红枣干燥技术内容、趋势及比较分析
红枣干燥技术内容、趋势及比较分析
0 引言
世界上有枣树的国家大约有 50 多个,但都没形成经济栽培。在我国除东北三省、青海省外
[1],国内其他省市自治区都有枣树分布。目前,全国枣树面积 186 .7 万hm2 左右,年产
量达 447 万t ,按 13 亿人口计算,人均鲜枣占有量 3 .4kg; 制干率按 60% 计算,人均约为
2kg 。近 10 年来,新疆南疆地区枣发展迅速,面积和产量迅速扩大,经营管理技术水平不断提
高。截至目前,我国仍是世界上产枣大国,枣树的栽培面积和红枣的年产量约占全世界的 95%
以上; 且红枣的种植面积近年不断上升,产量也逐年增加,在全球枣产量国际市场中占据主导
地位。
红枣含糖量较高,鲜枣含糖量约为 19% ~44% ,干枣含糖量约为 50% ~87%[2 ]。每 100g
枣果肉发热量约为 1 293kJ,与小麦面粉(1 427kJ) 相接近,并且红枣含有人体所需要的 18 种氨
“ ” “ ”基酸。红枣蛋白主要由氨基酸组成,因此称为 木本粮食 和 铁杆庄稼 。
其富含多种维生素,尤其是 Vc “ ”含量较高,故鲜枣也被称为 维生素丸 之美誉[3],还富含
铁、锌、钙等矿质元素。但是,红枣最大的缺点是放置时间长易烂,运输时易损伤。在红枣产
品加工方面,干制仍然是目前红枣最为重要的初级加工方式。因此,红枣的干燥技术是红枣加
工过程中不可缺少的一个重要环节。
1 红枣的干燥技术
干燥就是从物体中去除水分的操作过程,目的是防止其腐烂变质,便于贮存。常见干燥方法有
两种[4]: 一种是自然干燥法,是在大气中进行的干燥方法,俗称晒干、吹干和晾干。这种方
法是借太阳的辐射热量或自然界中的风力,使枣中的水分气化,达到去除水分的目的,不需要
人工加热和排出干燥介质等。此干燥方法的优点是简单方便、成本低廉,晾干后的红枣色泽比
较鲜艳,果皮皱纹少; 但缺点是受自然条件的局限性,干燥时间较长,其过程和干燥的过程很
难控制达到要求,产品质量较差,特别是维生素 C的损失多。二是人工干燥法[5]。物料(红
枣) 干燥的基本因素是人工制成的机械能、物理化学能和热能,与其相适应的有机械干燥法、
物理化学干燥法和加热干燥法,具有干燥速度快、生产效率高、干制品质量较好、物料(红枣)
干净卫生等优点。此方法的缺点是需要消耗能源,技术性强,生产成本高。
目前,大多数是采用加热去除水的方法,就是借助热能,通过介质以传导或辐射的方式,作用
于物料(红枣) ,使其中的水分汽化并排除掉,达到干燥的目的。我国人工干燥技术分为热风干
燥技术、红外干燥技术、微波干燥技术及太阳能干燥技术。
1 .1 热风干燥技术
热风干燥也称为空气干燥法,以加热管将箱内的空气加热作为热源。其主要原理是利用热源
(电) 提供热量,使其干燥箱温度升高,把热量传到物料红枣中,让物料(红枣) 与周围有温度差
把红枣内部水分蒸发出来,使水分汽化并且被空气带出去,从而达到干燥的特效[6]。此干
燥方法是我国应用最为普遍的一种干燥技术。据试验,红枣烘干比晾晒可提高制干率 4% ~
11% ,这是因为烘干过程能缩短时间。由于对热源进行了不断改进,又形成了热泵干燥技术,
其具有对污染低、干燥时间短及耗能低等优点。
常见的热风干燥制法有烘房的方法、隧道式干制法、传送带干制法及通风平床干制法。其中,
主要的设备是常压加热对流式干燥方法中的厢式干燥机,如图 1 所示。厢式干燥机的干燥过程
是: 将红枣放在物料盘中,热空气在红枣上方飘过,与红枣进行湿热交换。
物料盘越多,烘干的红枣数量就越多,可以缩短干燥时间,大大提高效率。该干燥结构由绝缘
材料、空气加热器、物料盘、可调节叶片及风机等组成。
1 .2 红外干燥技术
红外干燥技术的原理是: 基于物质构成的基本质点是电子、原子或分子,这些质点即使是处于
—基态,都在一直运动着 转动或者振动,这种运动都有本身的固有频率。当遇到具有某个频率
的红外线辐射时,如果被干燥红枣中分子运动的固有频率与红外线的频率相接近,就会发生与
振动学中共振运动相类似的情况,质点就会吸收红外线并且使运动进一步激化,转换成分子热
运动使其温度不断升高,从而达到干燥红枣的目的。红外干燥的特点[7]: ①热辐射率较
高。②热损失较小。辐射加热不会存在传热界面,远红外线直接辐射到被加热物体的表面,远
红外线在空气传播时损失较小。③加热速度快,传热效率较高。在红枣的干燥加工过程中,不
仅要使产品的色、香、味好,而且要尽最大可能保存红枣的营养成分; 选用其他加热方法时,
传热速度慢。采用远红外线加热时,让热源与红枣不直接接触,因此能保证红枣在不过热的情
