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食品干燥保藏在食品加工和保藏过程中，食品干燥是一种常用的方法。
食品干燥能够有效地去除食品中的水分，降低食品的水分含量，延长食品的保藏期限。
本文将介绍食品干燥的原理、方法和其在食品保藏中的重要性。
一、食品干燥的原理食品干燥是指通过加热和通风的方式，将食品中的水分蒸发掉，使食品达到一定的干燥程度。
食品中的水分含量过高容易导致食品腐败和细菌滋生，而通过干燥过程能够使食品中的水分含量降低，从而降低食品的微生物滋生速度，提高食品的保藏期限。
二、食品干燥的方法食品干燥的方法主要分为自然干燥和人工干燥两种。
1. 自然干燥自然干燥是将食品置于通风良好、阳光充足的环境中进行干燥。
这种方法适用于一些水分含量较低的食品，如坚果、干果等。
自然干燥虽然简单易行，但是时间较长，且易受到天气等外界环境因素的影响。
2. 人工干燥人工干燥是通过外部热源，如热风、热风炉、太阳能炉等，来加快食品的干燥速度。
人工干燥可以分为直接干燥和间接干燥两种方法。
直接干燥是将食品直接暴露在加热源下，通过传导和对流的方式将食品中的水分蒸发掉。
这种方法适用于一些较小的食品，如蔬菜、草药等。
直接干燥的优点是速度较快，缺点是易受加热源温度不均匀的影响。
间接干燥是通过让食品与加热源之间隔着一层介质来进行干燥，介质可以是空气、气流、热油等。
这种方法适用于较大的食品或者需要较高温度干燥的食品。
间接干燥的优点是温度均匀，缺点是过程较为复杂。
三、食品干燥在食品保藏中的重要性食品干燥在食品保藏中起着重要的作用。
首先，食品干燥能够降低食品中的水分含量，减少细菌和霉菌的滋生，从而延长食品的保藏期限。
其次，食品干燥后体积变小，便于包装和储存，能够降低运输和储存成本。
此外，食品干燥还能改变食品中的营养成分分布，提高食品的品质和口感。
总之，食品干燥是一种常用的食品加工和保藏方法。
通过去除食品中的水分，食品干燥能够延长食品的保藏期限，防止食品腐败和细菌滋生。
在进行食品干燥时，可以选择自然干燥或者人工干燥的方法，根据食品的特点和需求来进行选择。
第二章第二节食品干燥机制食品干燥是一种常用的食品加工技术，通过去除食品中的水分，可以延长食品的保质期并增加稳定性，同时还可以减轻食品的重量和体积，方便保存和运输。
食品干燥的机制是指食品中的水分从食品体内迁移至食品表面，并通过蒸发从食品表面释放出去的过程。
本节将详细介绍食品干燥的机制。
食品干燥的机制主要包括传质机制、传热机制和水分迁移机制。
首先是传质机制，即水分从食品内部迁移到食品表面的过程。
食品中的水分主要以自由水和结合水的形式存在。
自由水是指食品中能够自由流动的水分，而结合水则是指以化学键的形式与食品分子结合的水分。
食品干燥过程中，水分的传质主要由两种机制驱动：扩散和对流。
扩散是指分子自发地从浓度较高的区域向浓度较低的区域移动的过程，而对流是指通过外加的压力差或温度差形成的气流或液流的移动。
在食品干燥过程中，一般都是通过温度差来实现水分的传质。
温度差使得食品内部的水分增加动力，移动到食品表面，并通过蒸发释放出去。
对于低温干燥，如恒温干燥，传质主要是通过扩散实现的；而高温干燥，如热风干燥，传质则主要是通过对流实现的。
其次是传热机制，即热量从外部传递到食品内部以提供干燥过程中所需的热量。
传热机制可以通过传导、对流和辐射来实现。
传导是指热量通过直接的分子碰撞传递的过程。
在食品干燥中，热量首先通过食品外表面传导到食品内部，然后通过传质机制传递到食品表面。
传热过程中还伴随着对流现象，即热量通过流体的运动来传递。
对于热风干燥等高温干燥方式，热量通过对流来传递。
此外，辐射也是一种重要的传热机制。
在食品干燥过程中，热源可以通过辐射方式传递热量给食品，这种辐射可以是可见光、红外线或微波辐射等形式。
最后是水分迁移机制，即食品中的水分从食品内部向食品表面迁移的过程。
