食品加工原理之干燥方法

食品干燥可分为自然干燥法和人工干燥法两大类。自然干燥有晒干与风干。食品干燥更多的是采用人工干燥。人工干燥方法依热交换方式和水分除去方式的不同进行分类，按干燥的连续性可分为间歇式和连续式；按操作压力不同可分为常压干燥和真空干燥；按工作原理又可分为对流干燥、接触干燥、冷冻干燥、辐射干燥和能量场干燥，其中对流干燥在食品工业中应用最多。

（一）对流干燥

对流干燥又称空气对流干燥，是最常见的食品干燥方法。这类干燥在常压下进行，有间歇式（分批）和连续式；利用空气作为干燥介质，空气既是热源，也是湿气的载体，热量以对流的方式传递给湿物料，使食品原料中的水分汽化，而达到干燥的目的。

对流干燥进行的必要条件是物料表面的水蒸气压必须大于干燥介质（热空气）中的水蒸气分压。两者的压差愈大，干燥进行得愈快，所以干燥介质应及时将汽化的水汽带走，以便保持一定的传质推动力。若压差为零，则无水汽传递，干燥操作也就停止。对流干燥适用于各种食品物料的干燥，湿物料可以是固体、膏状物料及液体，而且成本较低。

1.厢式干燥

厢式干燥器又叫作柜式干燥器，是一种外壁绝热、外形像箱子的干燥器，也称盘式干燥器、烘房，是最古老的干燥器之一。

图2-4 厢式干燥器

如图2-4所示，厢式干燥器大多为间歇操作，一般用盘架盛放物料，优点是制造和维修方便，使用灵活性大；物料容易装卸，损失小，盘易清洗；设备结构简单，投资少；厢式干燥器几乎能够干燥所有的物料。因此，对于需要经常更换产品、价高的成品和小批量物料，厢式干燥器的优点十分显著。

但厢式干燥器也有它的不足之处，主要是：物料得不到分散，干燥时间长，干燥不均匀；若物料量大，所需的设备容积也大；这种干燥器每次操作都要装卸物料，劳动强度大；需要定时将物料装卸或翻动时，粉尘飞扬，环境污染严重，劳动卫生条件差，一般只限于每批产量在几千克到几十千克的情况下使用；热效率低，一般在40%左右，每干燥1kg水分需消耗加热蒸汽2.5kg以上。此外，产品质量不够稳定也是其一大缺点。因此，随着干燥技术的发展，将逐渐被新型干燥器所取代。

2.隧道式干燥

隧道式干燥器是将厢式干燥器的箱体扩展为长方形通道，其他结构基本不变。其长度可达10～15m，可容纳5～15辆装满料盘的小车，这样就增大了物料的处理量，生产成本降低，可连续或半连续操作。

待干燥物料被装入带网眼的料盘，有序地摆放在小车的搁架上，然后进入干燥室沿通道向前运动，并一次通过通道。被干燥物料的加料和卸料在干燥室两端进行。物料在小车上处于静止状态，载有物料的小车充满整个隧道。当推入一辆有湿物料的小车时，彼此紧跟的小车都向出口端移动。高温低湿空气进入的一端称为热端，低温高湿空气离开的一端称为冷端；湿物料进入的一端称为湿端，而干制品离开的一端为干端。

按照气流运动与物流的方向，可将隧道式干燥器分为顺流式、逆流式、混流式干燥。

（1）顺流式干燥 顺流式隧道干燥装置如图2-5所示。顺流干燥的物流与气流方向一致，其热端就是湿端，而冷端为干端。物料从高温低湿一端进入，其表面水分迅速蒸发，空气温度也急剧降低，愈往前进，温度愈低、湿度愈高，水分蒸发逐渐减慢。在干端，低温高湿的空气与即将干燥的物料相遇，水分蒸发极其缓慢，甚至可能不能蒸发或者反而会从空气中吸湿，使干燥食品的平衡水分增加，导致干制品的最终含水量难以降低到预定值。因此，吸湿性较强的食品不宜选用顺流式干燥方法。该法适用于含水量较高的水果、蔬菜等的干燥。

