是温度梯度为 1℃ /米时物料内部能建立的水分梯度，即
M T
? δ= -
n n
? 导湿温系数和导湿系数一
样，会因物料水分
的差异（即物料和水分结合状
态）而变化。
? 导湿温系数和物料水分的
关系见图
导湿温系数
δ（
1/℃
）
O
A
B
物料水分 M（ %）
Ⅱ
Ⅰ
? 在水分含量较低时,δ是随着 M的增加而
增加；达到最高点时，开始下降；
（ I） δ逐渐减小，物料是以气态扩散，主
要是吸附水分
（ 2） δ最高值是吸附水和自由水分的分界
点
? 在水分含量高的时候,自由水是以液体状
态流动，因而导湿温性不以物料水分含量
而发生变化（曲线 Ⅱ ）,但因受物料内挤
压空气的影响导致湿温性下降（曲线 Ⅰ ）
3,干制过程中，湿物料内部同时会有水分
梯度和温度梯度存在，因此，水分的总流
量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果 。
? i总 =i湿 +i温
? 两者方向相反时,i总 =i湿 — i温
当 i湿 ﹥ i温
水分将按照物料水分减少方向转移，以
导湿性为主，而导湿温性成为阻碍因素，
水分扩散则受阻。
当 i湿 ﹤ i温
水分随热流方向转移，并向物料水分增
加方向发展，而导湿性成为阻碍因素。
如：烤面包 的初期
二 干制过程的特性
1 食品在干制过程中，食品水分含量逐渐
减少，干燥速率逐渐变低，食品温度也在
不断上升。
? 水分含量的变化（干燥曲线）
? 干燥速率曲线
? 食品温度曲线
（ 1）干燥曲线
干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干
燥初始时，食品被预热，食品水分在短暂的平衡后
（ AB段），出现快速下降，几乎时直线下降
（ BC），当达到较低水分含量（ C点）时（第一 临
界水分 ），干燥速率减慢，随后趋于平衡，达到 平
衡水分 （ DE）。
平衡水分取决于干燥时的空气状态
（ 3）食品温
度曲线
初期食品温度上
升，直到最高
值 —— 湿球温度,
整个恒率干燥阶
段温度不变，即
加热转化为水分
蒸发所吸收的潜
热（热量全部用
于水分蒸发）
在降率干燥阶段，
温度上升直到 干
球温度,说明水
分的转移来不及
供水分蒸发，则
食品温度逐渐上
升。
（ 2）干燥速率曲线
食品被加热，水分被蒸发加
快，干燥速率上升，随着热
量的传递，干燥速率很快达
到最高值；是食品 初期 加热
阶段 ；
然后稳定不变，为 恒率干燥
阶段,此时水分从内部转移
到表面足够快，从而可以维
持表面水分含量恒定，也就
是说 水分从内部转移到表面
的速率大于或等于水分从表
面扩散到空气中的速率，是
第一干燥阶段；
到第一临界水分时，干燥速
率减慢,降率干燥阶段,说
明食品内部水分转移速率小
于食品表面水分蒸发速率；
干燥速率下降是由食品内
部水分转移速率决定的
当达到平衡水分时，干燥
就停止。
? 举例见 P30
? 75%~90%的苹果干制
? 9%的花生米干制
由导湿性和导湿温性解释干燥过程曲线特征
?
预热阶段 干燥速率上升
温度上升
水分略有下降
导湿性引起水分由内向外；导
湿温性相反，但随着内外温差
的减小，其作用减弱
恒率干燥
阶段
干燥速率不变
温度不变
水分下降
导湿性引起水分由内向外；导
湿温性由于内外几乎没有温
差，因此不起作用。
降率干燥
阶段
干燥速率下降
表面温度上升
水分下降 变 慢
低 水分 含量 时, 导湿性 减 小 ；
导湿温性 减小 ；
食品干制过程特性总结
? 食品水分含量、干燥速率、食品温度的变化
? 曲线特征的变化主要是 内部水分扩散 与 表面
水分蒸发 或外部水分扩散所决定
? 干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面
水分蒸发或外部水分扩散，则恒率阶段可以
延长，若内部水分扩散速率低于表面水分扩
散，就不存在恒率干燥阶段。
? 那么食品表面水分蒸发和内部水分扩散速率
的影响因素或决定因素是什么呢？
以上我们讲的都是以空气介质为通过加热
来干燥。
? 若是采用其它加热方式，则干燥速率曲线将
会变化。
三、影响干制的因素
? 干制过程就是 水分的转移和热量的传递,即
湿热传递,对这一过程的影响因素主要取决
于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决
定）以及干燥物料的性质。
1.干制条件的影响
（ 1） 温度
对于空气作为干燥介质,提高空气温度,干燥加快,
? 由于温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的速率越
大,水分外逸速率 因而加速,
? 对于一定相对湿度的空气,随着 温度提高,空气 相对饱和湿度下降,这会
使水分从食品表面扩散的动力更大,
? 温度高,水分扩散速率 也加快,使内部干燥加速,
? 注意,若以空气作为干燥介质,温度并非主要因素,因为食品内水分以水
蒸汽的形式外逸时,将在其表面形成 饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将
