【5 果蔬热风干燥技术的研究进展(原稿)】什么是原稿

植物性原料薄层热风干燥技术的研究进展

1 前言

1.1 薄层干燥原理

薄层干燥是物料的每一部分都充分暴露在相同条件下的干燥,物料厚度一般小于2 cm。薄层干燥是食品物料干燥的基本形式,是深床干燥的基础。了解薄层干燥特性是了解其他干燥特性的基础。薄层干燥的研究是为了探讨在一定的风温、风速以及相对湿度的条件下,物料含水率随时间的变化规律,并进一步建立薄层干燥方程,以便利用计算机进行物料干燥过程模拟,为优化干燥工艺和指导物料干燥机设计提供依据[应巧玲，励建荣，傅玉颖，等. 食品薄层干燥技术的研究进展[J].中国粮油学报，2010，25（5）：115-120]。

热风干燥是传统的干燥方法，是依据热传导效应，将热量从干燥介质传递给物料，物料吸收热量后，产生两个扩散，即水分由物料表面到干燥介质中的外扩散，以及物料内部水分到物料表面的内扩散，两个扩散持续进行，直到物料中水分下降到一定程度而达到干燥的目的。热风干燥是在高温(55℃以上)和有氧条件下进行的，干燥过程中，发生许多化学变化，如酚类物质会在氧化酶的催化下发生氧化，维生素类在高温下易被破坏，氨基酸和糖高温下发生美拉德反应等。热风干燥的温度和时间是影响物料中营养成分变化的主要因素[陈鑫. 不同干燥方法对姬松茸干品品质特性的研究[D].福州：福建农林大学，2008]。

在热风干燥过程中，传热和传质同进发生。热能以对流方式传给物料表面，然后再由物料表面传至内部；物料内部水分向表面扩散，被激化后由物料表面扩散至气相主体。传热的推动力是温度差，传质的推动力是水的浓度差，或水蒸气的分压差，传热和传质的方向相反，但密切相关[竹文礼. 海芦笋干燥工艺研究[D].无锡：江南大学，2008]。

干燥过程中物料表面水分受热后首先有水分蒸发，而后水蒸气从物料表面向周围空气介质中扩散，此时表面水分含量较内部水分含量低，即存在水分梯度。由于水分梯度的存在，水分就从水分含量高的部位向水分含量低的部位扩散。与此同时物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度梯度，温度梯度会促使水分从高温处向低温处转移。在干制过程中，物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在。对于热风干燥而言，温度由物料表面向中心传递，而水分流向正好相反，即水分梯度和温度梯度的方向恰好相反。则，温度梯度将成为水分沿水分梯度扩散的阻碍因素，水分扩散受阻。若水分梯度比温度梯度强，水分将按照物料水分减少的方向转移。若温度梯度比水分梯度强，水分则随热流方向转移，并向水分增加方向发展，则物料水分含量减少变慢或停止，达不到干燥的目的，而且会出现物料表面硬化、结壳现象，所以在热风干燥过程中尽量避免这种情况的出现[贾清华. 鸡腿菇热风干燥数学模型及其干品贮藏条件的研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2010]。

2 热风干燥工艺研究

李珂等采用可旋转中心组合设计和响应面法研究熟化甘薯热风干燥主要工艺参数(干燥温度、干燥风速、铺料密度) 对干燥速率、单位能耗和淀粉、还原糖、Vc等主要营养成分含量的影响。研究表明：干燥温度、风速、铺料密度的对干燥速率、单位能耗、VC含量及综合指标的影响最大，而对淀粉、还原糖、粗蛋白、粗纤维含量的影响较小。采用SAS软件进行优化，确定最优工艺参数为干燥温度73.89℃、干燥风速4.91m/s、铺料密度2.54kg/m2。在此干燥条件下，干燥速率为1046.333g/min、干燥能耗为0.583W/g，所得干燥样品的淀粉、还原糖、粗蛋白、粗纤维及V C 含量分别为50.435%、29.428%、6.288%、6.271% 及

2.509mg/100g，综合指标为5.026863 [李珂，王蒙蒙，沈晓萍，等. 熟化甘薯热风干燥工艺参数优化及数学模型研究[J].食品科学，2008，29（8）：363-368]。

张晶晶等对蒜片进行热风干燥的试验研究，通过分析热风温度、切片厚度和装载量对单位能耗的影响规律，确定因素的适宜范围分别为：热风温度45-75℃，切片厚度1-5mm、装载量1.5-3.5kg/m2；通过二次正交旋转组合设计，分别建立了单位能耗、产量与各因素之间的回归方程，其最佳工艺参数为：干燥介质温度62.3℃，切片厚度2.38 mm，装料量2.69 kg/m2，预测理论最小能耗1.96 kWh/kg。验证试验表明，与国内一般生产的平均能耗相比较，可节能27%左右[张晶晶，曹鹏，乔旭光. 脱水蒜片干燥工艺的节能优化[J].农业工程学报，2009，25（7）：279-282] [张晶晶. 脱水蒜片干燥模型与节能生产技术研究[D].泰安：山东农业大学，2009]。

高扬等为研究新鲜切碎紫花苜蓿茎叶干燥分离过程中，入口温度、入口风速、转筒转速和喂料速度对出机叶料含水率、出机茎料含水率、茎叶分离率的影响，采用9GFQA-600型苜蓿干燥茎叶分离设备进行试验，设计了四因素二次正交旋转组合试验进行回归分析，建立了相应的数学模型并进行了优化。当入口温度400℃、入口风速14 m/s、转筒转速为12 r/min、喂料速度8 kg/min时，出机叶料含水率、出机茎料含水率和茎叶分离率分别达到了13.42%、14.24%和77.38%，说明回归模型具有较好的拟合度,能较好地预测苜蓿茎叶干燥分离的效果[高扬，王德成，王光辉，等. 紫花苜蓿干燥和茎叶分离效果预测模型与工艺优化[J].农业机械学报，2010，41（6）：113-118]。