图2-5 顺流式隧道干燥示意图

（2）逆流式干燥 逆流式隧道干燥装置如图2-6所示。逆流干燥的物流与气流方向恰好相反，它的湿端为冷端，而干端则为热端。潮湿的食品首先遇到的是低温高湿的空气，水分蒸发速度比较缓慢，食品不易出现表面硬化和收缩现象，而中心又能保持湿润状态。在食品移向热端的过程中，由于所接触的空气温度逐渐升高而相对湿度逐渐降低，因此水分蒸发强度也不断增加。当食品接近热端时，尽管处于低湿高温的空气中，由于其中大量的水分已蒸发，其水分蒸发速率仍比较缓慢。此时热空气温度下降不大，而干物料的温度则将上升到和高温空气相近的程度。因此干端的进口温度不宜过高，一般不超过80℃为宜，否则物料停留时间过长，物料容易焦化。

图2-6 逆流式隧道干燥示意图

另外，逆流干燥时湿物料装载量不宜过多，因为在逆流干燥初期干燥强度小，甚至会出现增湿现象。如果湿物料装载量过多，就会使物料长时间接触饱和的低温高湿气体，有可能会引起食品的腐败变质。

（3）混流式干燥 混流式隧道干燥装置如图2-7所示。混流干燥吸取了顺流式湿端水分蒸发速率高和逆流式后期干燥能力强的两个优点，组成了湿端顺流和干端逆流的两段组合方式。干燥机内设两个加热器和两个鼓风机，分别设在隧道的两端，热风由两端吹向中间，通过物料将湿热空气从隧道中部集中排出一部分，另一部分回流利用。混流式干燥整个过程均匀一致，传热传质速率稳定，生产效率高，产品质量好。

图2-7 混流式隧道干燥示意图

3.带式干燥

带式干燥装置中除载料系统由输送带取代装有料盘的小车外，其余部分基本上和隧道式干燥设备相同。它是将待干燥物料放在输送带上进行干燥。输送带可以用一根环带，也可以用几根上下放置的环带。输送带可以是帆布带、橡胶带、钢带和钢丝网带等，其中网带可以使干燥介质以穿流方式穿过，干燥效果最好。带式干燥可分为单带式、双带式和多带式。

单带式干燥器装置如图2-8所示，干燥时热风从带子的上方穿过物料层和网孔，达到穿流接触的目的。由于带子不可能很长，所以单带式干燥只适用于干燥时间短的物料。

图2-8 单带式干燥示意图

1—排料口 2—网带水洗装置 3—输送带 4—加料口 5—送风机 6—排气管 7—加热器

双带式干燥装置如图2-9所示，两条输送带串联组成，因而半干物料从第一输送带末端向着其下方的另一输送带上卸落时，物料经过了翻转、混合、重新堆积的过程，使物料的干燥程度更加均匀。并且经过第一段干燥后，物料中大部分水分已被除去，物料体积收缩，重新堆成较厚的层，既不影响干燥过程，又可减小设备尺寸和占地面积。

图2-9 双带式干燥示意图

多带式干燥器装置如图2-10所示，空气经预热后从下部进入，由下向上依次流过各层物料。相邻的两根环带的运动方向相反。湿物料从最上层的带子上方加入，随着带子移动，并依次落入下一根环带，最后从下部卸出干燥的物料。这种干燥器不仅使物料多次翻转维持了通气性，还增加了堆积厚度，增大了比表面积，提高了降速阶段的干燥速率。

带式干燥的特点是有较大的物料表面暴露于干燥介质中，物料内部水分移出的路径较短，并且物料与空气有紧密的接触，所以干燥速率很高。但是被干燥的湿物料必须预处理成分散的状态，以便减小阻力，使空气能顺利穿过带子上的物料层。

图2-10 多带式干燥示意图

1—卸料装置 2—热空气加热器 3—送风机 4—排气管 5—输送机 6—加料口

4.气流干燥

气流干燥是将粉末状或颗粒状食品悬浮在热空气流中进行干燥的方法。它是把湿物料送入热气流中，物料一边呈悬浮状态与气流并流输送，一边进行干燥。气流干燥适用于在潮湿状态下仍能在气体中自由流动的颗粒食品或粉末食品，如面粉、淀粉、谷物、葡萄糖、食盐、鱼粉、鱼汁浓缩物、马铃薯丁、肉丁或其他切成细块的食品。如图2-11所示为气流干燥装置示意图。