阻碍食品内水分进一步外逸,从而降低了水分的蒸发速度,故温度的影
响也将因此而下降,
（ 2） 空气流速
空气流速加快,食品 干燥速率也加速 。
? 不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气
而吸收较多的水分；
? 还能 及时将 聚集在食品表面附近的饱和 湿空气带走,
以免阻止食品内水分进一步蒸发；
? 同时还因和食品表面接触的 空气量 增加，而显著加
速食品中水分的蒸发。
（ 3） 空气相对湿度
? 脱水干制时，如果用空气作为干燥介质，空气
相对湿度越低,食品 干燥速率也越快 。近于饱
和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空
气差。 饱和 的湿空气 不能 在进一步 吸收 来自食
品的蒸发水分。
? 脱水干制时，食品的 水分能下降的程度也是由
空气湿度 所 决定 。食品的水分始终要和周围空
气的湿度处于平衡状态。
? 干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各
种食品的吸湿等温线上寻找 。
（ 4） 大气压力和真空度
? 气压影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下
干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。
? 气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈
低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。
适合热敏物料的干燥
? 但是，若干制由内部水分转移限制,则真空干燥对
干燥速率影响不大。
操作条件对于干燥速率的影响
条件 恒率阶段 降率阶段
温度上升 干燥速率增加 干燥速率增加
空气流速上升 干燥速率增加 无变化
相对湿度下降 干燥速率增加 无变化
真空度上升 干燥速率增加 无变化
2 食品性质的影响
（ 1） 表面积
水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥
的快慢。
小颗粒，薄片 易干燥，快
（ 2） 组分定向
水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这
取决于食品组分的定向。
例如：芹菜的细胞结构，沿着长度方向比横穿细
胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤
维结构中，也存在类似行为。
（ 3） 细胞结构
细胞结构间的水分比细胞内的水更容易除去
（ 4） 溶质的类型和浓度
溶质与水相互作用，抑制水分子迁移，降低水分转
移速率，干燥慢
四、合理选用干制工艺条件
食品干制工艺条件主要由干制过程中控
制干燥速率、物料临界水分和干制食品
品质的主要参变数组成。
? 比如以热空气为干燥介质时，其 温度、相对
湿度和流速 等参数和食品温度是它的主要工
艺条件。
? 食品 温度 是干燥过程中控制食品品质的重要
因素，却决定于 空气温度、相对湿度和流速
等 主要参数
1 最适宜的干制工艺条件
? 使干制时间最短；
? 热能和电能的消耗量最低；
? 干制品的质量最高；
— 它随食品种类而不同
在具体干燥设备中难以达到理想的干燥工艺条件，
为此作必要修改后的适宜干制工艺条件称为 合理干
制工艺条件
2 合理选用干制工艺条件,
（ 1）使食品表面的水分蒸发速率尽可能等于食品内
部的水分扩散速率，同时力求避免在食品内部建
立起和湿度梯度方向相反的温度梯度，以免降低
食品内部的水分扩散速率。
在导热性较小的食品中，若水分蒸发速率大于食
品内部的水分扩散速率，则表面会迅速干燥，表
层温度升高到介质温度，建立温度梯度，更不利
于内部水分向外扩散，而形成干硬膜。
办法 需降低空气温度和流速，提高空气相对湿
度。
（ 2）恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在保证
食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分
扩散速率的原则下，允许尽可能提高空气温
度。
此时，所提供的热量主要用于水分的蒸发，
物料表面温度是湿球温度
（ 3）在开始降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发
速率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散率一致，
以免食品表面过度受热，导致不良后果。要降低干
燥介质的温度，务使食品温度上升到干球温度时不
致超出导致品质变化（如糖分焦化）的 极限温度
（一般为 90℃ ）
（ 4）干燥末期，干燥介质的相对湿度应根据预期干
