热泵干燥技术在脱水蔬菜加工中的应用与问题分

食品科学

能耗所占生产成本约为2000元/t，真空冷冻干燥其能耗所占生产成本达到4万元/t[3]；在英国市场上销售的脱水大蒜，采用热风干燥的大蒜价格为15.9英磅/kg；而采用真空冷冻干燥的大蒜价格为83.8英磅/kg；同时真空冷冻干燥设备

[8]

现代农业科技

表3

干燥方式热泵干燥热风干燥日晒

2010年第21期

白菜干燥方式与结果

白菜C含量mg/100g干重

胡萝卜素含量μg/100g干重

白菜叶绿素含量mg/100g干重

的投资费用很高，约为热风干燥设备的10倍[6]；并且在我国还存在国产冻干设备性能落后、工作可靠性差等问题[7]，从而限制了真空冷冻干燥技术在脱水蔬菜加工中的广泛使用。

不同的蔬菜品种适合不同的干燥方式，并不是所有的蔬菜采用昂贵的真空冷冻干燥设备就能生产出好产品、获得高利润，因此研究与应用较为廉价的干燥技术，提高常见蔬菜的加工品质与档次是解决问题的关键。而热泵干燥技术不但投资与生产成本较低，而且可以提高产品的质量。

27.233.754.771.1642471.34894.9

表4

干燥方式热泵干燥热风干燥

干燥温度

青椒干燥方式与结果

叶绿素保存率

℃50～60%64.8

VC保存率

%52.1

除湿率

·kg/（kWh）

1.2

是外观色泽、营养成分保存率、复水性和能耗成本，热泵干燥都优于热风干燥。

马一太等[15]以白菜种子为例，采用热泵干燥技术研究了干燥过程的温度、干燥空气的相对湿度、空气流速和种子初含水率对干燥过程以及种子活力的影响。结果表明：热泵干燥是一种良好的种子干燥技术，合理调节运行参数完全可以保证种子的干燥质量。同时，由于种子的发芽率和健芽率受干燥温度的影响最大，认为白菜种子的干燥温度不宜超过40℃。

李云林等[16]利用R-110型闭式热泵干燥机对食用菌干燥，与蒸汽热风式和火力热风式烘干干燥结果相比较，经热泵干燥的香菇外形收缩均匀、不变形，菇型圆整、色泽悦目、气味清香纯正和无焦味或烟味。采用传统烘烤工艺加工的香菇达到出口外销标准的量仅为10%，而采用热泵干燥工艺其达标量可达到60%。同时，采用热泵干燥技术对牛肝菌进行干燥处理，经热泵干燥的牛肝菌片面平整、不扭曲卷边、颜色美观、气味芳香纯真。

邹宇晓等[17]对南瓜进行了热风干燥、热泵干燥和真空微波干燥的比较试验，试验结果表明：采用热风干燥不利于南瓜类胡萝卜素的保存，南瓜干品颜色褐变较严重，而热泵干燥与真空微波干燥对南瓜的颜色保护良好，对类胡萝卜素

3热泵干燥技术的应用现状

热泵干燥技术是20世纪70年代末发展起来的一项高

新技术，因其具有独特的干燥原理、高效节能、除湿快和能良好地保持物料的品质而受到重视[9]。随着我国人民生活水平的提高和科学技术的快速发展，热泵干燥技术也逐渐应用到脱水蔬菜的干燥领域。

宗文雷等[10]针对蒜片、姜片和圆葱丝进行了热泵干燥和烘房回笼火道干燥对比研究，其中蒜片的技术指标的对比结果如表2所示。研究结果表明，将热泵干燥技术应用于脱水蒜片、脱水姜片和脱水圆葱丝的工业化生产中，干燥温度一般不高于75℃，加工时间不超过8h，热效率在85%以上，产品复水率和合格率均大于90%。与传统的烘房回笼火道干燥技术相比，热泵干燥技术生产的脱水蔬菜质量好、能耗低、工作效率高。

表2

干燥方法热泵干燥烘房干燥

脱水蒜片的加工方法与技术指标

干燥时间

热效率

含水量

复水率

干燥温度

℃60～6580～85h5.5～6.524.0～26.0%85～9040～45%≤6≤6%≥90≤70

的保存较好。其中热泵干燥温度为50℃时获得的南瓜干品中类胡萝卜素的含量与采用真空微波干燥所获得的含量接近。

张海红等[11]采用热泵干燥技术对甘蓝进行了热泵干燥工艺参数的试验研究，得到甘蓝热泵干燥的最佳组合工艺参数，与热风干燥相比，节能达到40%～50%。

李媛媛等[12]针对油豆角采用热泵干燥的干燥特性进行了研究，确定了油豆角在不同温度下的干燥速率，为确定油豆角热泵干燥的工艺参数奠定了基础。试验结果认为油豆角的理想干燥温度为32℃。

李远志等[13]针对白菜与胡萝卜进行了热泵干燥、热风干燥和日晒干燥的对比试验，认为热泵干燥温度低，干燥介质空气的温度可控制在15～35℃，避免了蔬菜在干燥过程中由于高温而引起的褐变、营养素变性和复水性差等缺点，能保证脱水蔬菜的质量。采用热泵干燥、热风干燥和日晒时，白菜的叶绿素含量与VC含量以及胡萝卜素的含量如表3所示。试验结果表明，热泵干燥的效果最好，其干燥的白菜叶绿素、VC及胡萝卜素的含量均为最高。

徐刚等[14]以青椒为例采用热泵干燥和热风干燥，并进，4，4热泵干燥技术的优势

与常规的热风干燥设备相比，在脱水蔬菜的加工中热

泵干燥具有以下优势。

4.1高效节能

在能源紧张的今天，高效节能装置是社会倡导的主流。

由于热泵干燥装置中加热空气的热量主要来自回收干燥室排出的低温湿空气中所含的显热和潜热，需要输入的能量只有热泵压缩机的耗功，因而热泵具有消耗少量功即可制取大量热量的优势，将1份电能转化为3～4份热能。与常规的干燥设备相比，热泵干燥效率高，节能效果明显，其节能一般达30%以上[18]。

4.2温度可调，自动化程度高

热泵干燥的温度可调，较宽的温度调节范围使热泵能

够对不同蔬菜进行干燥加工；热泵干燥可以采用较先进的控制元件与装置，通过调节蒸发器的蒸发温度、冷凝器的冷凝温度和空气的循环量，实现干燥温度的适时控制，自动化378