图2-11 气流干燥示意图

1—料斗 2—螺旋加料器 3—空气过滤器4—送风机 5—加热器 6—干燥管 7—旋风分离器

气流干燥时，物料呈悬浮状态在气流中高度分散，每个颗粒都被热空气所包围，因而能使物料最大限度地与热空气接触，热效率高，所需干燥器的体积可以大大减小，占地面积小。大多数物料的气流干燥只需0.5～2s，最长不超过5s，所以即使是热敏性或低熔点物料也不会因过热或分解而影响品质，可应用于各种粉状物料，粒径最大可达100mm，湿含量可达10%～40%。

气流干燥的缺点是气流速率高，对物料有一定磨损，故对晶体形状有一定要求的产品不宜采用；气流速度大，全系统的阻力大，因而动力消耗大。普通气流干燥器的一个突出缺点是干燥管较长。

5.流化床干燥

流化床干燥是近几年发展起来的一类新型干燥器，又称沸腾床干燥，如图2-12所示。在多孔板上加入待干燥的食品颗粒物料，热空气由多孔板的底部送入使其均匀分散，并与物料接触。当气体速度较低时，固体颗粒间的相对位置不发生变化，气体在颗粒层的空隙中通过，干燥原理与厢式干燥器完全类似，此时的颗粒层通常称为固定床。当气流速度继续增加后，颗粒开始松动，并在一定区间变换位置，床层略有膨胀，但颗粒仍不能自由运动，床层处于初始或临界流化状态。当流速再增高时，颗粒即悬浮在上升的气流之中做随机运动。颗粒与流体之间的摩擦力恰与其净重力相平衡，此时形成的床层称为流化床。由固定床转为流化床时的气流速度称为临界流化速度。流速愈大，流化床层愈高；当颗粒床层膨胀到一定高度时，固定床层空隙率增大而使流速下降，颗粒又重新落下而不致被气流带走。若气体速度进一步增高，大于颗粒的自由沉降速度，颗粒就会从干燥器顶部吹出，此时的流速称为带出速度，所以流化床中的适宜气体速度应在临界流化速度与带出速度之间。流化床适宜处理粉粒状食品物料，当粒径为30μm～6mm，静止物料层高度为0.05～0.15m时，适宜的操作气速可取颗粒自由沉降速度的0.4～0.8倍。若粒径太小，气体局部通过多孔分布板，床层中容易形成沟流现象；粒度太大又需要较高的流化速度，动力消耗和物料磨损都很大。

图2-12 流化床干燥示意图

1—湿颗粒进口 2—热空气进口 3—干颗粒进口 4—强制通风室5—多孔板 6—流化床 7—绝热风罩 8—湿空气出口

流化床干燥的主要特点是：物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，类似气流干燥，气固相间的传热传质系数及相应的表面积均较大，热效率高。由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速地给热，使物料床温度均匀，易控制，颗粒大小均匀。物料在床层内的停留时间可任意调节，故对难干燥或要求产品含水量低的原料比较适用。设备设计简单，造价较低，维修方便。由于干燥过程风速过高，容易形成风速道，致使大部分热空气未经充分与物料接触而经风道排出，造成热量浪费；高速气流也容易将细颗粒物料带走，因此在设计上要加以注意。流化床干燥用于干态颗粒食品物料干燥，不适于易粘结或结块的物料。

6.喷雾干燥

将溶液、乳浊液、悬浊液或浆料在热风中喷雾成细小的液滴，悬浮在热空气中，水分被瞬间蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品，称为喷雾干燥。喷雾干燥以它独有的突出优点在食品工业生产中得到了广泛的应用，尤以液态食品脱水制成粉状产品的过程最为常用，如奶粉、乳清粉、蛋白粉、果汁粉、速溶咖啡、速溶茶，各种香辛料、液体调味料、汤料等食品的生产。根据干燥产品的要求，可以将不同的原料液制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状等。喷雾干燥是目前干燥技术中较为先进的方法之一。(www.xing528.com)

