適宜的干燥方法和技術(shù)不僅可以減少食品加工、貯存和運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，而且可以減少食品的腐敗，保持其風(fēng)味和色澤。在食品工業(yè)中，由于其加工物料的理化指標(biāo)的特殊性，在針對(duì)某一特定食品物料和制定相應(yīng)的加工工藝時(shí)，如何正確選擇干燥工藝與干燥烘干機(jī)，使其能滿足食品加工工藝要求，保持其特有的物化指標(biāo)是食品加工業(yè)中不可忽視的問(wèn)題。
    本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外干燥烘干機(jī)的現(xiàn)狀，就干燥烘干機(jī)的干燥工藝、加熱方式、結(jié)構(gòu)等問(wèn)題對(duì)干燥烘干機(jī)進(jìn)行了必要的分類(lèi)，并對(duì)各種干燥烘干機(jī)的工作原理和特點(diǎn)作了簡(jiǎn)述，以期在確定產(chǎn)品的加工工藝和選擇干燥烘干機(jī)時(shí)有一個(gè)幫助。
1、干燥烘干機(jī)的分類(lèi)
    干燥烘干機(jī)的分類(lèi)通常有多種形式，每種干燥烘干機(jī)根據(jù)操作方式、結(jié)構(gòu)原理、加熱方式、物料的運(yùn)動(dòng)形式、傳熱原理、干燥室的壓力等都有不同的分類(lèi)方法。根據(jù)操作方式可分為間歇式和連續(xù)式2種；根據(jù)加熱方式可分為對(duì)流式、傳導(dǎo)式與輻射式等，其間又可分為直接加熱式和間接加熱式；按結(jié)構(gòu)原理可分為箱式、隧道式、滾筒式、塔式、盤(pán)式等。如此多的分類(lèi)形式，使得非干燥專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在實(shí)際運(yùn)用中對(duì)怎樣選擇、應(yīng)用干燥技術(shù)與干燥烘干機(jī)感到無(wú)從下手。如何將這些分類(lèi)方法與本專(zhuān)業(yè)的加工工藝有機(jī)結(jié)合起來(lái)并能對(duì)實(shí)際工作起到一定的指導(dǎo)作用，使干燥技術(shù)能更好地為更多領(lǐng)域服務(wù)是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。由于干燥烘干機(jī)種類(lèi)很多，干燥技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，一種使其能涵蓋所有的干燥烘干機(jī)和應(yīng)用領(lǐng)域的綜合分類(lèi)是不可能的，本文僅就食品工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中較成熟的干燥烘干機(jī)進(jìn)行大致的分類(lèi)。首先根據(jù)操作方式，將干燥烘干機(jī)分成間歇式和連續(xù)式2種干燥烘干機(jī)，再根據(jù)加工方式、傳熱原理和干燥室的壓力等進(jìn)一步分類(lèi)，最后按結(jié)構(gòu)分類(lèi)。干燥烘干機(jī)分類(lèi)如下。
2、各種干燥烘干機(jī)的工作原理及特點(diǎn)
2.1箱式、隧道式干燥烘干機(jī)
    使用簡(jiǎn)單，可以是連續(xù)式或間歇式的。對(duì)間歇式干燥烘干機(jī)可以是常壓和真空2種。對(duì)于箱式干燥烘干機(jī)，將待干物料以一定厚度裝入物料盤(pán)中，然后將盤(pán)分別裝入干燥箱或?qū)⒈P(pán)裝入一個(gè)小車(chē)中，再將此小車(chē)送入干燥箱中。對(duì)于連續(xù)隧道式干燥烘干機(jī)，小車(chē)在隧道中緩慢運(yùn)動(dòng)，熱空氣掠過(guò)物料，使物料加熱，廢氣通過(guò)風(fēng)扇排除。常用于蔬菜、水果和蜜餞等物料的加工。