制品水分含量加以选用。一般达到与当时介质温度
和相对湿度条件相适应的 平衡水分
第三节 干制对食品品质的影响
一, 干制过程中食品的主要变化
1 物理变化 P172
? 干缩、干裂
? 表面硬化
? 多孔性
? 热塑性 加热时会软化的物料如糖浆或果浆
2 化学变化
（ 1）营养成分
? 蛋白质 高温长时间，变性、降解
? 碳水化合物 高温长时间，分解、焦化、
褐变
? 脂肪 高温脱水时脂肪氧化比低温时严重
? 维生素 水溶性易被破坏和损失,如 VC,
硫胺素、胡萝卜素,VD ； B6、烟碱酸较
稳定，损失少；
（ 2）色素
? 色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散
射、吸收传递可见光的能力）
? 天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等
易变化
? 褐变 糖胺反应 (Maillard)、酶促褐变、焦糖
化、其他。
（ 3）风味
? 引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物
质的去除
? 热会带来一些异味、煮熟味、硫味
? 防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、
加包埋物质，使风味固定
二 干制品的复原性和复水性
干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度
是衡量干制品品质的重要指标。
1 干制品的 复原性 就是干制品重新吸收水分
后在重量、大小和性状、质地、颜色、风
味、结构、成分以及可见因素（感官评定）
等各个方面恢复原来新鲜状态的程度
2 干制品的 复水性,新鲜食品干制后能重新吸回
水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来
表示
? 复水比,R复 =G复 /G干
G复 干制品复水后沥干重,G干 干制品试样重
? 复重系数,K复 = G复 / G原
G原 干制前相应原料重
? 干燥比,R干 =G原 /G干
三 食品干制方法的选择
? 干制时间最短、费用最低、品质最高
? 选择方法时要考虑：
? 不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、
颗粒
? 性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热
传递的感受性
? 最终干制品的用途
? 消费者的不同要求
思考题
1 什么是导湿性和导湿温性？
2 简述干制过程中食品水分含量、干燥速率和
食品温度的变化
3.如果想要缩短干燥时间，该如何控制干燥过
程？
4 在北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，
是什么原因，如何控制？
思考题
? 干制条件主要有哪些？他们如何影响湿热传
递过程的？（如果要加快干燥速率，如何控
制干制条件）
? 影响干燥速率的食品性质有哪些？它们如何
影响干燥速率？
? 合理选用干燥条件的原则？
? 食品的复水性和复原性概念
第四节 食品的干制方法
干制方法可以区分为自然和人工干燥两
大类
? 自然干制：在自然环境条件下干制食品的方
法：晒干、风干、阴干
? 人工干制：在常压或减压环境中用人工控制
的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设
备
如：空气对流干燥设备、真空干燥设备,滚
筒干燥设备 等（ P174）
一、空气对流干燥
? 空气对流干燥时最常见的食品干燥方法，这类干燥
在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气
则 自然 或 强制 地 对流循环 。
? 流动的热空气不断和食品密切接触并向它 提供蒸发
水分 所需的 热量,有时还要为 载料盘或输送带 增添
补充加热装置
? 采用这种干燥方法时，在许多食品干制时 都会出现
恒率干燥阶段和降率干燥阶段 。因此干制过程中控
制好空气的干球温度就可以改善食品品质。
1,柜（厢）式干燥设备
? 基本结构
? 特点：
? 间歇型，小批量、设备容量小,操作费用高
? 操作条件：
? 空气温度 <94℃,空气流速 2-4m/s
? 适用对象
? 果蔬或价格较高的食品
? 或作为 中试 设备，摸索物料干制特性，为确定大
规模工业化生产提供依据
2,隧道式干燥设备
? 一些概念：
? 高温低湿 空气进入的一端 —— 热端
? 低温高湿 空气离开的一端 —— 冷端
? 湿物料 进入的一端 —— 湿端
? 干制品 离开的一端 —— 干端
? 热空气气流与物料移动 方向一致 —— 顺流
? 热空气气流与物料移动 方向相反 —— 逆流
(1) 逆流式隧道干燥设备
? 基本结构
物料与气流的方向相反
湿端即冷端，干端即热端
? 特点及应用
A 湿物料 遇到的是 低温高湿 空气，虽然物料