（1）喷雾干燥特点 喷雾干燥的优点：蒸发面积大，干燥时间短。料液被雾化后，液体的比表面积非常大。例如1L的料液可雾化成直径为50μm的液滴146亿个，总表面积可达5400m²。以这样大的表面积与高温热空气接触，瞬时就可蒸发95%～98%的水分，因此完成干燥所需的时间很短，一般只需5～40s。物料温度较低，虽然采用较高温度的干燥介质，但液滴有大量水分存在时，物料表面温度一般不会超过热空气的湿球温度（对奶粉干燥为50～60℃），因此非常适合热敏性物料的干燥，能保持制品的营养、色泽和香味，制品纯度高且具有良好的分散性和溶解性。生产能力大，产品质量高。每1h喷雾量可达几百t，是干燥器处理量较大者之一。过程简单、操作方便，适宜于连续化生产。喷雾干燥通常适用于湿含量40%～60%的溶液，特殊物料即使含水量高达90%也可不经浓缩，同样一次干燥成粉状制品。大部分制品干燥后不需要粉碎和筛选，简化了生产工艺过程。对于制品的粒度、密度及含水量等质量指标，可通过改变操作条件进行调整，且控制管理都很方便。干燥后的制品连续排料，结合冷却器和气力输送可形成连续生产，有利于实现大规模自动化生产。

喷雾干燥的缺点：单位产品的耗热量大，设备的热效率低。在进风温度不高时，一般热效率为30%～40%，每蒸发1kg水分需2～3kg蒸汽；介质消耗量大，当干燥介质入口温度低于150℃时，干燥器的溶剂传热系数较低。对于细粉产品的生产，微粉的分离装置要求较高，以避免产品损失和污染环境，附属装置比较复杂。由于设备体积庞大，基建费用大，对生产卫生要求高，设备的清扫工作需要量大。

（2）食品喷雾干燥工艺流程 喷雾干燥装置所处理的料液虽然差别很大，但其工艺流程却基本相同。图2-13所示为典型的喷雾干燥装置工艺流程。干燥过程所需的新鲜空气，经过滤后由鼓风机送至空气加热器中加热到所要求的温度，再进入热风分布器；料液由储槽进入喷雾塔；经喷嘴喷洒成细小的雾粒与热空气接触进行干燥；在液滴到达器壁前，料液已干燥成粉末沿壁落入塔底干料储器中；废气经旋风分离器、袋滤器二级捕集细粉后放空。

喷雾干燥过程分为四个阶段：料液雾化为雾滴，雾滴与热风接触，雾滴水分蒸发，干燥产品与空气分离。

图2-13 喷雾干燥工艺设备流程图

1—料液槽 2—过滤器 3—泵 4—雾化器 5—空气加热器6—风机 7—空气分布器 8—干燥室 9—旋风分离器 10—排风机

①料液雾化：料液雾化的目的是将料液分散为细微的雾滴，雾滴的平均直径一般为20～60μm，因此具有很大的表面积。常用的有气流式、压力式和离心式雾化器。在食品干燥中主要采用压力式喷雾和离心式喷雾。雾滴的大小和均匀程度对于产品质量和技术经济指标影响很大，特别是对热敏性物料的干燥尤为重要。如果喷出的雾滴大小很不均匀，就会出现大颗粒还未达到干燥要求，小颗粒却已干燥过度而变质。

②雾滴与干燥介质接触干燥：雾滴和干燥介质的接触方式对干燥室内的湿度分布，液滴、颗粒的运动轨迹，物料在干燥介质中的停留时间，以及产品性质有很大影响。在喷雾干燥室内，雾滴与干燥介质接触的方式有并流式、逆流式、混流式三种。在干燥器内，液滴与热风呈同方向流动为并流式喷雾干燥器。由于热风进入干燥室内立即与喷雾液滴接触，室内温度急剧下降，不会使干燥物料受热过度，因此适宜于热敏性物料的干燥，目前奶粉、蛋粉、果汁粉的生产，绝大多数都采用并流操作。图2-14所示为喷雾干燥器中常见的物料与空气的流动情况。在干燥器内，液滴与热风呈反方向流动为逆流式喷雾干燥器。混流式喷雾干燥器是在干燥器内，液滴与热风呈混合交错流动。