    特點(diǎn)：物料不混雜，對(duì)箱式干燥烘干機(jī)，物料干燥較均勻，維修費(fèi)用低，產(chǎn)量低；但對(duì)隧道式干燥烘干機(jī)，當(dāng)隧道較長(zhǎng)時(shí)，需加裝空氣交換系統(tǒng)，否則易造成上下物料干燥不均勻；適應(yīng)性廣，對(duì)顆粒料和液體料均能加工；物料不易破損；但物料裝卸不便，熱效率低，產(chǎn)品復(fù)水性差。
2.2帶式干燥烘干機(jī)都是連續(xù)、常壓工作，由若干個(gè)獨(dú)立單元段組成，每個(gè)單元段包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱裝置和單獨(dú)或公用的進(jìn)排氣系統(tǒng)。輸送帶常用不銹鋼薄板制成，由于物料隨帶同步移動(dòng)，物料中水分汽化的強(qiáng)度大體相同，故物料具有基本相同的干燥時(shí)間。非常適用于物料的色澤變化或濕含量均勻至關(guān)重要的干燥過(guò)程。
    帶式干燥烘干機(jī)有一層和多層型式，該機(jī)一般適用于玉米、谷物、水果等物料的干燥。如果采用微波加熱源，還可用于小食品的干燥、烘焙、燒烤等加工。
    特點(diǎn)：物料的色澤變化和濕含量指標(biāo)一致；物料形狀不易受到損壞；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便；干燥介質(zhì)的質(zhì)量、溫度、濕度和排氣的循環(huán)量等可根據(jù)工藝的需要實(shí)施單元控制；占地面積大，運(yùn)行時(shí)噪聲較大，產(chǎn)品復(fù)水性差，不適于粘性物料的干燥。
2.3噴霧干燥烘干機(jī)
    適用于可用泵輸送的物料。物料由泵送入霧化器，由霧化器將物料在熱的干燥介質(zhì)中霧化成不連續(xù)的小滴。由于物料比表面積大大提高，蒸發(fā)和干燥的速率極快，產(chǎn)品溫度最高達(dá)到干燥介質(zhì)的濕球溫度，但這僅在幾秒鐘之內(nèi)，不會(huì)破壞物料的性狀，因此適用于熱敏物料的干燥。干燥產(chǎn)品可按需要制成粉狀、顆粒狀、空心球或團(tuán)粒狀。
    特點(diǎn)：物料干燥時(shí)間短，物料溫度不高；操作靈活性大，可滿足各種產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)；工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；對(duì)大氣的污染小，勞動(dòng)環(huán)境好。但設(shè)備龐大；加熱介質(zhì)溫度低于150℃時(shí)，傳熱系數(shù)低；氣固物料的分離要求高，一般需兩級(jí)除塵；熱效率不高。
2.4攪拌盤(pán)式干燥烘干機(jī)
    是一種高效節(jié)能的干燥設(shè)備。其主要結(jié)構(gòu)是空心加熱盤(pán)和安裝于其上的起攪拌和排料作用的耙臂及耙葉等部件�？招募訜岜P(pán)是干燥器的主要部件，在機(jī)器內(nèi)部呈交錯(cuò)排列，物料由上部喂入后，依靠重力在盤(pán)上作由內(nèi)向外和由外向內(nèi)的迂回運(yùn)動(dòng)，直至排出機(jī)外。加熱盤(pán)的內(nèi)部通熱介質(zhì)，為了提高熱介質(zhì)在空心盤(pán)內(nèi)的擾流作用、強(qiáng)化傳熱效率，增加空心盤(pán)的剛度，提高承載能力，在其加熱盤(pán)的內(nèi)部都焊有折流板或短管。
    特點(diǎn)：熱效率高，能耗低，干燥時(shí)間短；可調(diào)控性好；產(chǎn)品干燥均勻，質(zhì)量好；被干燥物料的破損少；對(duì)環(huán)境無(wú)污染；無(wú)振動(dòng)，低噪聲；設(shè)備直立安裝，占地面積小。