常虹等对菠萝粉进行了热风干燥的研究，考察加热温度、风速和物料量对Vc含量和色泽的影响，通过正交试验设计方法，确定影响因素的主次顺序为：加热温度>物料量>风速，确定最优工艺参数为：温度为70℃、物料量为60 g、风速为2.5 m/s[常虹，李远志 ，杨璇璇. 菠萝粉干燥特性的研究[J].现代食品科技，2008，24（1）：5-7]。

龚平以笋片为对象，在最佳漂烫预处理工艺条件下进行热风干燥试验，考察热风温度、风速和笋片厚度对干燥效果的影响，并确定竹笋热风干燥的较佳工艺条件为：漂烫温度90℃、漂烫时间8min，笋片厚度1cm、长度约8cm，在风速2.lm/s、温度90℃下热风干燥5h[龚平. 高复水性无硫竹笋干的生产技术研究[D].重庆：西南大学，2009]。

张西敏以枸杞嫩茎叶为对象进行热风干燥试验研究，考察漂烫工艺、护绿工艺和热风干燥工艺对干燥速率、复水率、干燥时间和色泽等的影响；通过正交试验设计方法，确定最优工艺参数为：护绿剂为Na2SO3+Zn(CH3COO)2，漂烫温度为100℃、漂烫时间为100s，干燥温度为85℃[张西敏. 枸杞嫩茎叶干制工艺研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2008]。

王海霞在辣椒热风干燥工艺研究中，根据干燥特性，确定影响失水率的因素主次顺序是干燥时间、温度、风速、装载厚度，最优工艺参数为：温度55℃、风速2.0m/s、装载厚度60mm、干燥时间20h [王海霞. 辣椒热风干燥特性研究[D].重庆：西南大学，2006]。

3 干燥动力学模型的研究

物料干燥受干燥介质温度、湿度、物料本身物理化学结构、外部形状等的影响，是一个复杂的传热、传质过程。建立干燥模型对研究干燥规律、预测干燥工艺参数有重要作用。目前，用来描述农业物料整个薄层干燥过程的模型一般有三种，即单项扩散模型MRAexp(rt)、指数模型MRexp(rt)和Page方程MRexp(rt)。 N

李瑜等以乙醇法提取蒜油后的蒜渣为对象，考察热风温度对其干燥动力学的影响，并采用Page模型对试验数据进行拟合，得到50-70℃下蒜渣热风干燥的动力学方程：MR = exp[-exp ( - 6. 8510 + 0.2370T -0.0018T2 ) t0.179 3 ] [李瑜，宋会歌. 蒜渣干燥动力学研究[J].江苏农业科学，2010（2）：294-295]。 魏巍根据绿茶的干燥特性，认为绿茶热风干燥的动力学模型符合Page方程，即ln(-lnMR)=0.6085-0.0077T+0.0002T+(0.7644-0.0060T+0.0001T)lnt

（0.6085-0.0077T+0.0002T），N=0.7644-0.0060T+0.0001T

福州：福建农林大学，2009]。 2222，其中r=exp[魏巍. 不同干燥技术对绿茶品质影响的研究[D].

杨鸣娟采用电热恒温干燥箱对鲜辣椒进行干燥研究，建立了热风干燥的Page模型、指数模型和单项扩散模型，方差分析表明3种动力学模型都能较好地拟合试验数据，通过比较确定热风干燥的最优动力学模型为Page模型，即MR=exp（rt），其中r=-8.801+1.806P1，N=0.989 +2.198P1-4.266P12+3.281P14[杨鸣娟. 干制技术与干辣椒品质变化相关性研究[D].贵阳：贵州大学，2009]。

游敬刚等以柑橘皮渣为原料，研究了不同因素对热风干燥特性的影响，确立了柑橘皮渣热风干燥数学模型。根据试验数据，建立了Lewis、Page、Handerson-Pabis和Logarithmic四种热风干燥模型，结果显示基于Page 方程ln[-ln(MR)]=lnk+nlnτ的柑橘皮渣热风干燥模型变量间相关性大，验证试验也说明该模型模拟效果较好[游敬刚，张其圣，余文华，等. 柑橘皮渣热风干燥特性及数学模型研究[J].食品与发酵科技，2010，46（2）：51-55]。

王根才以发酵后的芥菜为对象，进行热风干燥试验研究，在研究芥菜热风干燥特性的基础上，根据试验数据，确定单项扩散模型MR=Aexp(-kt)更适合描述发酵芥菜热风干燥过程规律，并分别建立了60℃和70℃条件下的单项扩散模型[王根才. 闽西特产芥菜干加工新技术的研究[D].福州：福建农林大学，2009]。

裴静在考察热风温度、风速对南瓜籽的热风干燥特性影响的基础上，根据试验数据，分别建立了Page方程和单项扩散模型，通过拟合比较，最终确定Page方程更适合描述南瓜籽薄层干燥过程，Page方程为[裴静. 南瓜籽薄层干燥和振动流化干燥特性的试验研究[D].北京：中国农业大学，2001]。

孙俊红研究了热风温度和初始含水率对苹果渣热风干燥速率的影响，通过Oringin软件对数据进行模拟，建立了Page模型、修正Page模型等五种薄层热风干燥数学模型；通过实验值与模拟值的比较，发现初始水分含量不同，最适合的模型也不同，初始含水率为 80％时的最适合模型是Logarithmic模型，初始含水率为40％时的最适合模型则是Page模型[孙俊红. 苹果渣干燥试验和数学模拟[D].北京：中国农业大学，2006]。 N

牛智友等利用热风循环干燥试验台对苹果渣在不同的初始水分、风速和温度下，对苹果渣干燥特性进行了试验研究。根据干燥曲线进行了不同数学模型的拟合，通过比较发现改良的Page模型比其它模型能很好地预测和描述苹果渣的热风循环干燥特性，Logarithmic模型次之，Newton模型最差[牛智有，赵思明，姜开明. 苹果渣干燥特性与模型的试验研究[J].农机化研究，2008（6）：134-137]。 张美霞等通过考察干燥温度、风速和样品量对水分含量的影响，并通过正交试验设计方

