乾燥

 


          旨在談論與水分(含量、相狀態)溫度(高溫、低溫、加熱、冷卻,溫度差、乾、濕溫度)壓力(水蒸氣壓、大氣壓、壓力差)空氣(濕度)等有關的事。

一、食品乾燥機制

乾燥時,食品內部水分經由組織滲透,移行至表面,當到達表面後,再開始進行蒸發作用。水分在食品組織內部移動的現象,稱作內部擴散(Internal diffusion)。而水分通過食品表面所覆被之空氣薄膜,再經由擴散進入大氣中的蒸發現象稱作表面蒸發(Surface evaporation)

這二種作用交互進行,使被乾燥物內的水分持續不斷的蒸發,當內部水分含量周圍乾燥空氣的水分(濕度) 達到平衡時才停止。(蔡,2011)

()、乾燥現象包含有

1. 熱能質量之傳遞(Heat and mass transfer)現象

2. 內部擴散(Internal diffusion)表面蒸發(Surface evaporation)現象

3. 恆率乾燥(Constant rate drying) 現象: 表面蒸發速率(表面自由水蒸發) 內部擴散速率

()、影響內部擴散表面蒸發的因子有(蔡,2011)

內部擴散影響因子

表面蒸發影響因子


  • 食品的組織構造、緊密度
  • 食品內部水分移動時之方向性
  • 水合狀態
  • 食品之密度
  • 食品之油脂含量及溶質濃度

  • 溫度
  • 濕度
  • 氣壓
  • 食品的熱傳特性
  • 食品大小及形狀
  • 風速
  • 風向
  • 乾燥機效率 (時間與溫度)


二、水的三相現象
 






三、乾燥法分類

分類

方式

溫度:

凍結、低溫(冷風)、中溫、高溫

壓力:

真空(減壓)、常壓、加壓

機械:

靜置、塗於加熱面、攪拌、噴霧、輸送過程乾燥

原料供給:

批式、連續式

()、依壓力區分常見的乾燥方法有:(蔡,2011)

壓力種類

乾燥方法

A.常壓乾燥法

日光乾燥法、自然對流乾燥法、熱風乾燥法、油炸乾燥法、氣流式乾燥法、滾筒乾燥法、泡沫乾燥法、噴霧乾燥法、微波加熱乾燥法

B.減壓乾燥法

真空乾燥法、真空冷凍乾燥法、真空油炸乾燥法

C.加壓乾燥法

膨發(槍)乾燥法(如爆米香)、擠壓乾燥法(如早餐榖片、乖乖、蝦味仙等)

()、原理:

1. 加熱乾燥:加熱時,食品內部水分經由組織滲透,內部擴散,移至表面,到達表面後即開始進行表面蒸發作用。

2. 真空乾燥:利用減壓來促進食品中水分之內部擴散、及表面蒸發的一低溫乾燥方法。

3. 真空冷凍乾燥:食品中的水先凍結成冰晶,於高真空下(低壓),冰晶昇華成水蒸氣脫離食品而達到乾燥的目的。

4. 膨發乾燥:含有某程度以上水分的食品在高壓下經高溫作用後,突然將其開放於低壓的狀態,則此時水分會瞬間蒸發,因而使食品的溫度下降至水的沸騰溫度,強大的蒸氣壓撐開食品的組織,造成食品多孔性結構

5. 擠壓(Extrusion)

(1). 利用食品通過擠壓機出口時,由擠壓機內的高溫高壓變成常壓,造成水分瞬間轉變成水蒸氣而逸散,強大的水蒸氣壓導致組織的膨發,達到乾燥加熱的目的。

(2). 廣泛地被應用於早餐穀類食品、素肉製造、穀類的烹煮(澱粉的糊化、蛋白質的變性等)、輕食食品、寵物飼料等製造。





四、空氣線圖(Psychrometrics)的八種基本變化





五、膨化食品 (puffedfood)

        膨化食品 (puffedfood) 又稱膨發食品,是利用受熱發生相的變化和形成的壓力差,使得原料裡面的水分迅速升溫汽化,撐開食品的體積形成多孔性結構,並熟化原料組織形成特殊的香氣。依加工方式分類,可分為四大類型,如直接加熱法油炸法膨發槍法擠壓法等產品。



六、間歇性乾燥(Iintermittent drying)

      間歇性乾燥方法能夠提升乾燥效率和產品品質,目前亦廣泛受到探討。與傳統的乾燥操作不同,近年來所發展的間歇性乾燥應用了因時而變的熱量輸入更符合乾燥動力學的需要。

      此外,混合數種熱傳模式的能量輸入方式(對流配合傳導同時利用對流和輻射同時應用介電加熱及對流等),更能提供最適的乾燥動力學性質及產品品質,特別是應用於對熱敏感的物質,例如食品、醫藥、保健食品、草藥、香辛料及生藥等效果尤佳。

      間歇的型態主要為輸入的溫度壓力風速,依照控制的類型可分為1. /關式2. 循環或者是升起變化3. 任意變化或者由特定的控制因素加以控制,例如由乾燥物體的表面溫度來加以控制等。(金,2010)




衍生閱讀資料:
1. 2012年4月7日,爆米花怎麼爆?科技大觀園https://www.youtube.com/watch?v=IvglreXfJsY
2. 2018121日, 傳統柑仔店轉型 古早味麻粩年節熱賣 part1 台灣1001個故事。 https://www.youtube.com/watch?v=V5WsF2Ze8Os 
3. 2020年6月16日,【古老行業】即將消逝的行業─傳統爆米香製作,影動台灣https://www.youtube.com/watch?v=84TbsT8e6wQ

4. 2018年7月26日,不靠膨發劑,而是玉米粉中的水ㄅㄥˋ出乖乖大神!食力 foodNEXThttps://www.youtube.com/watch?v=YK5OiJl-GA0

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