含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较
慢，这样 不易出现表面硬化或收缩现象,而
中心有能保持湿润状态，因此物料能全面均
匀收缩，不易发生干裂；
B 逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为低温高湿
的空气中，湿物料 水分蒸发相对慢,若物料易腐败
或菌污染程度过大，有腐败的可能。载量过大，低
温高湿空气接近饱和，物料有增湿的可能
C 干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已缓慢，
虽然遇到的是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，
因此物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。
此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了
避免焦化,干端处 的空气温度不宜过高，一般 不宜
超过 66-77℃ 。 由于在干端处空气条件高温低湿,干
制品的平衡水分将相应降低，最终水分可低于 5%
? —— 适合于干制水果
（ 2）顺流隧道式干燥
? 基本结构
湿端即热端,冷端即干端
? 特点与应用
A湿物料与干热空气相遇,水分蒸发快,湿
球温度下降比较大，可 允许 使用更高一些的
空气温度如 80-90℃, 进一步加速水分蒸干而
不至于焦化。
B干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发
缓慢，干制品平衡水分相应增加,干制品水
分难以降到 10%以下,因此 吸湿性较强的食
品不宜选用顺流干燥方式。
（ 3）双阶段干燥
? 基本结构
顺 流干燥,湿端水分蒸发率高
逆流 干燥,后期干燥能力强，平衡水份低
? 双阶段干燥,取长补短
? 特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好
? 用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）
? 现在还有多段式干燥设备，有 3,4,5段等，有
广泛的适应性。
3,输送带式干燥
（ 1）多层输送带
特点,
? 物料有翻动
? 物流方向 有顺
流和逆流
? 操作 连续化、
自动化、生产
能力大、占地
少；
（ 2）双带式干燥
4,气流干燥
? 基本结构 见图
? 用气流来输送物料使粉状
或颗粒食品在热空气中干
燥
关键是稳定而均匀加料，加料器
特点
? 干燥强度大,悬浮状态,物料最大限度地与热空气接
触 ;
? 干燥时间短,0.5~5秒,并流操作 ;
? 散热面积小,热效高,小设备大生产 ;
? 适用 范围 广,
? 物料 (晶体 )有磨损,动力消耗大
适用对象,
水分低于 35%~40%的物料
例如糯米粉、马铃薯颗粒
5,流化床干燥
? 基本结构 P182
使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸
腾状态（与液态相似）。
? 适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒后二
段干燥）
流化床类型
? 单层流化床干燥器 ? 多层流化床干燥器
? 卧式多室流化床干燥器 ? 喷动流化床干燥器
? 振动流化床干燥器
6,仓贮干燥
? 适用于干制那些已经用其他干燥方法去除大部分水
分而尚有部分 残余水分需要继续清除 的未干透的制
品。
? 如将蔬菜半干制品中水分从 10~15%降到 3~6%
? 优点：比较经济而且不会对制品造成热损害。
7.泡沫干燥
? 工作原理：将液态或浆质态物料首先制成稳定的 泡
沫料,然后在常压下用热空气干燥。
? 造泡的方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加发泡
剂
? 特点,接触面大,干燥初期水分蒸发快，可选用温
度较低的干燥工艺条件
? 适用对象：水果粉，易发泡的食品。
8,喷雾干燥 P189
? 喷雾干燥就是将
液态或浆状食品
喷成雾状液滴，
悬浮在热空气 气
流中进行脱水干
燥过程
? 设备主要由 雾化
系统、空气加热
系统、干燥室、
空气粉末分离系
统、鼓风机 等主
要部分组成。
（ 1） 喷雾系统
使液体形成小液滴，产生大量表面积有利于水
的蒸发，常用的喷雾系统主要有两类装置：
? 压力喷雾,液体在高压下（ 700-1000kPa）下
送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷
成雾状，一般这种液滴颗粒大小约 100-300μm，
其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来
控制。
? 离心喷雾,液体被泵入高速旋转的盘中（ 5000-