法确定了鲜切藕片热风薄层干燥的最佳工艺参数：温度70℃、装样量4 0g 、风速0. 3m/s。建立了最佳工艺参数条件下的干燥曲线，并对指数模型、单项扩散模型和Page方程进行了拟合，通过比较相关系数，最终确定单项扩散模型MR=0.857412114exp(-0.050102613t) 2(R=0.96537)作为鲜切藕片热风薄层干燥的动力学数学模型，且试验验证表明该模型能较好地预测干燥过程 [张美霞，琚争艳，阚建全. 鲜切藕片热风薄层干燥工艺优化及数学模型建立[J].食品科学，2009，30（22）：184-187]。

车刚根据Fick定律和质量守恒原理，建立了预测苜蓿茎秆干燥过程中内部水分分布的常压热风干燥的传质数学模型。通过对扩散模型边界条件的处理，结合紫花苜蓿茎秆内部水分扩散的试验结果，采用数值模拟方法确定了干燥苜蓿茎秆的传质系数。结果表明：干燥苜蓿样本的含水率与模拟分析含水率的决定系数为R 2=0.927，模拟分析具有较高的准确度。在此基础上进行的苜蓿茎秆内部水分分布的模拟计算保证了与苜蓿非稳态干燥过程的一致性[车刚，李成华，汪春，等. 紫花苜蓿茎秆在常压热风干燥中的传质模拟研究[J].农业工程学报，2007，23（5）：27-31]。

4 干燥特性的研究

陈鑫对姬松茸进行了热风干燥的研究，考察加热温度对姬松茸含水率及干燥速率的影响。研究发现：姬松茸热风干燥过程分为三个阶段，即加速、恒速和降速干燥阶段。加速干燥阶段极短，又称调整阶段。恒速干燥阶段以脱去细胞间的游离水为主，由于该阶段物料表面水分蒸发，导致表面温度下降，产生内外温度梯度，推动水分向外表迁移，形成被水饱和的热表面，故在相当大的范围内，降水速率保持不变。减速干燥阶段以脱去物理结合水为主，由于此阶段水分从物料内部向表面移动的速率低于表面水分蒸发的速率，因此，干燥速率逐渐减小，物料表面不能维持全部湿润，蒸发面逐渐向物料内部移动[陈鑫. 不同干燥方法对姬松茸干品品质特性的研究[D].福州：福建农林大学，2008]。

车刚等以紫花苜蓿为研究对象，在牧草薄层干燥实验台上研究苜蓿的干燥特性和干燥条件对其品质的影响规律。试验表明：干燥温度与表现风速对苜蓿干燥速率呈正相关性；苜蓿湿基含水率在80%-45%时，其干燥速率较高；压扁处理的茎秆比未压扁茎秆的干燥速度快

1.5-2 倍 [车 刚，汪春，李成华，等. 紫花苜蓿常压热风干燥试验研究[J].农机化研究，2004（6）：177-178]。

邓干然等采用热风干燥对龙眼肉进行干燥处理，考察热风温度对含水率及龙眼肉表面温度的影响。研究发现，龙眼肉的热风干燥特性曲线可分为四个阶段：预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段和冷却阶段；在恒速干燥阶段， 热风温度可超过75℃，在降速干燥阶段，热风温度宜选择在65℃左右[邓干然，李明，连文伟. 龙眼鲜果肉热风干燥的试验研究[J].热带农业工程，2001（3）：15-17]。

罗剑毅在稻谷干燥过程中，考察了加热温度、装载量和物料初始含水率对含水率及干燥速率的影响。研究发现，稻谷的热风干燥过程可分为两个阶段，即加速干燥阶段和减速干燥阶段；通过数据分析，发现Page方程、二次多项式方程和经验模型能够较好的描述稻谷的热风干燥过程[罗剑毅. 稻谷的远红外干燥特性和工艺的实验研究[D].杭州：浙江大学，2006]。

刘清斌等对复水木耳进行热风干燥研究，发现，干燥过程明显地分为两个阶段，即预热阶段和恒速干燥阶段及降速干燥阶段，物料经过短暂的预热阶段和恒速干燥阶段后，进入较长的降速干燥阶段[刘清斌，周宇. 复水黑木耳热风干燥特性的研究[J].食品科技，2008，33（11）：87-90]。

贾清华等对枸杞分别进行直接热风干燥和NaOH溶液预处理后再进行热风干燥的研究，研究发现，热风温度对干燥速率有显著影响，而风速的影响并不明显；在较低温度下，用NaOH 溶液处理可以提高枸杞干燥的速度，而且枸杞干果的颜色鲜红，外观品质显著提高，在较高温度时效果不明显[贾清华，赵士杰，柴京富. 枸杞热风干燥特性及数学模型[J].农机化研究，2010（6）：153-157]

[柴京富. 枸杞热风干燥特性及最佳工艺的试验研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2004] [岑海堂， 姜芝藩. 热风干燥枸杞的试验研究[J].内蒙古工业大学学报，1999，18（1）：52-56]。

张建军等以辣椒为对象进行热风干燥试验，考察了热风温度、风速和装载厚度对干燥速度的影响规律。研究表明，热风温度和风速对辣椒干燥速率有较大影响，干燥速率随着温度的升高明显加快，随着风速的增大，辣椒的干燥速率加快。装料厚度的影响较小。辣椒干燥在干燥初期的大多数时间内，辣椒处于恒速干燥阶段，然后则处于缓慢降速干燥阶段[张建军，王海霞，马永昌，等. 辣椒热风干燥特性的研究[J].农业工程学报，2008，24（3）：298-302]。

夏璐对龙眼进行热风干燥，考察热风温度和风速对干燥特性的影响。研究发现，热风温度对干燥速率影响显著，而风速对干燥速率的影响不明显；龙眼热风干燥只存在一个较短的调整阶段和一个较长的降速干燥阶段，而不存在恒速干燥阶段[夏璐.