2.5滾筒式干燥烘干機(jī)
    是一種內(nèi)加熱傳導(dǎo)型轉(zhuǎn)動(dòng)干燥設(shè)備，其主要工作部件是一個(gè)內(nèi)部可加熱的轉(zhuǎn)鼓。在干燥過(guò)程中，熱量由鼓內(nèi)傳到鼓外壁，濕物料在轉(zhuǎn)鼓外壁上首先獲得以導(dǎo)熱方式傳遞的熱量，隨之形成一個(gè)薄膜來(lái)達(dá)到脫除水分的目的，在轉(zhuǎn)動(dòng)一定的弧長(zhǎng)后，物料薄膜被干燥到所要求的濕含量后，由刮刀將薄膜從轉(zhuǎn)鼓上自動(dòng)刮下。
    特點(diǎn)：操作彈性大，適應(yīng)性廣；干燥的熱效率高，速率大；干燥時(shí)間短，可適用于熱敏物料的干燥。
2.6真空冷凍干燥烘干機(jī)
    首先將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，使物料中的水分變成固態(tài)的冰，然后在較高的真空條件下使冰直接升華為水蒸汽，再利用真空系統(tǒng)中的水汽凝結(jié)器將水蒸汽冷凝，從而獲得干燥制品。該機(jī)對(duì)熱敏物料、生物物料及芳香類(lèi)物料尤為合適。
    特點(diǎn)：物料不易氧化；產(chǎn)品干燥后的形狀基本上不發(fā)生變化，有較高的速溶性和復(fù)水性；干燥產(chǎn)品無(wú)表面硬化現(xiàn)象；產(chǎn)品脫水徹底，易于長(zhǎng)期保存；對(duì)環(huán)境無(wú)污染。但真空冷凍干燥烘干機(jī)的一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，冷凍干燥時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)品成本較高。
2.7流化床干燥烘干機(jī)
    其工作原理是使被干燥物料懸浮在加熱介質(zhì)中以盡量增大兩相接觸面面積，達(dá)到強(qiáng)化傳質(zhì)的目的。
    特點(diǎn)：干燥時(shí)間短，處理量大，適用于熱敏性物料的干燥；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，制作方便；適應(yīng)性廣。由于物料在干燥過(guò)程中有一定的碰撞和磨擦，物料表面易受損傷。
3、干燥烘干機(jī)的選擇
    應(yīng)根據(jù)被干燥物料的性狀等要求合理選擇干燥烘干機(jī)。
3.1加工工藝對(duì)干燥烘干機(jī)的要求
    應(yīng)針對(duì)產(chǎn)品加工工藝的要求來(lái)選擇干燥烘干機(jī)。初步選擇的首要因素應(yīng)該是：確定加工工藝對(duì)干燥工藝的要求型式，即間歇式加工還是連續(xù)式加工；產(chǎn)品在加工中所要求的生產(chǎn)率以及今后發(fā)展對(duì)生產(chǎn)率的要求；物料在干燥工序前后的狀態(tài)；干燥烘干機(jī)的安裝，包括空間和可利用的高度，可利用的能量，現(xiàn)行法律環(huán)境因素的限制。
3.2加工工藝對(duì)干燥工藝的要求
    食品的脫水量和中熱濕度及加熱時(shí)間應(yīng)根據(jù)后續(xù)加工所要求獲得的理化指標(biāo)而得到相應(yīng)的控制，因此在考慮整體加工工藝的同時(shí)確定干燥工藝。需注意的問(wèn)題是：物料的物性，包括從干燥烘干機(jī)中喂入和輸出，以及在干燥烘干機(jī)中的特性等；干燥特性，包括初始含水率和臨界含水率，允許的最高物料溫度和期望的干燥時(shí)間；干燥產(chǎn)品的特殊要求，包括衛(wèi)生要求，理化成分的保持量，最終含水率，物料形狀與尺寸和容積密度；物料在干燥工序前后的品質(zhì)情況，包括熱敏物料、易氧化物料、褐變物料和色澤變化等；產(chǎn)品的損失。