况下,提高热源的温度。④操作控制简单容易。远红外线同其他的光线一样,都具有传播、漫
反射等性质。⑤具有一定的穿透能力。虽然红外线的穿透能力没有微波强烈,但也具有穿透能
力,即对红枣内部直接加热的能力。⑥产品质量较好。远红外线的光子能量比紫外线要小得
多,一般情况下只会产生热效果,不会使红枣成分产生化学变质。另外[8],远红外加热的
速度比较快、时间较短,所以红枣成分热分解的可能性较低。
1 .3 微波干燥技术
微波一般情况下是指波长在 1mm ~1m 范围( 频率为 300 ~300 000MHz) 的电磁波[9]。微波
干燥的过程是内部加热,红枣的最内层首先加热,最内层水分蒸发由内层到外层。此干燥技术
的原理基于被加热的介质是由许多极性分子组成。在没有电场的情况下,这些偶极子在介质中
就会做无规则的运动; 当介质处于电场作用下,偶极分子就会重新排列。如果改变电场的方
向,则偶极子的取向也会相应的变化; 如果电场迅速不断改变方向,则偶极子也随之发生变
化,迅速地摆动。微波加热系统主要是由微波管、高压电源、连接波导、加热器及冷却系统等
几个部分组成,如图 2 所示。
微波干燥技术的原理[10]是: 由微波加热系统直流电源提供高压并转换成微波能量,微波能
量通过连接波导传输到加热器,对被加热物料(红枣) 进行加热。
由于分子的热运功和相邻分子间的相互作用,偶极子随着外电场方向的不断改变而进行有规则
的摆动就会受到阻碍和干扰,会产生类似摩擦现象的作用,使分子得到能量,以热的方式表现
出来,使介质温度不断升高。微波干燥的原理与其他干燥原理不同: 普通干燥时水分是从表面
开始蒸发,慢慢地向红枣内部扩散,一般需要很高的外部温度才能达到干燥效果; 而在微波干
燥中,是红枣内部产生热量,传质推动力主要是红枣内部迅速产生的蒸汽所形成的压力梯度,
如图 3 所示。
微波干燥技术的特点[11]: ①加热速度快。微波不是靠热传导,而是通过内部加热,因此可
以让红枣内部温度提高很快,所需要的加热时间很短,一般情况下用常规方法 1/10 ~1/100 的
时间就能完成此加热过程。②加热均匀性较好。微波加热都是采用内部加热,极易达到均匀加
热的目的,避免了一些不均匀现象的发生。③加热容易瞬时控制。微波加热的热惯性较小,能
够很快发热和升温,容易控制操作,有利于用于自动化流水线使用。④能够选择性吸收。微波
的吸收与红枣物质的介电系数有关,因为水的介电系数较高,所以这有利于水分的蒸发; 而干
物质吸收的微波能量少,温度低,不能太热,且加热时间短,能够保持红枣的香、色、味
等。⑤加热效率较高。由于加热过程中始终加工红枣本身,基本上不辐射散热,所以热效率
高,能够达到 80% 。
同时,微波干燥也存在一些问题: “ ”微波加热在某种程度上就等同于是 内热式 的,有一些空气
不被加热,相当于是室温; 被加热的红枣表面由于有一定的散热,其温度就会比内部低,所以
在一些高温下所发生的化学反应就不会进行。
1 .4 太阳能干燥技术
太阳能干燥就是使红枣直接吸收太阳热转变为热能,或者是通过太阳集热管加热的空气进行换
热,使物料(红枣) 表面与其内部之间传热的过程。红枣内部的水分随着温度上升而扩散到表
面,最终扩散到空气中。随着温度升高,红枣内部的水分慢慢减少,直到达到安全水分及干燥
的要求。太阳能干燥[12]通常是把空气作为干燥介质,充分利用太阳能,能够有效提升干燥
的温度,大大缩短干燥时间,解决了大量红枣被腐烂等问题。
摘要:
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红枣干燥技术内容、趋势及比较分析0引言世界上有枣树的国家大约有50多个,但都没形成经济栽培。在我国除东北三省、青海省外[1],国内其他省市自治区都有枣树分布。目前,全国枣树面积186.7万hm2左右,年产量达447万t,按13亿人口计算,人均鲜枣占有量3.4kg;制干率按60%计算,人均约为2kg。近10年来,新疆南疆地区枣发展迅速,面积和产量迅速扩大,经营管理技术水平不断提高。截至目前,我国仍是世界上产枣大国,枣树的栽培面积和红枣的年产量约占全世界的95%以上;且红枣的种植面积近年不断上升,产量也逐年增加,在全球枣产量国际市场中占据主导地位。红枣含糖量较高,鲜枣含糖量约为19%~44%,干枣...
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作者:闻远设计
分类:社科文学类资料
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时间:2024-04-12