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,當內部水分含量與周圍乾燥空氣的水分(濕度) 達到平衡時才停止。(蔡,2011)
(一)、乾燥現象包含有:
1. 熱能與質量之傳遞(Heat and mass transfer)現象
2. 內部擴散(Internal diffusion)與表面蒸發(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
(二)、影響內部擴散和表面蒸發的因子有:
內部擴散影響因子 |
表面蒸發影響因子 |
|
|
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 |
(一)、依壓力區分常見的乾燥方法有:
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) |
(二)、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,達到乾燥和加熱的目的。
(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、空氣濕線圖(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、膨發槍法及擠壓法等產品。
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熱、溫度、壓力及風速,依照控制的類型可分為1. 開/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)
留言
張貼留言