干燥技術

行業視角

16農產品加工業

我國農產品干燥加工技術現狀及發展趨勢

一、我國農產品干燥加工業發展狀況

我國目前是世界上水果和蔬菜等產量最大的國

家。據統計，2012年，我國園林水果總產量超過1.51

億t，蔬菜總產量7.08億t。因此，果蔬等農產品干制

已經成為農產品加工、增值的一種重要手段。但與

發達國家相比，我國農產品的干制品比例仍比較低。

以美國為例：洋蔥、大蒜、葡萄干等干制品加工量

分別占其收獲量的20%、80%、25%；其農產品加工

前后的平均產值比可達1

:

3.8，農產品的產后損失僅

為1.7%～5%。據初步統計，我國目前脫水蔬菜的加

工量僅占總產量的10%左右，果品的干制品比例就更

低，農產品加工前后的平均產值比僅為1

:

1.9。但近

幾年來我國果蔬等農產品干燥加工業發展迅速，特別

是國家農業部農產品加工局成立以來，不僅加強了管

理和引導，而且加大了投入，使得我國果蔬等農產品

干燥加工業迎來了一個大發展的機會。

我國果蔬等農產品可干制加工的種類非常多，

從水果到各種蔬菜，再到食用菌、干果以及面條、

粉絲等深加工產品，如果包括中藥材、烤煙等需進行

干燥的農產品，種類就更加繁多，果蔬等農產品干燥

加工產業的發展空間和增值潛力巨大。目前，我國農

產品干制加工方式隨著人工費用的不斷增長和市場對

農產品質量和衛生要求的提高，正在由自然晾曬向采

用機械干燥的方向快速發展。但從整個農產品干燥加

工業的規模來看，農產品干燥加工的單位雖然很多，

除少數大型食品加工企業外，多數為小微企業和小作

坊，但可以看到的是，這個產業已經大踏步起步，且

發展很快，并隨著技術進步和政府的支持，必將向更

好、更快和規模化方向發展。

二、我國農產品干燥技術現狀與裝備

我國農產品干燥加工技術與裝備在改革開放30

多年來得到了快速發展，特別是近年來農產品產地

干制加工業發展迅猛，并大大促進了農產品干燥技

術和裝備的發展。可以說世界上已有的干燥技術和

裝備我國基本上都已實現。

目前，我國農產品干燥加工常用的技術與裝備

已經形成如下類型，可供用戶根據自身條件、生產

規模和農產品加工種類進行選用。

1.分批靜止式熱風循環烘房

這是農產品產地加工中最常見的一種干燥裝

備，俗稱“烘房”，通常為一獨立房子，一側為熱風

加熱室，另一側為烘干房。物料放置在盛料車上的多

層相隔的盛料盤中，推入烘干房進行烘干（由于物料

在烘干時屬靜止狀態，故俗稱靜止式烘干）。通過加

熱室加熱爐加熱的熱空氣由通風機輸送到烘干房的頂

部向下回轉通過盛料車上的物料層并釋放熱量對物料

進行烘干，降溫后又被通風機形成的負壓從烘干房的

下部吸入加熱室再次加熱，然后再次被輸送到烘干房

內，如此循環直至烘干結束。與此同時，在烘干過程

中物料水分不斷排出到空氣當中，當熱風濕度較大并

達到一定值后，則通過設置在烘干房兩側的排濕門將

濕氣排出，同時開啟補氣門補充新鮮空氣。熱風溫度

的控制和烘干房的排濕及補充空氣的操作，目前都已

實現自動化控制。

由于這類烘房采用盛料盤盛載物料，屬靜止

式烘干方式，故可以適應多種物料烘干，但干燥溫

度不宜太高。房體可用帶保溫層的金屬材料制作也

可用磚混結構砌建，具有投資少、成本低、操作簡

李笑光

（農業部規劃設計研究院）

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單、維修方便、經濟效益好等特點。由于單機生產