水分迁移受到传质和传热机制的影响。
传质通过扩散和对流来驱动水分从食品内部向食品表面的迁移；传热则通过传导、对流和辐射来提供干燥过程中所需的热量。
食品干燥机制的理解对于掌握食品干燥的方法和技术非常重要。
第四章第三节食品的干燥方法食品的干燥方法是一种常见的食品加工方法，通过将食品中的水分蒸发掉，可以延长其保存时间和保持其营养成分。
在干燥的过程中，食品中的水分会逐渐减少，从而达到防止微生物生长和食品腐败的目的。
以下是几种常见的食品干燥方法。
一、自然晾晒法自然晾晒法是利用自然的阳光和风力将食品中的水分蒸发掉。
这种方法适用于气候干燥的地区，如沙漠、高原等地。
晾晒过程中，食品应放在通风良好的地方，避免阳光直射，以免损失营养成分。
二、人工晾晒法人工晾晒法是利用人工建造的阳光灶、风干室等设施，通过调节温度和通风来进行干燥。
阳光灶是一种利用太阳能进行加热的设施，通过在灶顶铺设玻璃等透明材料，将太阳能转化为热能，使食品迅速干燥。
风干室则是通过通风设备将湿气排出，使室内的湿度保持在适宜的范围，加速食品的干燥过程。
三、风干法风干法是通过利用空气流通来加速食品的干燥。
这种方法适用于气候风大、干燥的地区。
食品应摆放在通风良好的地方，避免受到阳光暴晒。
风干过程中，应定期翻动食品，以保证其均匀干燥。
四、烘干法烘干法是通过热源将食品加热，使其快速失去水分。
烘干设备有热风烘箱、真空烘箱等。
热风烘箱是利用热风进行干燥的设备，一般具有温度控制和通风系统，可以根据不同的食品进行调节。
真空烘箱则是在低压条件下进行烘干，可以更好地保持食品的色泽、营养成分。
五、冷冻干燥法冷冻干燥法是将食品冷冻后，将其放置在真空腔室中，通过抽出空气降低压力的方式，使冰直接升华为水蒸气，达到干燥的目的。
冷冻干燥法适用于那些不耐热的食品，可以有效保持食品的色、香、味和营养成分。
以上是常见的食品干燥方法，每种方法都有其适用范围和特点。
在进行食品干燥的过程中，需要注意以下几点：1.温度控制：不同的食品对温度的要求不同，干燥过程中应根据食品的特性进行调节，避免过高或过低的温度导致食品的质量下降。
2.通风通气：良好的通风通气可以加快食品的干燥速度，保持食品的干燥均匀。
第一节 食品干燥基础一、食品中水分的状态和水分活度干制前食品物料状态1、化学结合水2、物理化学结合水：分为吸附结合水，结构结合水，渗透压结合水吸附结合水：在物料胶体微粒内外表面上因分子吸引力而被吸着的水分与物料结合力最强（干燥不易除去）结构结合水：胶体溶液凝固成凝胶时，保持在凝胶体内部的一种水分。
蒸汽压低 渗透压结合水：溶液和凝胶溶液中，被溶质束缚的水分。
蒸汽压降低3、机械结合水食品湿物料内的毛细管或孔隙中保留和吸着的水分以及物料外表面附着的润湿水分，依靠表面附着力，毛细力和水分粘着力存在。
蒸汽压几乎与纯水蒸汽压无区别。
食品湿物料在干燥中除去的水分主要是机械结合水和部分物理化学结合水。
干制品中仍含有部分水。
（二）、食品物料湿含量表示方法1、湿基湿含量（w ）湿物料中水分占总质量的百分比，使用不便。
%1000⨯=m m w m----水的质量（kg ） 0m -----湿物料的总质量（kg ） 2、干基湿含量（'w ）：湿物料中水分与干物质质量的百分比%100'⨯=cm m w c m -----湿物料中干物质质量（kg ） 3、二者关系 ''1w w w += w w w -=1' （三）、水分活度sv w P P A = v P ------物料表面水分的蒸汽分压 s P ------同温度下纯水的饱和蒸汽压 注意点:1、食品的水分活度在0-1之间2、物料湿含量与水分活度之间不仅与温度有关，还与食品种类有关（四）、水分活度与食品的保藏性微生物活动引起→物料中非结合水→水分活度（Aw<0.7）食品腐败酶作用 降低水分活度，反应速度先升高再降低，干燥不能代替酶钝化处理，以过氧化物酶残留活性作为参考指标，控制酶活性。