工业，2004（1）：40-41]。 龙眼热风干燥特性的研究[J].食品

赖海涛以马铃薯为研究对象，将进行烫漂、冻结、糖液浸渍处理的马铃薯与未进行预处理的马铃薯的热风干燥实验进行对比，结果表明，冻结和糖液浸渍预处理与未处理的马铃薯样品都有不同程度的褐变，而烫漂处理的马铃薯没有褐变，原因是烫漂处理后使马铃薯中的

4 干燥特性的研究

陈鑫对姬松茸进行了热风干燥的研究，考察加热温度对姬松茸含水率及干燥速率的影响。研究发现：姬松茸热风干燥过程分为三个阶段，即加速、恒速和降速干燥阶段。加速干燥阶段极短，又称调整阶段。恒速干燥阶段以脱去细胞间的游离水为主，由于该阶段物料表面水分蒸发，导致表面温度下降，产生内外温度梯度，推动水分向外表迁移，形成被水饱和的热表面，故在相当大的范围内，降水速率保持不变。减速干燥阶段以脱去物理结合水为主，由于此阶段水分从物料内部向表面移动的速率低于表面水分蒸发的速率，因此，干燥速率逐渐减小，物料表面不能维持全部湿润，蒸发面逐渐向物料内部移动[陈鑫. 不同干燥方法对姬松茸干品品质特性的研究[D].福州：福建农林大学，2008]。

车刚等以紫花苜蓿为研究对象，在牧草薄层干燥实验台上研究苜蓿的干燥特性和干燥条件对其品质的影响规律。试验表明：干燥温度与表现风速对苜蓿干燥速率呈正相关性；苜蓿湿基含水率在80%-45%时，其干燥速率较高；压扁处理的茎秆比未压扁茎秆的干燥速度快

1.5-2 倍 [车 刚，汪春，李成华，等. 紫花苜蓿常压热风干燥试验研究[J].农机化研究，2004（6）：177-178]。

邓干然等采用热风干燥对龙眼肉进行干燥处理，考察热风温度对含水率及龙眼肉表面温度的影响。研究发现，龙眼肉的热风干燥特性曲线可分为四个阶段：预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段和冷却阶段；在恒速干燥阶段， 热风温度可超过75℃，在降速干燥阶段，热风温度宜选择在65℃左右[邓干然，李明，连文伟. 龙眼鲜果肉热风干燥的试验研究[J].热带农业工程，2001（3）：15-17]。

罗剑毅在稻谷干燥过程中，考察了加热温度、装载量和物料初始含水率对含水率及干燥速率的影响。研究发现，稻谷的热风干燥过程可分为两个阶段，即加速干燥阶段和减速干燥阶段；通过数据分析，发现Page方程、二次多项式方程和经验模型能够较好的描述稻谷的热风干燥过程[罗剑毅. 稻谷的远红外干燥特性和工艺的实验研究[D].杭州：浙江大学，2006]。

刘清斌等对复水木耳进行热风干燥研究，发现，干燥过程明显地分为两个阶段，即预热阶段和恒速干燥阶段及降速干燥阶段，物料经过短暂的预热阶段和恒速干燥阶段后，进入较长的降速干燥阶段[刘清斌，周宇. 复水黑木耳热风干燥特性的研究[J].食品科技，2008，33（11）：87-90]。

贾清华等对枸杞分别进行直接热风干燥和NaOH溶液预处理后再进行热风干燥的研究，研究发现，热风温度对干燥速率有显著影响，而风速的影响并不明显；在较低温度下，用NaOH 溶液处理可以提高枸杞干燥的速度，而且枸杞干果的颜色鲜红，外观品质显著提高，在较高温度时效果不明显[贾清华，赵士杰，柴京富. 枸杞热风干燥特性及数学模型[J].农机化研究，2010（6）：153-157]

[柴京富. 枸杞热风干燥特性及最佳工艺的试验研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2004] [岑海堂， 姜芝藩. 热风干燥枸杞的试验研究[J].内蒙古工业大学学报，1999，18（1）：52-56]。

张建军等以辣椒为对象进行热风干燥试验，考察了热风温度、风速和装载厚度对干燥速度的影响规律。研究表明，热风温度和风速对辣椒干燥速率有较大影响，干燥速率随着温度的升高明显加快，随着风速的增大，辣椒的干燥速率加快。装料厚度的影响较小。辣椒干燥在干燥初期的大多数时间内，辣椒处于恒速干燥阶段，然后则处于缓慢降速干燥阶段[张建军，王海霞，马永昌，等. 辣椒热风干燥特性的研究[J].农业工程学报，2008，24（3）：298-302]。

夏璐对龙眼进行热风干燥，考察热风温度和风速对干燥特性的影响。研究发现，热风温度对干燥速率影响显著，而风速对干燥速率的影响不明显；龙眼热风干燥只存在一个较短的调整阶段和一个较长的降速干燥阶段，而不存在恒速干燥阶段[夏璐.

工业，2004（1）：40-41]。 龙眼热风干燥特性的研究[J].食品

赖海涛以马铃薯为研究对象，将进行烫漂、冻结、糖液浸渍处理的马铃薯与未进行预处理的马铃薯的热风干燥实验进行对比，结果表明，冻结和糖液浸渍预处理与未处理的马铃薯样品都有不同程度的褐变，而烫漂处理的马铃薯没有褐变，原因是烫漂处理后使马铃薯中的

酶失去活性；烫漂处理后的马铃薯比未处理的马铃薯复水性好[赖海涛.