20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围
的孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小 10-
500μm。
两类雾化器的特点
型式 优点 缺点
离心式 ① 操作简单，对物料适应 性
强，适宜于高浓度、高粘度物
料的喷雾。 ② 操作弹性大，在
液量变化± 25% 时，对产品质
量和粒度分布均无多大影响。
③ 不易堵塞，操作压力低。 ④
产品粒子成球型，外表规则整
齐。
① 喷雾器结构复杂、造价高、
安装要求高。 ② 仅适用于立式
干燥机，且并流操作。 ③ 干燥
机塔径大。 ④ 制品松密度小。
压力式 ① 喷嘴结构简单、维修方便。
② 可采用多个喷嘴（ 1 - 12 个）
提高设备生产能力。 ③ 可用于
并流、逆流、卧式或立式干燥
机。 ④ 动力消耗低 ⑤ 制品蓬松
⑥ 塔径较小。
① 喷嘴易堵塞、腐蚀和磨损。
② 不适宜处理高粘度物料。 ③
操作弹性小。
气流式 ① 可制粒径 5 μ m 以下的产
品，可处理粘度较大的物料。
② 塔径小。 ③ 并、逆流操作均
适宜。
① 动力消耗大。 ② 不适宜大型
设备。 ③ 粒子均匀性差。
（ 2） 空气加热系统
? 蒸汽加热
? 电加热
? 温度 150~300℃
食品体系一般在 200 ℃ 左右
（ 3） 干燥室
? 液滴和热空气接触的地方，可水平也可垂直，
为立式或卧式，
? 室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速
度达 50m/s,滞留时间 5~100秒，
? 根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流，
? 干燥时的温度变化
空气 200℃, 产品湿球温度 80℃,
（ 4） 旋风分离器
? 将空气和粉末分离，大粒子粉末由于重力而
将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器来完
成
? 旋风分离器结构图和原理
（ 5）喷雾干燥的特点
? 蒸发面积大
? 干燥过程液滴的温度低
? 过程简单、操作方便、适合于连续化生产
? 耗能大、热效低
（ 6）喷雾干燥的典型产品
? 奶粉
? 速溶咖啡和茶粉
? 蛋粉
? 酵母提取物
? 干酪粉
? 豆奶粉
? 酶制剂
（ 7）喷雾干燥的发展
? 与流化床干燥结合的两阶段干燥法
? 再湿法和直通法
二、接 触 干燥
? 被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的
能量来自 传导方式 进行干燥
? 间壁传热，干燥介质可为蒸汽、热油
? 特点：可实现快速干燥，采用高压蒸汽，可使物料
固形物从 3-30%增加到 90-98%，表面温度可达 100-
145℃,接触时间 2秒 -几分钟，热能经济，干燥费
用低；带有煮熟风味
? 适用对象：浆状、泥状、糊状、膏状、液态，一些
受热影响不大的食品，如麦片、米粉
滚筒干燥
基本结构
? 金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受
热蒸发，
? 热由里向外
设备类型
(1)单 滚筒,示意图
(2)双 滚筒，示意图
(3)真空 滚筒干燥,示意图
(3)真空滚筒干燥
三 真空干燥
（ 1） 基本结构：
干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置
（ 2） 设备类型,
间歇式真空干燥和连续式真空干燥（带式输送）
（ 3）特点：
物料呈 疏松多孔状，能速溶 。有时可使被干燥物料
膨化。
适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳精
真空干燥系统
连续输送带式真空干燥设备
四、冷冻干燥
? 将食品在冷冻状态下，食品中的水变成冰，
再在高真空度下，冰直接从固态变成水蒸汽
（升华）而脱水，故又称为 升华干燥 。
? 要使物料中的 水变成冰，同时由冰直接升华
为水蒸汽，则必须要使物料的水溶液 保持在
三相点以下 。
? O点（固液气）三相点：压力 600Pa，温度 0℃,
BO：升华曲线,OA：液化曲线
1、冷冻干燥条件
1）真空室内的绝对压力至少
＜ 0.5× 1000Pa，高真空一般达到 0.26-
0.01× 1000Pa。
2） 冷冻温度＜ -4℃
2、冷冻干燥设备基本结构
(1) 冷冻干燥设备组成 见示意图
和真空干燥设备相同，但要 多一个制冷系统,
主要是将物料冻结成冰块状。
冷冻干燥设备组成示意图
(2)设备类型
? 间歇式冷冻干燥设备 (P202)
? 隧道式连续式冷冻干燥设备 (P203)
间歇式冷冻干燥设备
隧道式连续式冷冻干燥设备
(3)冷冻干燥的冻结方法
? 自冻法
就是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热,促使
物料温度下降,直至它达到冻结点时物料水分自行冻结,如能将
