微波干燥技术在果蔬干制中的应用
摘要：系统地介绍了果蔬干制的工艺流程、操作方法及在加工过程中的注意事项。以一些具体的果蔬为例，介绍了微波干燥在果蔬干制中的具体应用，通过与其他干制方法进行对比，来比较微波干燥在果蔬加工方面的优劣性，并在此基础上对今后微波干制技术做了预测，提出了一些建议。
是世界果蔬生产大国，苹果产量达1700多万t，居世界第一位，柑橘产量为1000万t，居世界第三位。但人水果占有量仅为发达国家的七分之一，且水果以鲜食为主。据了解，目前果蔬加工量不及10%，而发达国家70%以上的果蔬都经过了加工处理。加入WTO后，果蔬出口面临着新的机遇，这也将给果蔬加工设备行业带来新的商机。
随着果蔬加工的飞速发展，干燥作为果蔬加工中不能缺少的环节更将被人们所关注，微波干燥作为干燥中的重要手段将被更广泛地应用于果蔬干制中。
1概述
干燥传统上被定义为将高水分液态、固态（ 或半固态）原料变成低水分固态产品的单元操作。在大多数情况下，干燥涉及热能的应用，热能使水蒸发成气态。但食品的干制不仅是要求把含水率降到所需的程度，而且对其他许多品质特性（ 如风味、色泽、质构、成分的活性、营养成分保存等）有显著的影响，这些品质特性会影响最终产品的感官品质。
微波是波长1.0m-0.001m，频率为300MHz~300GHz，具有穿透性的电磁辐射波。微波干燥原理是：微波发生器将微波辐射到干燥物料上，当微波射入物料内部时，穿透使水等性分子随微波的频率作同步旋转，例如干燥蔬菜类制品采用915MHz的微波，则蔬菜内的性分子等每秒转动9.15亿次，水等性分子作如此高速旋转的结果使物料瞬时产生摩擦热，导致物料表面和内部同时升温，使大量的水分子从物料逸出，达到物料干燥的效果。
传统的加热方法如蒸汽、热风、电等是利用热传导、对流、辐射等方式将热量从外部传至物料内部，由表及里需要一定的时间 ，物料的热传导性能越差所需的时间就越长，因此加热速度慢且受热不匀，能耗较高。微波加热是使被加热物体本身成为发热体，故称之为内部加热方法，微波从四面八方穿过食品，食品内外同时加热，既不需要传热介质，也不利用对流，食品内外温度同时上升，加热速度快而匀，仅需传统加热方法的几分之一或几十分之一，并能较好保留食品中维生素及食品原有的色香味。
微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热，不同介质材料在微波电磁场作用下的热效应也不一样。由性分子组成的物质，能较好地吸收微波能。水分子呈强的性，是吸收微波的较好介质，所以凡含水分子的物质必定吸收微波。另一类由非性分子组成，他们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等，他们能透过微波，而不吸收微波。这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，而金属导体材料能很好的反射微波，可做其密封材料。
2微波在果蔬干燥中的应用
2.1脱水蔬菜特点
脱水蔬菜是利用自然或人工方法使新鲜蔬菜脱去部分水分而制得的干菜。脱水蔬菜基本保持原有形状、色泽、味道和营养成分，食用方便，同时由于含水量少，容易运输，贮藏时间长，能有效地调节蔬菜生产淡旺季。脱水蔬菜的主要品种有胡萝卜、食用菌类、白菜、甘蓝和姜等。脱水干制方法有自然晒干及人工脱水两类。人工脱水包括热风干制、微波干制、膨化干制、红外线及远红外线干制、真空干制等。目前蔬菜脱水干制应用比较多的是热风干燥脱水和冷冻真空干燥脱水，冷冻真空脱水法是当前一种的蔬菜脱水干制法，产品既可保留新鲜蔬菜原有的色、香、味、形，又具有理想的快速复水性。
2.2微波干燥技术路线
果蔬→洗涤→去皮、去核、切片→护色（20min）→热烫（4min）→甩水→微波干制→回软→成品→包装