研究[J].宁德师专学报（自然科学版），2005，17（1）：8-10]。 马铃薯热风干燥前预处理方法

沈晓萍等将熟化后的甘薯进行热风干燥试验，考察热风温度、风速、铺料厚度对干燥特性的影响。研究发现：甘薯干燥速率曲线分恒速和降速两个阶段，预热段不明显，基本符合传统的干燥速率曲线规律，但恒速段时间相对较短；恒速段干燥速率受干燥温度影响最显著；干燥温度对熟化甘薯干燥速率影响最显著，其次是干燥风速，而铺料密度的影响最小。在试验温度范围内，干燥温度每升高10 ℃，干燥速率增大约20%[沈晓萍，王蒙蒙，卢晓黎. 熟化甘薯热风干燥特性及数学模型研究[J].食品与机械，2007，23（3）：119-122]。

5 干燥品质影响的研究

杜冰分别采用50℃和100℃的加热温度对香蕉抗性淀粉进行热风干燥，研究加热温度对香蕉抗性淀粉保留率、碘吸收曲线、颗粒形貌以及抗性淀粉的结晶结构、吸水指数、水溶性指数和色泽L值的影响。研究发现：在抗性淀粉保留率、碘吸收曲线、淀粉结晶结构方面，50℃热风干燥要优于100℃热风干燥，但是香蕉淀粉的吸水性和水溶性不如100℃的热风干燥

[杜冰，程燕锋，杨公明. 不同干燥工艺对香蕉抗性淀粉的影响[J].食品科学，2009，30（12）：31-34]。

王建英等应用四重滚筒干燥机对苜蓿进行了热风干燥的研究，考察喂入量、滚筒转速、热风流量对干燥后苜蓿粗蛋白、洗涤纤维、可消化干物质、干物质采食量、相对饲喂价值、感官评价的影响。结果表明，考察因素对苜蓿热风干燥品质的影响显著，通过比较确定较优的单因素水平分别为：喂入量35 kg/min、滚筒转速12 r/min、风机流量60%[王建英，郑先哲，董航飞. 干燥条件对苜蓿品质的影响[J].东北农业大学学报，2010，41（3）：125-129]。

竹文礼将经过护色、漂烫后的海芦笋用10%的麦芽糊精溶液和10%的蔗糖溶液浸泡30 min，进行脱盐处理后，再进行热风干燥，考察了热风干燥温度对预处理后的海芦笋品质的影响，当热风温度70℃，干燥2.5 h时，产品最终含水量

[D].无锡：江南大学，2008]。

杨薇等在干燥温度60℃、风速1m/s的条件下对蘑菇进行热风干燥试验。与微波对流和微波真空干燥比较，热风干燥过程中，蘑菇内部温度较低且变化平稳，干燥后蘑菇的颜色最接近于鲜蘑菇，且复水性最好，说明传统的热风干燥方法较适合蘑菇的干制[杨薇，偶又成，张付杰，等. 蘑菇热风、微波对流和微波真空干燥的对比试验[J].农业机械学报，2008，39（6）：102-105]。

杨金英对甘薯果脯进行了热风干燥工艺研究。采用二次通用旋转组合设计的方法，研究了温度与风速对热风干燥过程的色泽参数△L、△a和△b的影响。通过加权综合优化计算，利用SAS软件确定色泽参数，明亮度L、红色度a和黄色度b变化的预测模型[杨金英. 农产品护色和干燥工艺及其模型研究[D].杭州：浙江大学，2004]。

韩月峰等研究了热风干燥工艺中蒜片厚度和干燥温度对蒜片中二烯丙基三硫量的影响。研究发现，在蒜片干燥过程中，蒜片中DATS含量取决于蒜氨酸酶的活性，而干燥温度和切片厚度对蒜氨酸酶的活性均有影响。3种厚度蒜片随着干燥温度的变化，DATS含量的变化呈现相同的趋势，即先增后减；当温度小于55℃时，随着蒜片厚度的增加DATS含量也随着增加，而当温度大于60℃时，DATS的含量随厚度的增大反而减小[韩月峰，彭光华，张声华，等. 热风干燥工艺对蒜片中有机硫化物的影响[J].农业工程学报，2007，23（10）：271-274]。

胡中泽等研究了热风干燥工艺对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量的影响，结果表明干燥时间和热风温度对γ-氨基丁酸含量影响显著，高温和长时干燥都会降低其含量。通过正交试验设计方法，确定最佳干燥工艺参数为；热风温度40℃、干燥时间8 h、物料量15 kg/m2[胡中泽，高冰，柳志杰. 热风干燥和微波干燥对发芽糙米中γ-氨基丁酸含量影响的研究[J].粮食与饲料工业，2007，23（10）：271-274]。 顾熟琴等采用热风干燥技术对油枣进行烘干处理，研究发现，干燥时间和热风温度对油枣总黄酮含量的影响均极显著，高温和长时间干燥会使油枣总黄酮含量明显降低，而载样量的影响不显著。通过正交试验设计方法，确定热风干燥的最优工艺参数：热风温度40℃，干燥时间8h，载样量15kg/m2[顾熟琴，盛文军，卢大新. 热风干燥和微波干燥对油枣总黄酮含量影响的研究[J].食品科学，2004，25（11）：154-157]。

周国燕等对猕猴桃切片进行了热风干燥试验，研究发现，厚度、温度和对流情况对Vc损失率都有显著影响：随着温度升高，VC损失率先升后降；厚度从3mm增加到6mm时VC损失率减少，再增加时VC损失率反而增加：加风时的VC损失比不加风时的VC损失大，因为加大空气对流强度同时也加大了氧气的浓度， VC更容易被破坏。通过正交试验设计方法，确

定基于Vc损失率的猕猴桃热风干燥工艺条件：片厚度取6mm、温度取70℃、不加风[周国燕，陈唯实，叶秀东，等. 猕猴桃热风干燥与冷冻干燥的实验研究[J].食品科学，2007，28（8）：164-167]。

黄卫萍等对菊花脑进行热风干燥研究，考察漂烫工艺、浸泡处理配方和热风温度对色泽、叶绿素和复水性的影响，并通过指标的综合评分法，根据正交试验设计方法，确定菊花脑热风干燥的最优参数为：漂烫温度100℃、漂烫时间150s、15%糊精溶液浸泡、干燥温度80℃[黄卫萍，杨昌鹏，农志荣，等. 菊花脑热风干燥工艺的研究[J].食品科技，2007（1）：70-72]。