真空干燥室迅速抽成高真空状态,即压力迅速下降,物料水分就
会因水分瞬间大量蒸发而迅速降温冻结,
但这种方法因为有液 → 气的过程会使食品的形状变形或发
泡,沸腾等,适合于一些有一定体形的如芋头 \碎肉块 \鸡蛋等。
? 预冻法
用一般的冻结方法如高速冷空气循环法、低温盐水浸渍法、
液氮或氟利昂等制冷剂使物料预先冻结，一般食品在 -4℃ 以下
开始形成冰晶体，此法较为适宜。主要将液态食品干燥,
3、冷冻干燥曲线
? 食品温度变化曲线（表面、中心）；
? 食品水分含量变化曲线；
? 加热板温度变化曲线；
? 真空度变化曲线；
牛肉冻干曲线 牡蛎冻干曲线
生牛肉接触加热冻干曲线 绿芦笋的冻干曲线
4、冷冻干燥的过程
? （ Primary drying stage（ sublimation）） 初级
干燥，（升华干燥）
冰晶体形成后，通过控制冷冻室中的真空度，
则冰晶升华，因升华相变是一个吸热过程，需要提
供相变潜热或升华热。（如果不提供热量则物料随
着升华进行温度迅速下降，当温度降到与真空度下
相应水蒸汽压相等时，则水蒸汽挥发停止）。
冻结物料温度的最低极限不能小于冰晶体的饱
和蒸汽压相应的温度，所提供的热量应等于冰晶体
升华热，同时应注意使物料上升温度不能超过被冻
结物料的温度或略低于冰晶体熔化温度，以便能进
行升华。
(1)初级干燥
? 在冷冻干燥的初级阶段，随着干燥的进行，食品中
的冰逐渐减少，在食品中的冻结层和干燥层之间的
界面被称为 升华界面 （ sublimation front），确切
地说是在食品的冻结层和干燥层之间存在一个扩散
过渡区（见图 P91）
? 在干燥层中由于冰升华后水分子外逸留下了原冰晶
体大小的孔隙，形成了海绵状多孔性结构，这种结
构有利于产品的复水性，但这种结构使传热速度和
水分外逸的速度减慢，特别是传热的限制。因此，
若采用一些穿透力强的热能如辐射热、红外线、微
波等使之直接穿透到（冰层面）升华面上，就能有
效地加速干燥速率。
升华界面
过渡层
(2)二级干燥（ secondry drying stage）
? 当食品中的冰全部升华光，升华界面消失时，食品
中的水分作为冰被除去后水分含量在 15-20%时，
干燥就进入另一个阶段称为 二级干燥 。
? 剩余的水分即是未结冰的水分必须补加热量使之加
快运动而克服束缚来外逸出来。但在二级干燥阶段
需要注意热量补加不能太快，以避免食品温度上升
快而使原先形成的固态状框架结构变为易流动的液
态状，而使食品的固态框架结构发生瘪塌
（ collapse），此时的温度称为 瘪塌温度 。在瘪塌
中冰晶体升华后的空穴随着食品流动而使这些区域
消失，食品密度减少，复水性差（疏松多孔结构消
失）。食品的瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度
（ glass transition temperature）
5、冷冻干燥的特点
1）保持新鲜食品的色、香、味及营养成分。适合于
热敏食品以及易氧化食品的干燥,
2）冰晶体升华留下空间，使固体框架结构不变，食
品干燥后成为疏松多孔状物质，复水性好。
3）由于操作在高真空和低温下进行，需要高真空设
备和制冷设备，投资费用大，且操作费用也高，故
产品成本高。
4）一般用在高附加值功能食品成分、生物制品（医
药），还有生物制品如酶制剂等。
思考题
? 解释名称：热端、冷端；干端、湿端；顺流、逆流；
瘪塌温度、初级干燥、二级干燥；
? 列出干燥设备的基本组成结构；
? 简述顺流和逆流干燥设备的区别和特点；
? 在人工干制方法中有哪几大类干燥方法，各有何特
点？
? 在空气对流干燥方法中有那些设备？每类设备的适
用性？
? 喷雾干燥设备的组成及特点 ;
? 简述冷冻干燥曲线
五、干燥方法的发展
? 在前述的干燥方法中，如空气对流干燥或热
传导的干燥中都存在着一个 温度梯度或传热
界面,要使物料升高温度，必然使物料表面
受到一个过度热量（高温），若物料的损失
和传导慢，必然需要提高物料温度（提高热
源温度），使物料受到高温影响而妨碍质量。
近年来为了消灭这个影响，减少这个缺陷，
则发展了 红外线干燥 技术和 微波干燥 技术。
1、红外干燥
? 把电磁波谱中波长在 1-1000μm区域称为红外
区,
? 在食品中有很多物料对红外区波长在 3-15μm
（ 2.5-25μm）范围的红外线有很强的吸收。
(1) 原理
构成物质的分子、原子、电子，即使处于基态
都在不停地运动着 振动 或 转动,这些 运动 都 有 自己
的 固有频率 。当这些质点遇到某个频率与它的固有
频率相等时，则会发生与振动、转动的 共振 运动，
使运动进一步激化，微观结构质点运动加剧的宏观
反映就是物体温度升高，即物质吸收红外线后，便
产生自发的热效应，由于这种热效应直接产生于物
体内部，所以能快速有效地对物质加热，这就是红
外线加热的原理。
在食品中很多成分都能对红外线 3~15μm波长
有强烈的吸收。
(2) 特点
? 热吸收率高 ；
? 有 一定的穿透能力，物体内部直接加热,食品受
