《食品干燥節(jié)能技術》入選石油和化工行業(yè)“十四五”規(guī)劃教材。內容分為兩個部分:前4章是基礎部分,分別介紹食品節(jié)能干燥的基本知識、食品干燥物料及其物性、食品干燥機制、干燥過程的能量分析;后4章介紹具體的干燥應用技術,包括滲透脫水與干燥、太陽能干燥、熱泵干燥及介電干燥。各章均配有復習思考題。
《食品干燥節(jié)能技術》是高等院校食品專業(yè)或能源專業(yè)的本科和研究生教材,也可作為食品加工行業(yè)和干燥設備生產企業(yè)研發(fā)和技術人員的參考讀物。
曲航,魯東大學能源動力與電力工程系副教授,工學博士,澳大利亞昆士蘭科技大學(QUT)訪問學者,曾任魯東大學食品工程學院副院長,主要研究方向為食品干燥及太陽能熱利用。近年來在指導學生獲得第十五屆山東省大學生課外學術科技作品競賽二等獎等。
第1章緒論1
1.1降低食品干燥能耗的必要性1
1.2食品干燥的分類及其特點2
1.2.1食品干燥的分類2
1.2.2各類食品干燥的特點3
1.2.3各類食品干燥的比較4
1.3食品中水分的狀態(tài)5
1.3.1游離水和結合水5
1.3.2水分活度7
1.4干燥對食品品質的影響8
1.4.1食品干燥中的物理變化9
1.4.2食品干燥中的化學變化10
1.5食品干燥技術的發(fā)展14
第2章食品干燥的物料及其物化特性16
2.1食品干燥常用的原輔材料16
2.1.1糧食類原料16
2.1.2果蔬類原料17
2.1.3畜禽肉類原料17
2.1.4水產品類原料17
2.2食品物料的物性基礎18
2.2.1食品物料的形態(tài)與物理性質18
2.2.2食品原料的主要成分20
2.2.3食品的流變特性和質構特征23
2.2.4食品的熱物性27
第3章食品干燥機制30
3.1干燥機制30
3.1.1導濕性31
3.1.2導濕溫性33
3.1.3導濕性與導濕溫性的相互作用36
3.1.4影響熱濕傳遞的因素36
3.2干燥過程的特性38
3.2.1干燥曲線38
3.2.2干燥階段40
3.3影響干制的因素43
3.3.1干制條件的影響43
3.3.2食品性質的影響45
第4章干燥過程的能量分析47
4.1干燥的能耗及節(jié)能的意義47
4.1.1工業(yè)領域中的干燥能耗47
4.1.2降低干燥能耗的意義47
4.2干燥設備的能耗分析48
4.2.1干燥物料所需的最小能量48
4.2.2連續(xù)式對流干燥裝置的熱平衡49
4.2.3傳導式干燥裝置的熱平衡50
4.2.4干燥裝置的能量供給51
4.3干燥設備能效評估及應對措施51
4.3.1干燥過程中的能量損失51
4.3.2干燥設備的能效提升52
4.3.3干燥設備熱效率分析實例53
4.4干燥設備的余熱回收54
4.4.1熱交換技術54
4.4.2熱功轉換技術56
4.5夾點分析57
4.5.1夾點分析的關鍵概念57
4.5.2過程系統(tǒng)中夾點的意義60
4.5.3問題表格法61
4.5.4夾點分析在干燥過程中的應用64
第5章滲透脫水與干燥67
5.1滲透脫水67
5.1.1滲透壓67
5.1.2滲透脫水與細胞結構68
5.1.3滲透脫水的基本原理69
5.2滲透脫水的傳質運動學70
5.2.1化學勢的驅動作用70
5.2.2傳質與滲透脫水效率72
5.2.3數(shù)學模型72
5.2.4過程參數(shù)對傳質運動的影響73
5.3滲透脫水的影響因素74
5.3.1外在影響因素74
5.3.2內在影響因素76
5.4預脫水處理76
5.4.1去皮處理77
5.4.2切塊處理77
5.4.3燙漂處理77
5.4.4浸泡處理77
5.5滲透脫水的實際應用77
5.5.1滲透脫水-熱風組合干燥78
5.5.2滲透脫水-冷凍組合干燥78
5.5.3滲透脫水-真空組合干燥79
5.5.4滲透脫水-微波組合干燥80
第6章太陽能干燥82
6.1太陽輻射的基本知識82
6.1.1太陽光譜82
6.1.2到達地面的太陽輻射83
6.2太陽能干燥的基本原理83
6.2.1露天干燥85
6.2.2自然對流模式下的溫室干燥85
6.2.3強制對流模式下的溫室干燥86
6.3太陽能干燥裝置87
6.3.1太陽能干燥裝置分類87
6.3.2太陽能空氣集熱器92
6.3.3太陽能干燥裝置的蓄熱95
第7章熱泵干燥100
7.1熱泵干燥的基本原理100
7.1.1熱泵干燥系統(tǒng)的組成100
7.1.2熱泵干燥系統(tǒng)的熱力循環(huán)101
7.1.3熱泵干燥系統(tǒng)性能主要評價指標102
7.2熱泵干燥裝置的分類103
7.2.1空氣能熱泵干燥系統(tǒng)104
7.2.2太陽能輔助熱泵干燥系統(tǒng)105
7.2.3地熱能熱泵干燥系統(tǒng)105
7.2.4生物質熱泵干燥系統(tǒng)106
7.3不同壓縮級的熱泵干燥裝置107
7.3.1單級壓縮熱泵干燥裝置108
7.3.2單級蒸氣壓縮熱泵干燥系統(tǒng)的設計114
7.3.3多級壓縮式熱泵干燥系統(tǒng)118
7.4熱泵干燥裝置的應用和發(fā)展趨勢121
7.4.1影響熱泵干燥能耗的因素121
7.4.2工作溫度對熱泵干燥裝置性能的影響121
7.4.3熱泵干燥的發(fā)展趨勢122
第8章介電干燥124
8.1介電干燥的基本知識124
8.1.1電磁波譜124
8.1.2介電損耗125
8.1.3穿透能力與加熱均勻性126
8.1.4介質電性質和選擇加熱效應126
8.2食品的介電特性127
8.2.1水的介電特性127
8.2.2糖類的介電特性129
8.2.3蛋白質的介電特性129
8.2.4脂肪的介電特性130
8.3微波干燥130
8.3.1微波干燥的基本原理130
8.3.2間歇微波干燥132
8.3.3微波干燥系統(tǒng)132
8.3.4組合式微波干燥139
參考文獻146