张建军等根据辣椒高温热风干燥品质差的缺点，预选取适宜的低温范围及风速和物料厚度，考察温度、风速和物料厚度对辣椒热风干燥过程的失水率和色泽、气味、形状的影响。研究发现，影响辣椒干燥品质的主要因素是热风温度和风速，而装料厚度的影响不显著；热风干燥对辣椒干燥品质影响的程度为热风温度>风速>装料厚度。通过正交试验设计方法，确定最优工艺组合为：温度50℃、风速1.4 m/s、装料厚度45 mm[张建军，马永昌，王海霞，等. 辣椒热风干燥的工艺优化试验[J].农业机械学报，2007，38（12）：223-224]。

张宝善等采用常用的热风干制方法烘干陕北主栽品种油枣，初步探索了干制过程中的油枣中参与非酶褐变的主要物质的变化规律，及其与非酶促褐变的关系。结果表明：油枣富含参加非酶褐变的反应底物，特别是还原糖、抗坏血酸和氨基酸态氮，在热风干制过程中更易发生褐变。随着干制温度升高，时间延长，枣肉的褐变度和5-HMF含量逐渐增加，总糖、还原糖、VC和氨基酸态氮逐渐减少，干制温度越高，时间越长，变化量越大。在70℃干制油枣，17种游离氨基酸的变化规律是除Thr和Pro外，氨基酸Ser、Glu含量随干制时间延长而减少，其它氨基酸的含量均呈上升趋势[张宝善，陈锦屏，李慧芸. 热风干制对红枣非酶褐变的影响[J].食品科学，2006，27（10）：139-142]。

张玉荣等对热风干燥处理的玉米样品物理、生理生化指标进行测定与分析，利用主成分分析法，对干燥后玉米的品质评价指标进行筛选。研究表明：对于热风干燥初始含水率小于24.8%的玉米在干燥温度小于60℃时一次性干燥可保证干燥裂纹率低于35%，对于种用玉米干燥温度不应超过45℃，当干燥温度大于75℃时，玉米电导率急剧增加，籽粒细胞遭到破坏，造成丙二醛（MDA）含量的增加，过氧化物酶（POD）活力下降和脂肪酸值的增加。玉米初始含水率越高，受干燥温度的影响越大，在干燥中的品质损伤越大。用主成分分析法得到热风干燥玉米的敏感性指标为裂纹率、脂肪酸值、POD活力、MDA含量和电导率；真空干燥玉米的敏感性指标为裂纹率、发芽率、POD活力、电导率。所建立的综合评价模型F=α1×Z1+α2×Z2基本可反映玉米的干燥品质，此方法用多个品质指标反映玉米干燥综合品质，更能准确地反映玉米干燥过程中的变化[张玉荣，周显青. 热风和真空干燥玉米的品质评价与指标筛选[J].农业工程学报，2010，26（3）：346-352]。

黄燕等从干燥速率、温度分布、持水力、吸脂性和外形等方面对橙皮的干燥特性进行研究，并与微波干燥后的样品品质进行比较。研究发现：热风温度越低，所得到的持水力与吸脂性越高，任意情况下的持水力均明显高于吸脂性，且热风干燥整体优于微波干燥，但较低的微波功率(155W)效果要稍优于热风温度80℃；热风温度越高，样品边缘越容易遭受过热，导致边缘硬化而发生卷曲，且色泽较中心深，而温度越低，干燥所需的时间越长，同样会导致产品严重变形[黄燕，程裕东，梁凯. 微波、热风干燥对橙皮干燥特性及其品质影响的比较[J].食品科学，2009，30（21）：16-20]。

郭玉宝等研究了预处理方法对不同温度下热风干燥番茄粉理化性质的影响，预处理方法包括醇滤、水滤和糊精助滤，番茄粉理化性质包括番茄红素含量、堆密度、分散时间、复水比、吸湿性和颜色。结果表明：醇滤预处理所得番茄粉的品质最好，其次是水滤，而糊精助滤与直滤相差不大。在65 ℃下干燥时，醇滤样品的番茄红素含量是直滤样品的1.43 倍，提高了176.34μg/g ；堆密度从0.44 g/mL降低到0.33 g/mL，分散时间由52 s 减小至23 s，复水比由原来的7.6倍增加到10.3倍，吸湿性由1.9 %增加至3.1 %；粉末L*值由48.13 增加至53.55。

研究证明醇滤预处理可明显提高番茄粉中番茄红素的含量，减小其堆密度和分散时间，增大复水比和吸湿性，且番茄粉的颜色更加亮丽[郭玉宝，汤斌，裘爱泳，等. 预处理对热风干燥番茄粉理化性质的影响研究[J].食品与发酵工业，2007，33（7）：74-77]。

Nantawan Therdthai等研究60℃和70℃的热风干燥对薄荷叶的干燥特性、色泽变化、干制品的结构特性和复水特性的影响，并与8.0、9.6、11.2W/g，12.33kPa条件下的微波真空干燥效果进行比较。研究发现：60℃和70℃热风干燥条件下的有效水分扩散系数分别为0.9648×10-11、1.1900×10-11，远低于微波真空干燥条件下的有效水分扩散系数；热风干燥过程中水分含量的变化可以应用Lewis模型、Page模型和Fick模型描述，而且Page模型更适合描述薄荷叶的热风干燥过程；从60℃提高到70℃时，热风干燥后的薄荷叶的复水速率变化并不明显。60℃和70℃的热风干燥条件下，薄荷叶的L值减小、a值增加，从而颜色变为深绿褐色，但温度变化对颜色的影响并不显著[Nantawan Therdthai，Weibiao Zhou. Characterization of microwave vacuum drying and hot air drying of mint leaves (Mentha cordifolia Opiz ex Fresen) [J]. Journal of Food Engineering，2009，91：482-489]。