热比较均匀，不会局部过热；
? 加热速度快，传热效率高,在保证物料不过热的
情况下使物料被加热，因没有传热界面，故速度
比传导和对流快得多，热损失也小，物料受热时
间短；
? 产品质量好,通过控制红外线辐射，避免过度受
热，则食品干燥时可使色、香、味、营养成分受
到保留。如红外干燥比传统对流干燥方法象叶绿
素、维生素等易分解成分损失小得多。
(3)设备类型
? 作为热源同样可在上述的对流干燥设备，真
空干燥、冷冻干燥等中被应用。
? 最早使用红外干燥是用红外灯泡对汽车的
油漆涂层进行干燥。
? 目前食品工业中在谷物干燥、焙烤制品等
得到应用。
输送带式远红外干燥器示意图
真空冷却红外线干燥技术
? 真空冷却红外线脱水技术
(Vacuum Cooling infrared
rays Drying system,V—
CID)，是目前国外比较流
行的一种用于鲜鱼、鲜肉等
食品 原料保鲜的干燥加工技
术。 就干燥而言可以认为是
真空干燥技术与红外干燥技
术的结合。
? 鲜肉、果蔬等生制品或半成
品；面条、面包、煎肉、鱼
糕、蛋糕、鱼片、色拉等熟
制品；果干、鱼干等半干制
品。
? 图 1 V— CID实验装置
? 1一真空处理罐； 2一真空泵； 3一制
N2(或 O2)机组； 4一贮气罐； 5一酒精罐；
1＇一托盘； 2＇一棒式远红外加热器；
3＇一酒精喷头。
2．微波干燥
微波是指波长在 1mm~100cm范围的电磁波。
（频率在 300~300000MHz）
①原理
水分子是一个偶极分子，一端带正电，一
端带负电，在没有电场下，这些偶极分子在
介质中作杂乱无规则的运动。
? 在电场作用下，偶极分子定向排列，有规则的取向
排列。
? 若改变电场方向，则偶极分子取向也随之改变。若
电场迅速交替改变方向，则偶极分子亦随之作迅速
的摆动，由于分子的热运动和相邻分子间的相互作
用，产生了类似摩擦作用，使得分子以热的形式表
现出来，表现为介质温度升高。
? 工业上采用高频交替变换电场，如 915MHz和
2450MHz，即意味着在 1秒钟内有 9.15╳ 108次或
2.45╳ 109次的电场变化，分子如此频繁的运动，其
摩擦产生的热量则相当大，故能瞬间升高温度。
② 特点
? 加热速度快,仅及常规方法的 1/10~1/100时间；
? 均匀性好,内部加热，避免表面硬化。微波穿透
深度大致在几十厘米到几厘米的厚度；
? 加热效率高,由于微波加热主要是食品中水分子
吸收而使物料本身被加热，避免了环境的高温和
热损耗，所以热效率高，可达 80%；
? 选择性吸收,某些成分非常容易吸收微波，另一
些成分则不易吸收微波，如食品中 水分吸收微波
能比其他成分多,温度升高得大，有利于水分蒸
发，干物质吸收微波能少，温度低,不过热,能
够保持色香味等。
③ 应用
? 上述空气对流干燥的各种设备中将热源换成
微波，或箱式、隧道式、带式；
? 微波真空干燥，微波冷冻干燥；
? 微波焙烤。
微波干燥设备的组成示意图
连续式谐振腔干燥器结构图
腔体两侧出入口造成微波泄漏,输送带上加挡板 ;
有些波导里安装金属链条,形成局部短路,防止微波能辐射,
多管并联的谐振腔干燥器示意图
水负载,防止微波能辐射,
土豆片微波干燥示意图
87.7-104.4℃,2.5-4min,产量达 9kg/h
第五节 干制品的包装和贮藏
食品经干燥脱水处理后，其本身的一些物理特
性发生了很大改变，如密度、体积、吸湿性
等。为了保持干制品的特性以及便于储藏运
输，通常对于干制品的而言包括三部分：
? 干制品的预处理；
? 干制品的包装；
? 干制品的贮藏。
一、包装前干制品的预处理
1、筛选分级：
剔除块片和颗粒大小不合标准产品或其他碎屑杂质等物，
有时在输送带上进行人工筛选。
2、均湿处理：
有时晒干或烘干的干制品由于翻动或厚薄不均会造成制品
中水分含量不均匀一致（内部亦不均匀），这时需要将它们放
在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散
和分布，从而达到均匀一致的要求，这称为均湿处理。特别是
水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗
3、灭虫处理：
干制品，尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其
间，在适宜的条件下会生长造成损失。故常
用烟熏剂用甲基溴作为有效的烟熏剂，可使
害虫中毒死亡。因残留溴会残留，一般允许
残溴量应小于 150ppm，有些水果干制品甚
至在 100ppm以下，如李干为 20ppm。此外
还有氯化乙烯和氯化丙烯。
4、速化复水处理（ instantization process） 即为
了加快干制品的复水速度，常采用
? ① 压片法 即将颗粒状果干经过相距为一定距离
（ 0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧制压扁，
薄果片复水比颗粒状迅速得多
? ② 刺孔法 将半干制品水分含量 16-30%的干苹果片