二、干燥介质的特性食品干燥过程中，通常用热空气作干燥介质，热空气在干燥过程中即是载热体又是载湿体。
湿空气中水蒸汽不断变化，绝干空气质量恒定，计算中热空气各项参数以单位质量的绝干空气为基准。
第12章 食品干燥原理12.1 主要公式12.1.1湿空气的热力学性质 1) 绝对湿度和相对湿度绝对湿度为单位体积湿空气中水蒸汽的含量。
TR p v vv =ρ (kg/m 3) (12-1)sv s v p p =ρρ=φ(12-2)式中，p v －水蒸汽分压，Pa ； p s －饱和水蒸汽分压，Pa ；v ρ－水蒸汽的密度，kg/m 3；s ρ－饱和水蒸气的密度，kg/m 3；R v －水蒸汽的气体常数，461.5 J/(kg ·K)。
2) 湿含量湿含量是对单位质量干空气而言所含水蒸气的质量。
ss v v p P p p P p d φ-φ=-=622.0622.0 （kg 水蒸气/kg 干空气）(12-3)式中，P －湿空气压力，是干空气分压力和水蒸气分压力之和。
3) 湿空气的比热容和比体积湿空气的比热容是以单位质量干空气为计算基础，即含1kg 干空气的湿空气温度升高1K 所需吸收的热量，它应等于1kg 干空气升温所需的热量和d kg 水蒸气升温所需热量之和。
d C C C v a H += (J/kg 干空气·K)(12-4)式中，C H 、C a 、C v －分别表示湿空气、干空气和水蒸气的比热容，kJ/(kg ·K)。
因为干空气和水蒸气在温度0～120℃范围内的平均定压比热容分别约为 1.0和1.93kJ/(kg ·K)，故有d C H 93.10.1+=(kJ/kg 干空气·K) (12-5)湿空气的比体积H v 是指含有单位质量干空气的湿空气所占有的体积（m 3/kg 干空气）。
()d PTR v a H 608.11+=(m 3/kg 干空气) (12-6)4) 湿空气的热含量湿空气的热含量或焓h 是指含单位质量干空气的湿空气的焓。
具体应用时，以0℃时干空气和液态水的焓值为零作为计算起点。
()d T d h 250093.10.1++= (kJ/kg 干空气)(12-7)5) 干球温度和湿球温度)(d d L k T T s vd M --=α(℃)(12-8)式中，T M －湿球温度，℃； T －干球温度，℃；s d —液滴表面空气层的饱和湿含量； d k —气化系数；α－对流换热系数，(W/m 2·℃)；v L —水的气化潜热。
6）湿空气混合后状态点在焓湿图上，根据下式确定，)31()23(21--=L L m m (12-9)或通过计算确定，2122113m m d m d m d ++=(12-10)2122113m m h m h m h ++=(12-11)式中，1m 、2m －分别为1、2状态点处的气体质量； 1h 、2h －分别为1、2状态点处的焓； 1d 、2d －分别为1、2状态点处的湿含量。
12.1.2 干燥计算食品水分又称为食品含水率，以百分数或小数表示，水分的表达方法有干基水分和湿基水分两种。
1) 干基水分 干基水分为食品中含有水的质量与干物质的质量之比，dsd m m M =(12-12)式中，d M —干基水分（小数）；s m —食品中水的质量； d m —干物质质量。
2) 湿基水分 湿基水分w M 以湿物料的质量为分母sd ss w m m m m m M +==(12-13)式中，m —湿物料质量。
两者之间的换算关系为w wd M M M -=1(12-14)ddw M M M +=1(12-15)3)水分活度a RT p pRT sln ln0==-μμ （12-16）式中，μ－物料中水分的化学势；0μ－纯水的化学势；p －物料中水的蒸汽压； p s －同温度下纯水的蒸汽压；a －物料中水分的活度。
对于纯水，活度a 0＝1，对于与物料相结合的水分，a<1。
