Page 6 - 《食品科学技术学报》2022年第1期

2 食品科学技术学报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2022 年 1 月

本较高,功能模块更新难度大,设备的可控条件设置 燥冶“气流膨化干燥冶“低温高压膨化干燥冶 “压差膨
常滞后于复杂多变的工艺设计,进而影响新产品工 化干燥冶和“变温压差膨化干燥冶等 [10] 。
艺的实现,也限制了压差闪蒸联合干燥方法在更多 1郾 1摇 压差闪蒸干燥技术的典型流程

农产品加工领域中的拓展应用。 压差闪蒸环节是利用压差闪蒸联合干燥方法生
目前已有文献阐述了压差闪蒸干燥技术在食品 产具有疏松多孔结构产品的核心技术,样品在此过
工业生产中的应用 [6] 、联合干燥产品品质变化规律 程中经历的条件变化因设备条件差异而明显不同。
及其影响因素研究现状 [7 - 10] 、压差闪蒸干燥机理研 以笔者研究团队和法国 Allaf 教授团队的研究为例,
究现状 [7,11] 等,而对压差闪蒸联合干燥工艺及其优 分别代表了两种不同的典型压差闪蒸技术流程。 前
化的综述较少,对联合干燥中除压差闪蒸外的其他 者压差闪蒸设备特点见图 1 [12] ,利用此种设备的压
环节如预处理、预干燥方法及相应的工艺特点尚未 差闪蒸联合干燥工艺过程中样品通常需先经过预干
有明确的梳理。 因此,本文重点阐述了典型压差闪 燥。 压差闪蒸处理中样品经加热升压—瞬间降压—
蒸干燥工艺特点的差异,综述了压差闪蒸联合干燥 抽空干燥—压力回复等 4 个阶段的压力和温度变
各环节的工艺研究进展及联合干燥的优化策略,结 化,根据样品不同历时 1 ~ 3 h。 其中加热环节是利
合工程学中的动态优化法提出新的压差闪蒸联合干 用物料仓内部通有热蒸汽的金属管道对置于管道上
燥工艺优化思路和展望。 托盘内的物料进行加热。 样品经瞬间降压前承受压

力随样品水分蒸发产生的蒸汽压力的增加而增大,
1摇 压差闪蒸联合干燥技术研究进展
瞬间降压后物料仓内压力从大于 0郾 1 MPa 快速降至
0郾 003 ~ 0郾 005 MPa,从而使样品体积膨胀,产生疏松
压差闪蒸联合干燥可追溯至 20 世纪 50 年代,
国外研究团队主要有美国农业部东部研究中心 多孔的结构。 随后进入抽空干燥阶段,此时热蒸汽
(USDA-ARS)Sullivan 教授团队和法国拉罗谢尔大 和冷却水交互通入仓内管道而使物料仓维持在一定
学 Tamara Allaf 教授团队 [12] 。 前者在 1977—1989 温度,仓内物料残余水分被继续抽空脱除。 抽空干
燥一段时间后,物料仓内管道通入冷却水使样品环
年间开展了一系列爆炸膨化干燥(explosion puffing
drying,EPD)装备的研究,并探讨了多种原料膨化产 境温度快速降低,物料多孔结构在此阶段也得以冷
品的 制 备 工 艺; 后 者 发 明 了 第 三 代 压 差 闪 蒸 技 却定型,随后打开放气阀门使物料仓内压力回复至

术———可 控 瞬 时 压 差 技 术 ( 法 语 为 D佴tente 常压,即可得到最终产品。 后者( 法国 Allaf 教授)
instantann佴e contr觝l佴e, DIC)。 在我国,类似的传统 压差闪蒸设备特点见图 2 [13] ,预干燥的样品主要经
压差闪蒸联合干燥可追溯至宋代,据范成大在《吴 过瞬间压降—蒸汽加热加压—瞬间压降—压力回复
郡志·风俗》 中记载“爆糯榖於釜中,名曰孛娄,亦 等 4 个阶段,历时数十秒。 样品首先在物料仓内经
曰米花冶,成为最早的类似压差闪蒸加工产品 [6] 。 历了相对短暂的蒸汽加热加压过程,处理仓内压力

我国的现代压差闪蒸联合干燥发展始于 20 世纪末, 可达 0郾 6 MPa,样品直接与热蒸汽接触,温度可达到
在不同研究阶段该干燥方法还被称为“爆炸膨化干 150 益。 随后瞬间压降使物料仓内压力快速降至约

图 1摇 国内典型压差闪蒸干燥设备及结构
Fig. 1摇 Picture and schematic diagram of typical instant controlled pressure drop pilot apparatus in China