③雾滴水分蒸发：在喷雾干燥室内，雾滴水分蒸发干燥时，物料的干燥与在常规干燥设备中所经历的历程完全相同，也经历着恒速干燥和降速干燥两个阶段。雾滴与干燥介质接触时，热量由干燥介质经过雾滴四周的界面层（即饱和蒸汽膜）传递给雾滴，使雾滴中水分汽化，通过界面层进入空气中，因而这是热量传递和质量传递同时发生的过程。只要雾滴内部的水分扩散到表面的量足以补充表面的水分损失，蒸发就以恒速进行，这时雾滴表面温度相当于干燥介质的湿球温度，这就是恒速干燥阶段。当雾滴内部水分向表面的扩散不足以保持表面的湿润状态时，雾滴表面逐渐形成干壳，干壳随着时间的增加而增厚，水分从液滴内部通过干壳向外扩散的速度也随之降低，即蒸发速度逐渐降低，这时物料表面温度高于干燥介质的湿球温度，这就是降速干燥阶段。

图2-14 喷雾干燥气流与物料的流动情况

④干燥产品的收集及与空气的分离：喷雾干燥产品的收集有两种方式：一种是干燥的粉末或颗粒产品落到干燥室的锥体壁上并滑行到锥底，通过星形卸料阀之类的排料装置排出，少量细粉随空气进入旋风或脉冲袋式气固分离设备收集下来；另一种是全部干燥成品随气流一起进入气固分离设备分离收集下来。

（二）传导干燥

传导干燥与对流干燥的根本区别在于前者是加热金属壁面，通过导热方式将热量传递给与之接触的食品并使之干燥，而后者则是通过对流方式将热量传递给食品并使之干燥。传导干燥适用于液状、胶状、膏状和糊状食品物料的干燥（如脱脂乳、乳清、番茄汁、肉浆、马铃薯泥、婴儿食品、酵母等）。传导干燥按其操作压力可分为常压接触干燥和真空接触干燥。

1.滚筒干燥

滚筒干燥是将料液分布在转动的、蒸汽加热的滚筒上形成薄膜，与热滚筒表面接触，料液的水分被蒸发，然后被刮刀刮下，露出的滚筒表面再次与湿物料接触并形成薄膜进行干燥，经粉碎为产品的干燥设备。经过滚筒转动一周的干燥物料，其干物质可从3%～30%（质量分数）增加到90%～98%，干燥时间仅需2s到几分钟。滚筒干燥设备结构简单，每蒸发1kg水需 1.2～1.5kg蒸汽，比喷雾干燥热消耗低，占地面积小，维修、清洗、操作方便，适用于生产规模较小、对溶解度和品质要求不严格的产品制作。如图2-15所示为滚筒干燥物料的进料方式。

常压滚筒干燥器的结构简单，干燥速率快，热效率可高达70%～80%，筒内温度和间壁的传热速率能保持相对稳定，使料膜能处于稳定传热状态下干燥，产品的质量可获得保证，但会引起制品色泽及风味的变化，因而适于干燥热敏性食品。不过真空滚筒干燥法成本很高，只有在干燥极热敏性的食品时才会使用。

滚筒干燥法的使用范围比较窄，但对于不易受热影响的物料，滚筒干燥却是一种费用低的干燥方法，目前主要用于干燥土豆泥片、苹果沙司、各种淀粉、果汁粉等。

图2-15 滚筒干燥不同的物料进料方式

滚筒干燥按照滚筒数量分为单滚筒、双滚筒（或对滚筒）、多滚筒；按操作压力可分为常压式和真空式；按滚筒的布膜方式可分为浸液式、喷溅式、对滚筒间隙调节式、铺辊式、顶槽式及喷雾式等类型。