进行刺孔，然后再干制到 5%水分，不仅可加热干
燥速度，还可使干制品复水加快。
? ③ 刺孔压片法,在转辊上装有刺孔用针，同时压
片和刺孔，复水速度可达最快。
5.压块（片）：将干制品压缩成密度较高的块状或片
状，如紫菜。减小体积。但应对有韧性的果蔬产品
二．干制品的包装
1．干制品包装的要求
（ 1）能 防止干制品吸湿回潮 以免结块和长线 包装材料在 90%相对湿度中，
每年水分增加量不超过 2%。
（ 2 ）能 防止 外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等 入侵 ；
（ 3）能 不透外界光线 ；
（ 4）贮藏、搬运和销售过程中具有 耐久牢固 的特点，能维护容器原有特性，
包装容器在 30～ 100厘米高处落下 120～ 200次而不会破损，在高温、高
湿或浸水和雨淋的情况也不会破烂；
（ 5）包装的大小、形状和外观应有 利于 商品的 销售 ；
（ 6）和食品相接触的 包 装 材 料应 符合食品卫生要求,并且不会导致食品变
性、变质；
（ 7）包装费用应做到 低廉或合理 。
注意点
①要耐久牢固；
②防湿；不吸湿密封，或加干燥剂；
③防氧化，充氮气，抽真空。
2.干制品的包装容器
①纸箱和盒
纸箱和纸盒是干制品常用的包装容器。大多数干制品用纸箱
或纸盒包装时还衬有防潮包装材料如涂蜡纸、羊皮纸以及具
有热封性的高密度聚乙烯塑料袋，以后者较为理想。纸盒还
常用能紧密贴盒的彩印纸、蜡纸、纤维膜或铝箔作为外包装。
②塑料袋
多年来，供零售用的干制品常用玻璃纸包装，现在开始用涂
料玻璃纸袋以及塑料薄膜袋和复合薄膜袋包装。简单的塑料
袋如聚乙烯袋和聚丙烯袋包装使用最为普遍。也常采用玻璃
纸一聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合的复合薄膜，也可采用纸一
聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合的复合薄膜材料。用薄膜材料作
包装所占的体积要比铁罐小，它可供真空或充隋性气体包装
之用。
③金属罐
? 金属罐是包装干制品较为理想的容器。它具有密封、
防潮和防虫以及牢固耐久的特点，并能避免在真空
状态下发生破裂。
④玻璃瓶
玻璃罐也是防虫和防湿的容器。有的可真空包装。
许多干制品特别是粉末状干制品包装时还常附装干
燥剂。干燥剂一般包装在透湿的纸质包装容器内以
免污染干制品，同时能吸收密封容器内水蒸气，逐
渐降低干制品中的水分。
3.干制品包装实例
按食品本身的吸湿性可将干制品分为 高吸湿
性 食品,易吸湿性 食品,低吸湿性 食品 和中
吸湿性 食品，他们对包装的要求也不同。
（ 1）高吸湿性食品的包装
?典型食品
速溶咖啡、奶粉，水分 1％一 3％,通常平衡相对湿
度低于 20％，有一些产品低 10％。
?包装要求
包装 环境 有较 低 的相对湿度（ RH）,包 装 材 料 隔绝
水、汽、气、光 性能高,包装 密封性好 。
?包装形式
金属罐、玻璃瓶、复合铝塑纸罐、铝箔袋及铝塑复
合袋 ；真空或充气；
软包装：组合包装（大套小），外袋内加干燥剂、
吸氧剂
（ 2）易吸湿性食品的包装
? 典型食品
茶叶、脱水汤料、烘烤早餐谷物、饼干等。水分 2％～ 8％，
平衡相对湿度 10％－ 30％ 。
? 包装要求
隔绝水、气、汽、光
? 包装形式
茶：铁罐、瓷罐、复合铝箔袋，袋泡茶用纸、外加收缩膜。
调味包：隔绝性好的玻璃瓶或塑料瓶
饼干,BOPP、玻璃纸,MSAT型赛璐玢（ PVDC涂敷赛璐玢）
和各种复合材料，如以 BOPP（ 20μm）／ Al（ 7.5～ 9.0μm）
／ LDPE（ 20～ 25μm）或 BOPP（ 20μm）／ LDPE（ 20～
25μm）、镀铝聚酯膜／ PE（ 50μm）／ PVDC 。
（ 3）低吸湿性食品的包装
?典型食品
坚果、面包等，含水量 6％～ 30％,
?包装要求
中等的防潮性能
?包装形式
软包装材料，如蜡纸、玻璃纸及塑料薄膜常用于面
包的包装
目前多采用 PEIP以及 PEIPP／ PE共挤薄膜包装袋，
并用热封或涂塑的金属丝扎住袋口。高级面包采用
铝箔／纸或铝箔／聚乙烯复合材料
（ 4）中吸湿性食品的包装
?典型食品
蜜饯类食品,25％ -40％，平衡湿度 60％－ 90％。
?包装要求
该类食品也易受 酵母 与细菌等微生物的侵袭，为了
延长其保质期，在加工过程中常辅以合适的包装，
如 个体单包装、多层包装,用热充填（ 80～ 85℃ ）
的方法或采用真空充氮包装。因此要求包装材料有
一定的耐热性和低水、汽、气透过性。
?包装形式
三．干制品的贮藏
良好的贮藏环境是保证干制品耐藏性的重要
因素。环境相对湿度是水分的主要决定因素。
①避光；
②干燥地方,相对湿度 <65%；
③温度低温,0-2℃,但不易超过 10-14℃ 。
思考题
1.红外干燥、微波干燥的原理；
2.微波干燥的特点及设备的类型；
3.干制品包装的要求；
4.常见的包装容器；
5.干制品贮藏的注意事项。