能力不大，可用于多種農產品烘干，故特別適合于

產地農戶和專業合作社使用。缺點是這類車載托盤

式烘干方式裝卸物料耗費的人工比較多。

2.隧道式熱風干燥

隧道式熱風干燥設備的干燥室似鐵路隧道一樣

為一狹長形的房體，可容納多個干燥盛料車，由此

俗稱“隧道式干燥機”。熱風由設置在干燥室房體

外面的熱風爐加熱后從房體的一頭通過通風機送入

到干燥室腔內對物料進行干燥并從另一頭排出。進

行干燥時，將鋪放好原料的盛料車從隧道式房體的

一端一一推入，當最前推入的盛料車物料達到干燥

要求后從另一端拉出，然后再從后面推入一車。形

成正常作業時盛料車可每間隔一定時間依次通過干

燥室進行干燥，以形成間歇連續式干燥。按照熱風

與盛料車相對流動的方向而言，有逆流式和順逆流

混合式兩種工藝，通常為簡便起見，多采用逆流式

干燥工藝。這種設備由于也采用盛料盤盛載物料，

因此也同樣適于多種形狀物料干燥，但由于生產能

力大，較適合于工廠化大規模生產使用。缺點也是

裝卸物料耗費的人工比較多。

3.帶式連續式熱風干燥

帶式連續式干燥顧名思義就是通過給料器將濕

物料置于一層或多層連續運行的輸送網帶上，然后

用通過熱風爐加熱的高溫熱風來穿透網帶和物料來

實現連續式干燥。帶式干燥機由于常用高溫快速移

動干燥工藝，不僅干燥能力大，而且由于農產品在

干燥過程中都會運行通過相同的干燥環境，所以干

燥比較均勻，機械化程度高。不足之處是設備造價

較高、不適宜小顆粒的、易碎的和不規則的以及含

糖高易粘連的物料干燥。

4.輻射干燥設備

（1）紅外輻射干燥。紅外線輻射干燥是利用物

料對紅外線的吸收發熱原理在物料內部產生熱量進

行干燥的方法。其最大特點是“匹配吸收”，即當

紅外輻射器發射的紅外線頻率（或波長）與被干燥

物料中分子運動的固有振動頻率（或波長）相匹配

時，引起物料內部分子的強烈共振，并在物料內部

產生激烈摩擦產生熱而使物料升溫蒸發水分達到干

燥的目的。由于輻射干燥使得物料內部的水分梯度

與溫度梯度趨向一致，因此紅外干燥具有干燥速度

快、干燥品質較好、易設計成傳輸帶式連續烘干作

業、自動化程度高等特點。多適合于顆粒狀物料干

燥。但由于紅外線輻射干燥用電作為能源，設備用

電量較大，較適合于工廠化生產。

（2）微波干燥。微波干燥與紅外干燥一樣，也

是一種輻射干燥方法。但微波對物料的穿透能力更

強。由于被加熱物料中的水分子是極性分子，它在

快迅變化的高頻電磁場作用下，其極性取向將隨著

外電場的變化而變化，從而造成分子的運動和相互

摩擦，將微波場的場能轉化為物料內部的熱能，使

物料溫度升高，產生熱化和膨化一系列物化過程，

從而達到快速脫水干燥的目的。因此，微波輻射干

燥具有干燥速度快、易設計成傳輸帶式連續干燥和

高效節能、滅菌防霉、易于控制等特點。多適合于

顆粒狀物料干燥。但微波對人體有一定傷害，需防

護微波泄露。同樣，由于紅外線輻射干燥也用電作

為能源，設備用電量較大，適合于工廠化生產。

5.真空冷凍干燥

真空冷凍干燥是利用升華原理，通過冷凍裝置

將放置在機體內的物料中的水分預先凍結成冰晶狀

態，并在真空狀態下使得物料內部的冰晶不經過融

圖1分批靜止式熱風循環烘房

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化而直接以固態升華為水蒸氣的狀態被排出機外，

從而使物料得到干燥的方法。常見的真空冷凍干燥