3.3干燥烘干機(jī)的選擇
    為了縮小干燥烘干機(jī)的選擇范圍，根據(jù)加工工藝對(duì)干燥烘干機(jī)和干燥工藝的要求，可從以下3個(gè)方面進(jìn)行干燥烘干機(jī)的初選。
    ①原料和產(chǎn)品形狀及要求。大多數(shù)的干燥烘干機(jī)都可以干燥顆粒物料，只有少數(shù)干燥烘干機(jī)適合于干燥漿狀或薄片狀物料，因此當(dāng)物料形狀一經(jīng)確定，便可以排除一部分干燥烘干機(jī)，但在選型時(shí)還應(yīng)考慮原料的多樣性或加工后的處理要求。
    大部分干燥的原料和產(chǎn)品具有相似形狀，當(dāng)原料和產(chǎn)品形狀不同時(shí)就特別注意，此時(shí)應(yīng)慎重考慮。另外，產(chǎn)品的特性和要求對(duì)選型也有很大的影響。
    ②操作運(yùn)行方式。按操作運(yùn)行方式可將干燥烘干機(jī)分成間歇式和連續(xù)式。間歇式干燥烘干機(jī)以小型為主，工作時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，僅適宜于對(duì)低生產(chǎn)率、長(zhǎng)滯留時(shí)間的物料干燥，否則應(yīng)選用連續(xù)流動(dòng)式干燥烘干機(jī)。某些情況下可選用半連續(xù)式干燥烘干機(jī)。
    ③加熱方式。對(duì)連續(xù)式干燥烘干機(jī)，當(dāng)物料所含成分不一樣時(shí)，由于不同物料有不同的操作工藝條件，在干燥烘干機(jī)選擇時(shí)因注意防止氣味間的交叉污染。
    熱源的選擇是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，目前所用的主要加熱方式是對(duì)流和接觸加熱，輻射和介電也有所采用，另外還有組合加熱方式。
    對(duì)流干燥烘干機(jī)一般采用高風(fēng)量，傳熱速率較高，因此干燥速率快，但排氣的熱損失較大，有害氣體和灰塵的排放量也較高。如果環(huán)境污染絕對(duì)禁止時(shí)應(yīng)采用接觸式干燥方法。如果對(duì)物料溫度有嚴(yán)格要求，最好采用真空式傳導(dǎo)干燥，否則最好用對(duì)流干燥。
    ④生產(chǎn)能力。干燥烘干機(jī)的生產(chǎn)能力對(duì)選型有重要的影響。大多數(shù)對(duì)流干燥烘干機(jī)均可以處理大量的固體物料，而且結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。接觸式干燥烘干機(jī)的生產(chǎn)能力不可能太大，水分蒸發(fā)率也不能過(guò)高，這是因?yàn)槭艿浇Y(jié)構(gòu)的限制，不能保證足夠大的傳熱面積。但滾筒式干燥和水平攪拌式干燥烘干機(jī)是個(gè)例外，其傳熱面積較大。
4、結(jié)束語(yǔ)
    以上干燥烘干機(jī)的選擇均是對(duì)單一干燥技術(shù)與機(jī)械的分析和選擇，對(duì)一些特殊物料，在干燥過(guò)程中有時(shí)干燥速率或物料流動(dòng)特性會(huì)發(fā)生較大的變化，在加工中可根據(jù)不同的工藝情況選擇2種或2種以上的干燥技術(shù)或2種類(lèi)型不同的干燥烘干機(jī)組合使用以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
    干燥烘干機(jī)的選擇除了以上技術(shù)因素外，經(jīng)濟(jì)因素也是一個(gè)不可忽視的重要因素，因此在選擇干燥技術(shù)和干燥烘干機(jī)時(shí)，應(yīng)以適用，能滿足物料工藝技術(shù)要求為準(zhǔn)則，不可追求無(wú)謂的高指標(biāo)，以免造成投資浪費(fèi)和加工成本的提高。