4) 产品量和汽化水分量干燥产品量为，)M ()M (m m w w 211211--＝ (kg/h)(12-17)水分汽化量为，121222112111w w w w w w s M M M m M M M m m m m --=--=-=(kg/h) (12-18)式中，M w1、M w2－分别为干燥前和干燥后的湿基水分；m 1、 m 2－分别为干燥前每小时处理的湿物料量和干燥后每小时的产品量； m s －每小时汽化水分量。
5) 空气消耗量121d d m L l s -==(kg 干空气/kg 水分) (12-19)式中，l －汽化1kg 水分所消耗的干空气量，称为单位质量空气消耗量。
21d d ，－分别为进入干燥室和离开干燥室空气的湿含量；L －通过干燥室的干空气量。
6) 热耗量∑=-L q h h l )(21(12-20)式中，∑Lq－因物料、运输机械的出入和干燥室的散热，对汽化1kg 水分所造成的热损失，kJ/kg 水分。
21h h ，－分别为进入干燥室和离开干燥室空气的焓； 7) 干燥器的热效率、干燥效率和蒸发效率干燥器的热效率是指空气在干燥室内放出的显热量与空气在预热器中获得的热量之比。
%1000121⨯--=ηT T T T h(12-21)干燥效率，多数人认为用于蒸发水分所需的热量与干燥室内空气放出的显热量之比。
)T T (LC L m H vs D 21-=η%)T T )(d ..(L L m vs 10093100121⨯-+=(12-22)干燥器的蒸发效率是指干燥室内的实际蒸发能力与排气完全被水蒸气饱和的理想蒸发能力之比。
可近似为，%100121⨯--=ηse T T T T(12-23)式中 T 1－干燥室进口湿空气温度；T 2－干燥室排风温度； T 0－进入预热器湿空气温度；T s －进入干燥室的湿空气的绝热饱和温度； C H —湿空气的比热容； L V —水的汽化潜热； m s —水分汽化量。
12.1.3 对流干燥理论1) 物料干燥过程的推动力和阻力由水分梯度而引起的内部水分扩散速率dt dm w 可表示为，dxdM Ak dt dm ww w -= (12-24)由温度梯度引起的水分扩散速率dt dm T 可表示为，dxdTA k dt dm T T -= (12-25)上述两种梯度均存在于物料内部，故水分传递应是两种传递水分的代数和，即T w s m m m +=(12-26)式中，T k －由温度梯度引起的水分扩散系数；w k －由水分梯度引起的水分扩散系数；dx dM w －水分梯度；dx dT －温度梯度；A －干燥物料的表面积。
2) 干燥速率和干燥特性曲线干燥速率是单位时间内被干燥物料所能汽化的水分，其表达式为，dt dmdt dm U s -==dtdM m dd-= kg 水/h(12-27)干燥特性曲线包括水分随干燥时间而变化的曲线)(t f M d =，温度随时间而变化的曲线)(t f T=及干燥速率随时间而变化的曲线)(t f dtdM d=。
3) 等速干燥速率等速干燥阶段即是表面汽化控制段，因而干燥速率可以从理论上加以确定。
对于热风从物料层表面流过的干燥情况，可按湿球温度的原理进行分析。
)(M v d dT T A L m dtdM -=-α dv M d c cL T T dt dM R ρα)(-=-=(12-28)式中，c －料层厚度，m ；d ρ－干物料的密度，kg/m 3。
同理，我们可以得出边长为a 的正方体物料的干燥速率dv M c aL T T R ρα)(6-=(12-29)边长为2a 厚度为c 的矩形物料的干燥速率⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=c a cL T T Rd v M c 23)(ρα (12-30)对于上式中的对流换热系数α，它与气流和料层的相对运动方向、气流与颗粒的接触状态等有关。
