食品工业的很多原料均含有大量水分， 为使食品具有良好的保藏性和节约运输费用，则
要求水分含量尽可能降低。 所以从物料中除去水分是食品加工过程中经常进行的过程，称为
干燥或去湿。
采用的技术有普通干燥、冷冻干燥和喷雾干燥。
一、普通干燥
(一)原理
1.物料干燥过程的推动力和阻力当湿物料受热进行干燥时，开始时水分均匀分布于物料
中，然后随着物料表面水分的汽化，逐渐形成从物料内部到表面的湿度梯度。物料内部的水
分就以此湿度梯度作为推动力，逐渐向表面转移。同时，热空气将热量传递给物料表面，使
物料内外存在温度梯度，这一温度梯度也可使物料内部的水分发生传递，称为湿热导，方向
是从高温处向低温处进行。水分由物料内部扩散到表面后，便在表面汽化。
2.影响干燥速度的因素影响干燥速度的因素很多，对于对流干燥，主要有湿物料的性质
与形状，包括物理结构、化学组成、形状大小、料层厚度及水分结合方式；物料中水分的活
度与湿度；物料的温度；干燥介质的温度；干燥介质的湿度；干燥介质的流速；介质与物料
的接触状况，凡是对介质流动造成较强烈的湍动的因素都可提高干燥速度。
(二)干燥的方法
食品的干燥涉及过程复杂，包括物理、化学及生物学的变化，而且有些干燥制品还要求
有较好的复水性， 使制品恢复到接近原来的外观和风味，因此需要正确的选择干燥方法和相
应的干燥装置。
干燥过程的本质是水分从物料表面向气相中蒸发的工艺过程。 干燥可分为常压干燥和真
空干燥。 常压干燥主要采用热空气或烟道气体作为干燥介质， 它具有干燥时带走汽化水分的
载体作用。真空干燥是借真空泵将汽化的水蒸气抽走。
干燥过程中，物料表面的水分要不断汽化，从而使内部的水分继续扩散到表面来，达到
干燥的目的。根据物料加热的方式不同，又分为三种干燥方法：对流干燥(热风干燥)、辐射
干燥及接触干燥(传导式)。
1.对流干燥直接以高温的空气为热源，借对流方式将热量传递给物料， 热空气既是载热
体又是载湿体。一般热风干燥多在常压下进行。
2.辐射干燥是食品工业上的一种重要的干燥方法。即利用红外线、远红外线、微波等能
源，将热量传递给物料的干燥方法。可在常压或真空下进行。
3.接触干燥是间接靠间壁的导热将热量传递给与壁面接触的物料。热源可以是水蒸气、
热空气或热水等。接触干燥可在常压下进行也可在真空下进行。常压下操作时，物体与气体
之间虽然有热交换，但气体的主要作用是将蒸气带走。
(三)食品物料中的水分
湿物料中的水分与物料的结合有三种形式： 化学结合水、物理化学结合水及机械结合水。
1.化学结合水经过化学反应，按严格的数量比例，牢固的结合在固体间架的水分，除去
化学结合水会导致物料物理和化学性质的变化。如晶体中的结晶水，这种水分含量较少，不
能用干燥方法除去。
2.物理化学结合水包括渗透水分、结构水分及吸附水分。 渗透水分指在溶液和胶体溶液
中，被溶质所束缚的水分。结构水分是指当胶体溶液凝固时保持在胶体内部的水分，它受到
结构的束缚，表现出来的蒸气压很低。吸附水分是指在物料胶体微粒内、外表面上因分子吸
引力而被吸着的水分。
3.机械结合水是食品湿物料内的毛细管中保留和吸着的水分以及物料外表面附着的湿
润水分。
在干燥过程中首先除去的水分是机械结合水， 其结合力最弱， 其次是部分物理化学结合
水，最后是结合力较强的物理化学结合水。
二、冷冻干燥
冷冻干燥又称真空冷冻干燥、 冷冻升华干燥、分子干燥等， 是将物料预冷至-30～-40℃，
使物料中的大部分水分变为固态冰，然后提供低温热源，在真空状态下，使冰直接升华为水
蒸气而使物料脱水的过程。
(一)原理
冷冻干燥是一种特殊的干燥方法。 它包括两个重要的步骤： 冻结物品及升华分离结晶体。
在真空条件下，通过升华作用，把物料中冻结的水分不重新融化而从物料中分离除去。
冷冻干燥产品的质量以及干燥持续的时间与冻结过程有关。 冻结速率以及冷却终温度是
取得良好效果的重要因素。 冻结速率很大程度上影响冻结物品的色泽、 坚固性、香味和结构。
缓慢冻结会使冰晶生成体积大， 但可以在相对短的时间内完成升华干燥的过程； 而快速冻结
则会产生小的冰晶体，物料结构会尽可能保持原来的形状，但升华速度较慢。冷冻干燥食品
的香味是判断质量的一个重要指标。 缓慢冻结过程中冰晶之间固体物质部分较大， 由此在升
华过程中通过扩散，香味损失较小，可最大限度保留食品原来的香味。要保持物料中的纤维