3微波真空（ 冷冻）干燥与其他干燥方法比较
于1997年开始微波真空干燥和微波真空冷冻干燥技术研究，1993年研制出了大型微波真空冷冻干燥设备投入蔬菜的冷冻，近几年在技术上不断创新，又攻克了微波在低真空状态下易拉弧放电技术难点，现在实用性微波真空冷冻干燥机已推上市场，同时微波真空干燥机也进入批量生产阶段。微波真空干燥与其他干燥方法比较的优越性：①很好地保存原物料的色、香、口味和营养成分。因冻干食品是在低温真空（ 缺氧）条件下完成，细菌不易滋生，食品不易变质、氧化，营养成分损失少。
据美国陆军委托食品容器研究所测定：冻干干燥法对肉、蛋、豆类、青菜、甜玉米等食品中的蛋白质无损害，Vc、β胡萝卜素和其他水溶性维生素仅损失5%，脂溶性维生素则完全不受损失。微波升华脱水能够较大限度地保留物料中原有的营养成分。例如：晒干青菜的维生素、叶绿素等营养成分只能保留原有的3%；阴干可以保留17%；热风快速干燥可保留40%；真空冷冻干燥可以保留到70%以上；微波冷冻干燥的有效成分可以保留到60%-90%，因此称为不变性脱水。②干燥速度快。微波的穿性加热和选择性加热能匀地、快速干燥物料。例如：用常规热传导给小香葱做冷冻干燥，需18h-21h；而用微波仅需8h-9h。③能很好的保持原物形状、口感与风味，复水性好。④节能降耗，热效率高，理论计算可达94%。⑤产品品质高。常规热传导升华脱水时，用温度载热油或用密封增压技术把水加热，在加热板中强制循环，传递热量给盛料盘和物料，底部物料因长时间过热而变性、变色、变味，严重的变焦黄，就是用进口设备正品率也不过60%，用国产设备仅为60%左右，而微波独特的加热方式使物料内外同时升温汽化，脱水后的产品上、下质理，可达到100%合格率。微波兼有杀菌、灭酶功效，因此所生产的产品比其他方法生产的产品保质期长。⑥干燥温度低，适合加工高档、热敏性产品。目前广泛应用在对温度敏感的药物、饮料、果汁或富含维生素的物料上。
4微波干燥设备的现状和发展建议
微波技术应用在已有近三十年的历史，虽然他还属新兴的应用领域，但随着现代科学技术不断进步，近几年微波设备的可靠性、实用性不断提高，微波制造技术也趋于成熟，制造成本大副下降。许多微波食品加工设备具有操作简单、可连续稳定工作、可抗空载、维修方便等特点。微波技术发展初期，微波设备有许多典型缺点：加热不匀、故障率高、可靠性差、难以操作和维护等，现得到改善。
常规微波食品加工设备用于干燥时，每1kw·h电可脱水0.5kg-1kg。定购微波食品设备要注意外观造型、价格与质量，作为微波设备，有三个重要性能指标必须了解：①微波泄漏量。微波设备的微波能量泄漏有害人体健康，设备进出料口、炉门、操作区等地方，微波泄漏应符合国家有关标准规定；②是整机效率。微波设备应是节能高效设备，专业厂家生产的整机热转换总效率应在50%以上；③是匀性。不管微波设备是用于加热、干燥还是杀菌，其设备加热物料的温升差值应小于±5℃，这样才能保证微波加热效果的性。
微波设备的设计是以电磁波传输理论为基础的，从事设备设计的技术人员一般不了解食品的工艺、特性，而且食品工艺研究人员积累的大量常规食品加热的经验又不能移植在微波加热系统，两者的结合需要一定时间，这就是目前微波技术在食品业推广所遇到的障碍。在信息时代的今天，行业之间互相合作将很快打破这个瓶颈。与国外微波设备相比，国内微波设备在机电一体化技术、自动控制水平、整机运行可靠性程度和生产配套能力等方面存在明显差距，这是今后国内从事微波应用技术工作的科研人员急需解决的课题。
建议加快开发研制完善的自动控制系统和热泵技术，提高干燥设备的性能；开发热回收装置，提高能源利用率；加快微波热风干燥技术的推广；开发连续微波与传统加热方式相结合的技术。
来源：惠合浓缩器