Nachiket Kotwaliwale等采用热风干燥对秆菇的组织（硬度、粘结性、弹性和咀嚼性）特性和光学特性进行了研究，也分析了漂烫和亚硫酸化预处理工艺对秆菇热风干燥品质特性的影响。结果表明：秆菇的硬度和咀嚼性随干燥的进行而增加，但是粘结性和弹性在干燥初期和末期分别呈现先增后减的趋势；干燥温度越高，秆菇的硬度越高；随着温度的升高，粘结性降低；与其它干燥方法所得样本比较，漂烫处理后再热风干燥所得样本的硬度更高，而粘结性和弹性而降低；干燥过程中，秆菇的白度指标增大而黄度指标则降低；干燥温度对秆菇的白度具有相反的影响；干燥过程中，硫化处理有助于白度的保持，而漂烫则相反[Nachiket Kotwaliwale，Pramod Bakane，Ajay Verma. Changes in textural and optical properties of oyster mushroom during hot air drying [J]. Journal of Food Engineering，2007，78：1207-1211]。

Ching-Hui Chang等分别采用冷冻干燥和热风干燥，对ITH和SN两种西红柿的抗氧化特性进行了研究。结果表明：在抗氧化成分定量分析中，鲜SN西红柿热风干燥样本中含有的抗坏血酸（Vc）含量最高，但总类黄酮含量最低；ITH和SN西红柿采用热风干燥可获得的总酚类物质含量最高，且SN西红柿采用热风干燥还能获得最多的番茄红素。对于亚铁离子的螯合能力，应用甲醇提取法从热风干燥西红柿中获得的提取物具有更高的价值，而丁基羟基苯甲醚（BHA）和-维生素E不具有亚铁离子螯合能力[Ching-Hui Chang a,b, Hsing-Yu Lin b, Chi-Yue Chang,et al. Comparisons on the antioxidant properties of fresh, freeze-dried and hot-air-dried tomatoes [J]. Journal of Food Engineering，2006，77：478-485]。

Takahiro Orikasa等采用加热温度为40、50、60、70℃、风速为1.1m/s、空气相对湿度为2%-20%的热风干燥条件，对猕猴桃的热风干燥特性进行了研究。研究发现：猕猴桃的含水量随干燥时间延长而逐渐降低，形成一条平滑下降的曲线；从初始含水量至干基含水率大于

1.2时，干燥速率呈线性降低趋势，可用指数模型(M-Me)/( M0-Me)=exp(-k1t)进行拟合；从干基含水率低于1.2至干燥结束阶段，可用无限大平板模型

MM3

M0Me(2i1)i0822exp(2i1)k2t进行拟合[Takahiro Orikasa,Long Wu,Takeo Shiina,et al. 2

Drying characteristics of kiwifruit during hot air drying [J]. Journal of Food Engineering，2008，85：303-308]。

Kamil Sacilik等采用热风干燥和漂烫结合热风干燥的方法，对李子的干燥特性进行了研究，并应用Page、Logarithmic、Two-term和Approximation of diffusion模型对干燥过程进行拟合。研究表明：随着时间的延长，李子的含水量不断降低；与单纯的热风干燥相比，先热漂烫再热风干燥，干燥至预定含水量的时间更短；应用Fick扩散模型对李子的有效水分扩散系数进行分析，温度和漂烫处理对有效水分扩散系数有明显影响，随温度升高，有效水分扩散

系数也随之增大，先漂烫再热风干燥的有效水分扩散系数要大于单纯热风干燥的有效水分扩散系数；根据Arrhenius方程计算，单纯热风干燥的活化能为24.83kJ/mol，漂烫处理再热风干燥的活化能为21.32 kJ/mol；通过试验数据的拟合，除了Page模型外，其它三种模型对数据的拟合程度极高，通过比较确定李子在热风干燥试验范围内的最佳模型为Two-term模型[Kamil Sacilik, Ahmet Konuralp Elicin,Guran Unal. Drying kinetics of Üryani plum in a convective hot-air dryer [J]. Journal of Food Engineering，2006，76：362-368]。

Ihsan Karabulut等对硫化处理和未经硫化处理的杏进行热风干燥，研究热风温度对杏子的颜色和-胡萝卜素含量的影响。研究发现：经硫化处理后，杏子干燥至预定干物质含量的时间降低；70℃和80℃热风条件下，硫化处理的杏子的-胡萝卜素含量分别为7.14 mg/100g干物质和7.17mg/100g干物质，而未经硫化处理的杏子的-胡萝卜素含量分别为6.12 mg/100g干物质和6.48 mg/100g干物质；未经硫化处理的杏子的褐变程度要远高于硫化处理的杏子的褐变程度；在60℃和70℃条件下，硫化和未经硫化处理的杏子的颜色保持较好，而80℃时杏子表面出现局部焦化区域，导致杏子的色度和色彩角的降低[Ihsan Karabulut, Ali Topcu, Ayhan Duran, et al. Effect of hot air drying and sun drying on color values and β-carotene content of apricot (Prunus armenica L.) [J]. LWT，2007，40：753-758]。

6 变温热风干燥的研究

分段变温干燥是提高干燥效率，改善样品干燥后品质的方法之一。在干燥初期，可以使用较高的干燥温度，迅速去除表面水分，之后降低干燥温度，减少表面水分蒸发速率，使其同内部水分扩散速率相协调，降低果肉内外温差和避免表面结壳。对于分段变温干燥，关键在于干燥过程中温度、转换水分含量和干燥时间的选择，使得最终产品满足品质、干燥效率和能耗的要求[刘伟涛，李汴生，武玉艳，等. 加应子变温干燥特性和最佳干燥工艺研究[J].食品工业科技，2009（9）：108-112]。 胡晓浩等对护色预处理后的荸荠切片进行分段变温热风干燥的研究。通过对60-110℃范围内的恒温干燥试验，确定高温区、低温区以及未发生褐变临界时间。再按前高温后低温的组合搭配进行分段变温干燥试验。高温段干燥时间取未发生褐变的临界时间， 低温段直至烘干。研究表明：当采用高温干燥阶段90℃干燥75 min， 低温干燥阶段65 ℃干燥180 min 至预定含水率时，其干燥时间比65℃恒温热风干燥缩短60min，且能有效保证荸荠切片的色泽、外形、复水性及口感等品质。[胡晓浩. 荸荠片热风及微波膨化干燥加工工艺的研究[D].合肥：合肥工业大学，2007] [胡晓浩，于顺火，王泽南，等. 荸荠片分段变温干燥加工工艺[J].食品研究与开发，2007，28（9）：85-87]