组织或生物活性成分，则通常采用极快的速度进行冻结，但这样会带来缺点，小的毛细管会
造成较大的扩散阻力，在升华过程中会延长干燥时间。
(二)方法和过程
1.物料中水分的预冻结食品的冻结主要是水溶液的冻结。 当食品内部溶质浓度低于低共
熔浓度时，冷冻的结果是冰晶的析出，随后溶液的浓度越来越高，理论上达到低共熔浓度为
止；若溶质浓度高于低共熔浓度时，冷却结果表现为溶质不断析出，余下的溶液浓度越来越
低，理论上也达到低共熔浓度为止。
2.冻结物料进行升华干燥冻结物料的升华干燥是在真空干燥箱内进行的。在升华过程
中，物料中冻结水分汽化需要吸收热量，因此，需要给物料加热，以提高冷冻干燥速率。但
所提供的热量应保证冻结物料的温度接近而又低于物料的共熔点， 以便使物料中冰晶既不溶
解又能以最高速率进行升华。在升华过程中，温度几乎不变，干燥速率保持恒定。
3.物料加热升温当冻结水分全部蒸发后，开始蒸发剩余没有冻结的水分，此时干燥速率
下降，加热速度可加快，以使水分不断排除掉。在此阶段物料温度会升高，但一般不超过40℃。
三、喷雾干燥
喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液或糊状物料加工成粉状、颗粒状干制品
的一种干燥方法。 它将液体通过雾化器的作用，喷洒成极细的雾状液滴， 并依靠干燥介质(热
空气、烟道气或惰性气体)与雾滴的均匀混合，并进行能量交换，使水分(或溶剂)汽化的过
程。
(一)特点
1.干燥温度较低虽然采用较高温度的干燥介质， 但液滴有大量水分存在时，它的干燥温
度一般不超过热空气的湿球温度。对奶粉干燥，约为50～60℃。因此，非常适宜于热敏性物
料的干燥，能保持产品的营养、色泽和香味。
2.干燥速度快、时间短由于料液被雾化成几十微米大小的液滴， 所以液体的比表面积很
大。例如，若以平均直径50℃计，则每升牛奶可分散成146亿个微小雾滴，其总表面积达
2
5400m ，有这样大的表面积与高温热介质接触，使所进行的热交换和质交换非常迅速，一般
只需几秒到几十秒钟就干燥完毕，具有瞬间干燥的特点。
3.制品有良好的溶解性和分散性根据工艺要求选用适当的雾化器， 可使产品制成粉末或
空气球。因此，制品的疏松性、分散性好，不需粉碎也可在水中迅速溶解。
4.产品纯度高由于干燥是在密闭的容器中进行的，杂质不会混入产品中。
5.可连续化生产干燥后的产品经连续排料， 在后处理上结合冷却器和气力输送，组成连
续生产作业，实现自动化大规模生产。
6.生产过程简单操作控制方便即使含水量达90％的料液，不经浓缩同样也能一次获得均
匀的干燥产品。大部分产品干燥后不需粉碎和筛选，简化了生产工艺流程。而且，对于产品
粒度和含水量等质量指标，可通过改变操作条件进行调整，且控制管理都很方便。
(二)雾化形式及其机制
我国常用的雾化形式有三种：气流喷嘴式雾化、压力式喷嘴雾化、旋转式雾化。
1.气流喷嘴式雾化是利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用把液体雾化。即将压缩空气
(或水蒸气)高速从喷嘴中喷出，因食品料液流出速度并不大，所以气流与液7舶第八篇食品
加工与烹饪流之间就存在相当大的相对速度，由此所产生的摩擦使料液被拉成很细的长丝。
这些丝状体在较细处很快断裂，分散成雾滴。溶液的粘度越高，丝状体存在的时间就越长，
往往没有断裂就干燥了。因此，用气流喷雾干燥法来干燥某些粘度较高的食品料液时，所得
的干制品往往不是粉状而是絮状的。
2.压力式喷嘴雾化利用压力泵将食品料液从喷嘴孔内高压喷出， 将压力转变为动能， 与
干燥介质接触分散成雾滴。 经过高压泵加压后的料液， 以一定的速度沿切线方向进入喷嘴的
旋转室， 或者通过具有旋槽的喷嘴心进入喷嘴的旋转室。 这时液体的部分静压能将转化为动
能，形成液体的旋转运动。愈靠近轴心，旋转速度愈大，其静压力愈小。结果在喷嘴中央形
成一股压力等于大气压的空气旋流， 而液体则变成绕空气心旋转的环形薄膜从喷嘴喷出， 环
状薄膜的厚度一般为0.5～4μm。当环状薄膜从喷嘴喷出以
后，在料液物理性质的影响以及介质的摩擦作用下，液膜伸长变薄并撕裂成细丝。最后
细丝断裂为小液滴。
3.旋转式雾化通过高速旋转的盘或轮将食品料液在离心力作用下，溶液被拉成薄膜，从
盘或轮边缘甩出，同时受到周围空气的摩擦以及本身的表面张力的作用，形成雾滴，达到干
燥目的。