設備其主體部分為一臥式鋼制圓筒形密閉機體，并

配有冷凍、抽氣和控制測量等系統。真空冷凍干燥

機需要抽真空，故密封要求較高，多為分批式干燥

方式。可適合于多種物料干燥。

由于真空冷凍干燥工藝在干燥過程中不對物料

加熱，因此，在干燥過程中物料的營養成分不容易被

破壞，干燥品質好。特別是對熱敏性物料更加有利。

但真空冷凍干燥設備價格昂貴，干燥能力相對較低，

通常主要用于經濟附加值比較高的物料干燥。

6.熱泵干燥

隨著我國對農產品物料加工質量要求的逐步提

高，以及對節能和環保的要求，采用既能保持農產

品色、香、味和營養成分，又能夠節能、環保的干

燥設備是未來發展的必然趨勢。為此，近年來在我

國南方悄然興起了采用熱泵干燥的方法。

熱泵——顧名思義，實質上是一種熱量提升裝

置，即熱泵烘干機組是利用逆卡諾原理，可從周圍

環境中吸取熱量，并把它提升傳遞給被加熱的對象

（如烘干房內的物料）對物料進行干燥，其工作原

理與制冷機類似，都是按照卡諾循環原理工作的，

所不同的是一個是制熱、一個是制冷。因此，熱泵

干燥也是用電作為熱泵機組的動力，烘干室結構與

烘房相同，具有節能、運行可靠、易于自動控制、

適合于多種物料使用、干燥和排放無污染等優點,也

是今后重點發展的一個方向。

當然，熱泵干燥也有一個適宜的環境溫度工

況區間，即環境溫度比較高時其能效就比較高，因

此，比較適合于我國南方氣溫較高一些的區域使

用。在北方使用（尤其是在氣溫比較低時的夜間）

最好增加輔助熱源來提高干燥空氣的溫度和熱泵的

干燥工作環境溫度。

7.氣流干燥

氣流干燥的原理是利用高速流動的熱氣流將含

有較高水分的細小固體顆粒狀物料吸入干燥機輸氣

管內并懸浮在氣流中與氣流一起流動，并伴隨著氣

流流動的過程進行干燥。因此，氣流干燥具有傳熱

系數高，傳熱面積大，干燥時間短等特點。由于氣

流干燥的熱氣流流速很快，所以氣流干燥也稱“瞬

間干燥”。氣流干燥使加熱介質和待干燥固體顆粒

直接接觸，并使待干燥固體顆粒懸浮于氣流流體

中，因而兩相接觸面積大，強化了傳熱傳質過程，

干燥速度快，故廣泛用于散狀細小顆粒物料干燥。

由于氣流干燥時間短，因而具有熱風溫度雖較

高但物料溫升卻不高的特點，故適合于受高溫易變

質的物料干燥，但不適合粘性大的物料干燥。由于

干燥管道較長、較高，在一定程度上制約了氣流干

燥的發展。近年來，為了降低其高度，已經出現了

幾種新型的氣流干燥器，如多級氣流干燥器、脈沖

式氣流干燥器、旋風式氣流干燥器等。

8.噴霧干燥

噴霧干燥的最大特點是可以干燥液態物料。

在噴霧干燥過程中將料液分散成極細的霧滴，使得

料液能形成很大的比表面積，同熱空氣產生劇烈的

熱質交換，在幾秒至幾十秒內迅速將物料的水分蒸

發而獲得干燥。常用的噴霧干燥是利用其噴霧裝置

（噴霧器），用高溫高速熱氣流將懸浮液體或黏滯

的液體噴成霧狀，并與熱空氣之間發生熱量和質量

的傳遞而進行干燥的過程。成品以粉末狀態沉陷于

干燥室底部，連續或間斷地從卸料器排出。

噴霧干燥雖然采用較高溫度的熱空氣，但在噴

圖2熱泵烘干機組

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霧干燥過程中由于霧滴中的水分在蒸發，加之物料

在干燥器內停留時間短，因此物料的最終溫度并不

太高，比較適合于熱敏性物料的干燥。

通常，比較適用于不能借結晶方法得到固體產

品的生物制品生產中，如奶粉、酵母、某些抗生素