刘怀海基于稻谷干燥特性和爆腰的产生机理以及传热传质理论，研究开发了稻谷变温干燥新工艺。采用理论分析和现场试验相结合的方法，对稻谷变温干燥的工艺参数和工作参数进行优化，获得了稻谷水分、干燥介质温度和湿度、粮温以及降水速率等参数之间的关系。研究表明：与恒温干燥相比，采用变温干燥可节能20%，其爆腰率低于3%，干燥品质更好。

[刘怀海. 稻谷变温干燥与在线控制研究[D].武汉：武汉工业学院，2009]

王相友等以金银花和大葱为对象，分别对先高温后低温和先低温后高温的循环变温干燥工艺进行研究。结果表明：与先低温后高温的方式相比，先高温后低温的干燥速率更快，物料温度较低，且外观品质更好[王相友，程卫东，柏雪源，等. 果蔬变风温干燥的试验研究[J].农业机械学报，1997，28（3）：39-42]。

郑严基于恒温热风干燥研究的基础上，对花椒进行了分段变温热风干燥的试验研究。研究了温度、风速对干燥特性、干燥品质及能耗的影响，通过层次分析法构造的干燥工艺评价指标体系，确定最优工艺参数为：初始温度为35℃干燥3h后，升温至50℃干燥至预定含水率，风速为1.4m/s，干燥时间300min[郑严. 花椒微波干燥与热风干燥的对比试验研究[D].重庆：西南大学，2006]。 张可喜等在考察成熟度、温度、空气流量、切片方法对槟榔热风干燥特性影响的基础上，综合干燥品质及能耗，确定变温干燥工艺参数，即50℃-80℃-50℃分别干燥0.5 h-2 h-2 h。为使干燥过程的干燥速率较均衡，在高温干燥阶段采用较低空气流量，而在低温干燥阶段则可采用较高的空气流量进行干燥[张可喜，符新，王祝年，等. 槟榔热风干燥工艺的研究[J].热带农业工程，2006（1）：20-23]。

陈锦屏等采用三种升温方式对枣进行干燥试验，分别为：于6-8h内平稳升温至55-60℃，继续在8-10h内升温至68-70℃，不超过75℃，再延长6h，温度逐渐下降至不低于50℃，共需24h；于5-6h内平稳升温至55-60℃，持续 该温度10h，余温不低于50℃，继续干燥3-4h，共需20h；于3-4h急剧升温至65-68℃，并维持6-8h，以后的5-6h温度下降到不低于50℃，共需18h。研究表明，采用前两种干燥工艺，干制枣的品质好，糠醛和5-羟甲基呋喃甲醛的含量低；采用第三种方式，在短期内升高温度，倒盘和通风排湿工作繁重，如果延误可能发生烘干烤熟或焦化现象，且糠醛和5-羟甲基呋喃甲醛的含量较高 [陈锦屏，穆启运，田呈瑞. 不同升温方式对烘干枣品质影响的研究[J].农业工程学报，1999，15（3）：237-240]。

刘启觉针对高含水率稻谷的干燥过程降水幅度大、干燥时间长的特点，进行低温（55℃）干燥、变温干燥（逐渐降温）、变温干燥加停机缓苏工艺试验，研究了干燥介质温度与稻谷水分、降水速率与稻谷含水率、稻谷温度与干燥方式、稻谷的缓苏和烘干比值与稻谷含水率的关系。结果表明，对于高水分稻谷， 采用变温干燥工艺比恒低温干燥工艺可以提高降水

速率， 缩短烘干时间。可以避免高水分稻谷因在高温、高湿环境中的时间过长而产生的糙米颗粒染色的问题[刘启觉. 高水分稻谷干燥工艺试验研究[J].农业工程学报，2005，21（2）：135-139]。

徐志成通过对滑子菇干燥特性的研究，发现滑子菇的热风干燥过程可分为三个时期，即干燥前期、干燥中期和干燥后期。通过考察起始温度、最终温度和风速对外观品质、复水比和能耗的影响，确定最终温度是影响滑子菇干品复水比的最主要因素，起始温度与最终温度是影响滑子菇干品外观品质的最主要因素，风速是影响滑子菇热风干燥单位能耗的最主要因素。并得出滑子菇在以每0.5小时升温5℃的升温方式下，热风干燥的较佳工艺组合为起始温度为35℃、最终温度为65℃、风速为1.8m/s[徐志成. 滑子菇热风干燥特性及干燥工艺的试验研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2010]。

贾清华考察了风速、起始温度、最终温度、升温方式对鸡腿菇热风干燥特性的影响，发现干燥过程可分为三个阶段，调整阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段。通过对试验数据的拟合，建立了描述鸡腿菇变温热风干燥规律的三种薄层干燥数学模型，比较后确定Page方程为最优数学模型，即MR=exp(-rtn)，。以感官质量、单位能耗和复水比为评价指标，分别建立了相应的适合描述鸡腿菇干燥品质的数学模型[贾清华. 鸡腿菇热风干燥数学模型及其干品贮藏条件的研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2010]。

屠康等采用前期35℃、后期55℃的分段变温热风干燥方式，制备蘑菇干片。分别以复水率、水分含量、明度L值为指标，采用正交试验设计对工艺参数进行优化，确定蘑菇变温干燥的工艺条件：0.3%NaSO3与柠檬酸混合作为护色剂，不经预煮或控制在2min以内，前期。

干燥2h，后期干燥11h[屠康，佟馨.

热风干燥蘑菇片的工艺研究[J].食品工业科技，2005（3）：126-128]。

7 讨论

7.1 物料特性研究

7.2 干燥工艺

7.3 干燥模型研究

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