[科普中国]-人工干燥

定义

人工干燥就是在人工控制的条件下对食品进行干燥的方法。相对于自然干燥，人工干燥的最大优点是不受气候限制，干燥时间短，产品清洁、卫生、质量好。人工干燥利用一定的干燥设备，对食品进行干燥，本法的优点是不受气候影响，比自然干燥卫生，能缩短干燥时间，降低劳动强度，提高生产效率、近年来，干燥设备正在不断推广和完善。

人工干燥的温度，除另有规定外，一般以不超过80℃为宜，含芳香挥发性成分的药材以不超过50℃为准。以饮片为例，已干燥的饮片需放凉后贮存，否则余热会使饮片回潮，易发生霉变。干燥后的饮片含水量应控制在7%～13%。1

研究历史在我国民间很早就采用烘、烤、焙等加热干制方法来干制食品、药材等。适宜大批量生产的干制方法1875年才出现，最早是将片状蔬菜堆放在室内用40℃左右的热空气进行干燥，这就是早期的热空气干燥方法。食品的脱水干制要求将食品的水分降低至耐藏的水分极限，同时保持食品中的营养成分在于制过程中不被破坏、不发生不良变化、不产生有毒有害的化学成分以保证食品的质量。上述两个方面在技术上很难兼顾，这对矛盾推动着干燥技术的发展进步，现在人们可以在常压或减压的环境中以传导、对流和辐射传热方式或在高频电场内加热的人工控制工艺条件下干制食品。2

干燥设备干燥机的选择取决于许多因素，包括被干燥食品的特性(液体、固体、颗粒等)、特定干燥机的投资成本、运转费用等。干燥机的种类很多，根据供热方式的不同对干燥机进行分类可以分为：直接加热式干燥、间接加热式干燥、红外或高频干燥。在每种类型中，干燥机都能在常压下操作或在真空的条件下操作。事实上在某些理想的情况下，可以利用组合传热方式，例如对流和传导，对流和辐射等，这样可以减少对增加气流量的需求，因为气流量提高会大大降低热效率。这种组合虽然增加了最初的投资成本，与降低能耗、提高产品质量相比，还是值得的，但必需进行严格的试验和经济评价。另外，供热过程可以是稳定(连续)的，也可以随时间而变化。而且，针对各个应用情况，不同的供热方式可同时或顺序使用。3

以干燥饮片为例，常见干燥设备如下：

翻板式干燥机翻板式干燥机南送料带、十燥室及热源等几部分组成．它的工作原理是将切制好的饮片经上料输送带送入干燥室内窄内为若十翻板构成的帘式输送带往复传送十燥。干燥后的饮片沿山料口经振动输送带入立式送料器，将药物装袋即可。4

热风式干燥机热风式干燥机的组成为燃烧室和干燥室、干燥窒排列有热风管、鼓风机等。工作原理：燃烧室内以煤为热源，热风从热风管输入事内 由于鼓风机的作用，使热风对流，达到温度均匀。余热和湿气从热风管口排f虮操作时，待十燥的药物以筛、匾盛装，分层置于铁架中，由轨道送入。饮片十燥后．停止鼓风，敞开铁门，将铁架拉出，收集干燥饮片即可。

此种干燥设备，结构简单，易于安装，适宜大量生产。4

厢式干燥器厢式干燥器是一种应用历史悠久的干燥设备。其外形像一个厢柜，厢柜内框架上可逐层排放装物料的料盘。由吸气口吸人的空气经循环风机出风口至加热器，空气被加热，顺着厢内流道吹过各层料盘，风机产生的循环流动热风，吹到潮湿物料的表面达到干燥的目的。最后湿空气汇集到一侧排气道从排气口排出，

设备特点：①一般用盘架盛放物料，故容易装卸，物料损失少，料盘易清洗。因此，对于需要经常更换产品，贵重的小批量中草药饮片较为适用；②结构简单，价格便宜；③物料得不到分散，干燥时间长，物料量大时，设备体积大，工人劳动强度大；④厢内温度不够均匀，产品烘干质量不够稳定，热效率较低。4

卧式烘干箱由卧式烘干箱体、热源换热器及控制台组成操作时，待烘干饮片均匀铺在烘箱筛网上，打开总电源开关，把风机、引烟机、燃烧器开关置于工作位置，设定温控仪烘干温度，当温度湿示达到指定烘干温度后，刚时问继电器设定烘干时问(0～99分钟)，接着按下启动按钮，烘干过程可以自动完成。