藥物的干燥。

9.膨化干燥

（1）真空低溫油炸脫油果蔬脆片干燥。真空低

溫油炸脫油果蔬脆片干燥技術是將油炸和脫水功能

結合的一種果蔬脆片生產技術。即在特定的油炸罐

內對果蔬片油炸，并使果蔬片處于負壓狀態下，其

內部水分（自由水和部分結構水）急劇蒸發噴出，

使其組織形成疏松多孔結構，再經脫油形成的具有

疏松口感的果蔬脆片。果蔬脆片雖然是在真空狀態

下低溫油炸出來的，但這個低溫的概念是相對于正

常油炸溫度而言的低溫，并不是真正意義上的低

溫。這種設備已經產業化，生產能力相對較大，已

得到普遍應用。缺點是用油炸制。

（2）變溫壓差果蔬脆片膨化干燥。由于油炸食

品的一些缺點，隨著人們對健康的重視，非油炸膨

化食品也開始越來越受到人們的歡迎。據資料介紹

國外20世紀80年代開始研發用于果蔬脆片加工的膨

化干燥技術,國內20世紀90年代末也有關于進行該類

技術研究的報道。目前，我國已有有關科研部門研

發成功這種技術成果的報導。膨化干燥也可以說類

似“爆米花機”的工作原理即通過變溫壓差實現物

料膨化干燥的一種新型食品加工技術，主要用于生

產果蔬膨化食品，如市場上常見的果蔬脆片等。

變溫壓差膨化干燥技術是一種環保、節能的非油

炸膨化干燥技術。其原理是通過將經過預處理并除去

部分水分的果蔬原料，放在變溫壓差膨化罐中升溫加

壓，保溫一段時間后瞬間泄壓，促使物料內部水分瞬

間汽化蒸發、瞬間膨脹，并在真空狀態下快速脫水干

燥，進而生產出體積膨脹、口感酥脆的天然果蔬膨化

食品。多用于蘋果、胡蘿卜等果蔬脆片的膨化加工。

10.太陽能干燥

隨著能源的日趨緊張，人們對可再生能源的開

發利用越來越重視，特別是對太陽能的利用更加青

睞。事實上利用太陽能晾曬干燥農產品一直是人類

的一個傳統方式。但由于利用太陽能晾曬農產品易

受到天氣變化的影響，而且易遭受污染。隨著現代

人類社會對食品衛生和品質的要求，直接利用太陽

能晾曬農產品的方式將會逐漸被淘汰。

目前，研究利用太陽能進行干燥的方法較多，

但比較實用的主要是通過太陽能集熱器加熱空氣然

后由通風機輸送到干燥機或烘干房內對農產品進行

干燥。但由于同樣受到天氣變化的影響，這些太陽

能干燥設備需要配置輔助熱源，如在陰天和夜間啟

動燃煤熱風爐或電加熱器。缺點是一次性投資較

大，干燥能力相對較低,需要配備輔助熱源等。

三、我國農產品干燥加工技術發展趨勢

1.國外農產品干燥相關技術借鑒

2013年6月，筆者到與我國農業生產模式相近

的韓國考察農業發展模式時，重點了解了有關糧食

干燥與農產品干燥技術。在考察中發現，韓國農產

品產地干燥多采用能夠自動控制的電加熱烘箱和烘

房。而且為了適應不同規模的農戶使用，烘箱或烘

房設計有大中小不同的規格，同時為了方便使用還

設計成了一開門的、兩開門的，還有三開門的分箱

式結構，并能分別控制。不僅能夠適應農產品收獲

時不同采收量的變化，而且還能同時烘干不同種類

的農產品，大大提高了設備的利用率和方便性。

圖3 電加熱烘烤箱

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另外，由于采用電能作為加熱能源，不僅干燥

和排放無污染，而且易于實現自動化控制和保證農

產品干燥加工的質量。同時，這些烘干設備制作精

良，外觀非常漂亮，特別是中小型的烘箱外觀制作

成了如同冰箱一樣的家用電器產品，值得我們今后

在研究開發時借鑒。

2.我國農產品干燥技術發展趨勢