①气流平行流过料层8.0305.14L ＝α (W/m 2·K) (12-31)* *式中，L 为空气质量流速，kg/(m 2·s)，上式适用于L ＝0.7～5.0 kg/(m 2·s)。
②气流垂直穿过料层37.01.24L ＝α (W/m 2·K)(12-32)上式适用于L ＝1.1～5.5 kg/(m 2·s)。
③固体悬浮于气流中⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ν+λα5.0054.02a p p a u d d ＝(W/m 2·K) (12-33)式中，d p －颗粒直径，m ；a λ－空气导热系数，W/(m ·K)； ν－空气的运动粘度，m 2/s ；u 0－颗粒沉降速度，m/s 。
④流化干燥5.1004.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛νλ=αa p pau d d (W/m 2·K) (12-34)式中，u －流化介质空气的流速，m/s 。
4)等速干燥时间⎰⎰-==c dcd t M M dcc dMR dt t 01cdcd R M M -=0 (s)(12-35)式中，M dc －由等速干燥转变为降速干燥时转换点的水分，称为临界水分；M d0－物料初始水分。
5) 降速干燥若干燥速率与物料水分近似为线性，则降速干燥时间可按下列各式计算，①仅有一个降速干燥段的情况⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-d dc c dc c M M R M t t ln (12-36)总干燥时间为等速干燥与降速干燥时间和。
⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=d dc c dc c dc d M M R M R M M t ln 0 (12-37)②具有两个降速干燥段的情况⎪⎪⎭⎫⎝⎛---+-=11110ln d dc d dc c d dc c dc d M M M M R M M R M M t ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----•-+22112211ln d d d dc d d d dc c d dc M M M M M M M M R M M(12-38)式中，M d1－第一降速干燥阶段物料剩余水分；M dc1－第二临界点的临界水分； M d2－第二降速干燥阶段物料剩余水分；若干燥速率与物料水分呈较强非线性，则降速干燥时间可按下式计算⎰=1d dnM M dR dM t (12-39)6) 由模型拟合确定干燥时间)(e d dM M K dtdM --= (12-40)Kt e MR -＝(12-41)ed ed M M M M MR --0＝式中，K －干燥常数，与物料种类及干燥介质状态有关；e M －干基平衡水分；MR －水分比。
12.1.4 食品冷冻干燥1) 传质控制下的冷冻干燥速率模型大平板冰面均匀后退模型，简称(URIF)模型。
它的两个主要假设条件是：1)冰晶在食品中是均匀分布的；2)升华界面后移所形成的多孔层是绝干物质。
在此基础上，水蒸气在多孔干燥层内以及干燥层表面至冷阱表面的质量连续方程为，()()s i a s mp p XRTD p p RT m -=-α=(12-42)式中 m —冰的升华速率，kg ·mol / (m 2·s)；—食品表面对流传质系数，m/s ；—气体常数，8314.34[m 3·Pa / (kg ·mol ·K)]； —冻结食品中冰的温度，℃；i a s p ,p ,p —分别是食品表面、冷阱表面和食品升华界面的水蒸气压力，Pa ；其值可由教材表12-2查得；—水蒸气扩散系数，m 2/s ； —食品多孔干燥层厚度，m 。