设备特点：①结构简单实用，配用不同的筛网可适用于根、茎、时、果实类中药材的原料、半成品、饮片的烘干作业；②适用于烘十带湿润水的物料，不适合烘干含有结合水的物料；③烘干机的热源除燃油外也可州燃气或用蒸汽换热，该机热利用率较低，但连续烘干作业有助于热利用率的改善。4

风筒式干燥机风筒式干燥机整机热风烘干筒、热风炉换热器以及机架传动系统组成。操作方法：先打开总电源，用数显温控仪设定热风温度，用变频器调节烘筒转速，打开风机、引烟机、燃烧器开关，待烘筒被加热至预定温度时，即可从进料-L投放待十燥物料，经一定时问被烘。二F物料到达出口处。

设备特点：①物料在烘筒内被不断翻炒，筒内大螺旋角的导料叶片及低转速使物料烘干路线长，烘干时间有一定保障；②可以连续作业，自动化程度高，烘干过程中不漏料。4

网带武干燥机料斗中的物料均匀地铺在网带上，网带采用12～60目的不锈钢网，由传动装置拖动，在干燥机内循环移动。

该机的特点是分配器与循环风机使热风流过饮片，干燥效果好，但物料干燥层数少，不如翻板式层数多一。4

振动流化型干燥机流化床是20世纪60年代发展起来的一种干燥技术，已在化工、轻丁、医药、食品以及建材工业获得广泛应用。

1．水平槽型振动流化干燥机

物料由上部的振动给料机供料，空气经空气过滤器再经送风机及加热器送至振动干燥机料层下部，热风穿过料层经集尘器和引风机排人大气中，冷空气经空气过滤器和送风机送至已经十好的振动干燥机料层下部，使物料冷却，受热后的冷却风与排出的湿气汇集在一起排人空气，干后的物料装袋。

2．水平圆运动振动流化干燥机

物料由上部加料口投入，在环状孔板上做等角速水平跳跃运动．物料每旋转一周经孔板缺口跌落于下层，依次经过层孔板的旋转跳跃运动，干燥后物料由下部出料口排出。热风从上部中间位置进入振动体，风南下而上依次穿透层孔板上的小孔，与湿物料进行传热传质交换。4

介电干燥器1．微波干燥器

微波加热干燥是近年来迅速发展起来的一项技术。微波干燥系指由微波能转变为热能使物料干燥的方法。其原理为：巾药及炮制品中的极性水分子和脂肪能不同程度地吸收微波能量，在交流电场中，因电场时间的变化，使极性分子发生旋转振动，致使分子间互相摩擦而生热．从而达到干燥灭菌的目的。其特点是干燥速度快，时间短，加热均匀，产品质量好，热效率高等。微波干燥既不受燃料废气污染的影响，又能杀灭微生物，具有消毒作用，可以防止发霉和生虫，适用于中药材、中药饮片等的干燥灭菌。微波能深入物料的内部，干燥时间是常规热空气加热的1/100～1/10，对中药中所含的挥发性物质及芳香性成分损失较少。微波灭菌与被灭菌物质的性质及含水量有密切关系，因水能强烈地I吸收微波，所以含水量越大，灭菌效果越好。隧道式微波灭菌干燥机主要用于制药行业。

2．红外线辐射装置设备

远红外线辐射物料使分子运动加剧而内部发热、温度升高。内部水分的热扩散和湿扩散梯度方向一致，都是由内向外，与表面水蒸气共同处在向外扩散的最佳状态，加速了干燥过程，缩短了干燥时间，其特点是十燥速度快，药物质量好，具有较高的杀菌、杀虫及灭卵能力，节约能源，成本低，便于自动化生产，劳动强度低。近年来远红外干燥在原料、饮片等脱水干燥及消毒中都有广泛应用。此设备还可用于中药粉末及芳香性药物的干燥灭菌，能较好地保留中药挥发油。4

其它干燥技术太阳能集热器干燥技术是利用太阳辐射的热能，将湿物料中的水分蒸发除去的干燥方法。太阳能是一种巨大、清洁的低密度能源，适用于低温烘干。目前还有一种采用真空加热进行干燥的方法，即将饮片置于真空罐内，在减压加热条件下，使药材组织非结合水排出。此外，还有吸湿干燥法、冷冻干燥法等。4