目前，我國無論在農產品干燥技術研究還是裝

備研發與制造方面都已取得了長足的發展，國際上

有的技術和裝備我國基本上都已具備。但同時也要

看到，我國在農產品干燥技術研究和裝備研發方面

還存在著一些不足和問題，特別是從可持續發展角

度看，預計我國農產品干燥技術研究和裝備研發今

后將朝著如下趨勢發展：

(1)由于農產品收獲后水分普遍比較高，干燥加

工的用能也比較高，不僅需要動能，而且還需要熱

能。因此，隨著能源日趨緊張，進一步研究開發節能

型的干燥工藝技術和裝備及自動化控制系統將會成為

今后重點研究和發展的方向。例如，在南方研究推廣

由電作為動力的節能型空氣源熱泵干燥機等。

(2)目前，我國農產品干燥加熱用能仍主要以燃

煤為主，特別是一些適合于多種農產品物料干燥的熱

風烘房多采用手燒燃煤加熱爐進行烘干，其排放的煙

氣對大氣污染較重。但從未來能源結構看，除規模化

和生產自動化程度較高的中大型企業外，在我國大量

采用石油、天然氣以及全部用電來作為農產品干燥加

熱能源的可能性不大。因此，多種能源并存和互補將

是今后農產品烘干能源構成的一個必然格局。

為此，今后一是針對單獨使用的中小型烘房

加快研究燃煤加熱爐的排煙除塵方法和裝置。二是

能夠集中使用的連排烘房以及自動化程度高的大型

干燥設備，要設計選用具有較好燃燒、除塵、除硫

性能的蒸汽鍋爐加熱方式。三是借鑒韓國農產品烘

干的模式，對于小型戶用烘干設備向電加熱方向發

展，形成像家用電器一樣的家電產品，包括研究開

發小型家用節能型空氣源熱泵干燥箱等。四是研究

開發利用太陽能和沼氣等可再生能源與常規能源互

補的新型烘干設備和產地加工模式。

(3)對于大型加工企業，可設計采用在干燥前期

使用靜止式干燥、后期使用帶式連續式干燥或在前

期使用靜止式干燥、后期使用真空冷凍干燥等先進

的組合工藝，以提高干燥加工的效率和品質。

(4)在發展標準化烘干設備的基礎上，由專業技

術部門指導生產廠家根據不同的機型和農產品干燥的

種類，試驗研究其烘干工藝和操作控制方法，并作為

產品使用說明的一個重要部分提供給用戶使用。

(5)制定農產品干燥設備產品檢測標準，促進干

燥設備的標準化，并建立干燥設備生產許可證制度，

建立或委托相應的機構負責檢測和發放生產許可證。

隨著人們對農產品加工質量和品質要求的不斷

提高，國家對農產品干燥加工技術研究的重視和科

研投入的不斷增加，我國農產品干燥技術研究和裝

備的研發與制造必將迎來一個新的發展時期。

專家簡介

李笑光，1956年

生，畢業于原河北工學

院，二級研究員，現任

農業部規劃設計研究院

常務副總工程師，享受

國務院政府特殊津貼專家、農業部有突出貢獻專家、中

國農業工程學會常務理事。作為主持人和第一完成人完

成的科研成果“NHC3系列農作物（種子）斜床式換向

通風烘干加工生產線”獲國家科技進步三等獎；“JRF

型套筒式燃煤間接加熱通用熱風爐”獲農業部科技進步

二等獎。已出版技術專著10部，其中獨立編著出版《斜

床堆放式谷物干燥》、《農作物干燥與通風貯藏》、

《投資項目策劃戰略與實務》、《農業產業區域發展戰

略謀劃與項目設計》等4部技術專著，主編和合作編著

出版技術專著6部，發表論文40余篇。2012年被聯合國

糧農組織聘為中國巨鹿金銀花項目產后處理技術顧問。

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