2.真空干燥

在常压下的各种加热干燥方法，因物料受热程度大，其色、香、味和营养成分均受到一定损失。若在低压条件下对物料进行加热，则可以使物料在较低温度下干燥，有利于减少对热敏性成分的破坏和热物理化学反应的发生，这种方法称为真空干燥。

物料在真空干燥过程中的受热温度低，水分蒸发快，干燥时间短，物料容易形成多孔状组织，使产品的溶解性、复水性、色泽和口感较好；可将物料干燥到很低的水分；用较少的热能，得到较高的干燥速率，热量利用经济；适应性强，对不同性质、不同状态的物料，均能适应；但与热风干燥相比，设备投资和动力消耗较大，成本高，产量较低。

真空干燥主要用于热敏性强、要求产品速溶性好的食品，如果汁型固体饮料、脱水蔬菜和豆、肉、乳各类干制品、麦乳品、豆乳晶等加工。真空干燥的类型很多，一般分为间歇式真空干燥和连续式真空干燥。

（1）间歇式真空干燥 箱式真空干燥设备或真空干燥箱是一种在真空条件下操作的传导型干燥器，适用于固体或液体的热敏性食品物料。这种干燥器主体为一真空密封的干燥室，干燥室内部装有供加热剂通入的加热管、加热板、夹套或蛇管等，其间壁则形成盘架，如图2-16所示。被干燥的物料均匀地散放在由钢板或铝板制成的活动托盘中，托盘置于盘架上。蒸汽等加热剂进入加热元件后，热量经加热元件壁和托盘传给物料。盘架和干燥盘应尽可能做成表面平滑，以保证有良好的热接触。干燥中产生的水蒸气由连接管导入混合冷凝器。在这种干燥器中，初期干燥速度快，但当物料脱水收缩后，则与干燥盘的接触逐渐变差，传热速率也逐渐下降。需要严格控制加热面温度，以防与干燥盘接触的物料局部过热。

图2-16 真空干燥箱

1—真空表 2—抽气口 3—压力表 4—安全阀 5—加热蒸汽进阀6—冷却水排出阀 7—疏水器 8—冷却水进阀

（2）连续式真空干燥 连续式真空干燥主要形式是真空条件下的带式干燥。带式真空干燥设备如图2-17所示，是由一连续的不锈钢带组成，钢带绕过呈多层式的加热滚筒和冷却滚筒，构成干燥器主体，置于密闭的真空室内。物料薄薄地平铺在带式加热板上随之运动。由于在真空条件下，物料在加热板上呈沸腾状发泡，故成品具有多孔性。全系统为密闭操作，卫生条件好，特别适合于热敏性和极易氧化的食品干燥，液态或浆状物料均可使用。食品工业中常用于干燥果汁、全脂乳、脱脂乳、炼乳、分离大豆蛋白、调味料、香料等。这种连续式真空干燥设备费用比同容量的间歇式真空干燥设备高得多。

图2-17 带式真空干燥设备流程图

（三）冷冻干燥

冷冻干燥又称升华干燥，它是将湿物料先冻结，使水分变为固态冰，然后在较高的真空度下，将冰直接转化为蒸汽除去的干燥方法。冷冻干燥保留了真空干燥在低温和缺氧状态下干燥的优点，避免物料干燥时受到热损害和氧化损害，可保留新鲜食品的色、香、味及维生素等营养成分，故适用于热敏性及易氧化食品的干燥；避免水分在液态下汽化使物料发生收缩和变形，干燥后产品可不失原有的固体框架结构，复原性好，复水后易于恢复原有的性质和形状。热量利用经济，可用常温或温度稍高的流体作为加热剂，但设备初期投资费用大、生产费用高，为常规干燥方法的2～5倍。由于干燥制品品质优良，冷冻干燥仍广泛用于食品工业，特别是含生物活性成分的食品干燥。

1.冷冻干燥的基本原理

水有三种相态，即固态、液态和气态，三种相态之间既可以相互转换又可以共存。图2-18所示为水的相平衡图，图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸气、冰和水蒸气两相共存时水蒸气压与温度之间的关系，分别称为融化曲线、汽化曲线和升华曲线。O点称为三相点，所对应的温度为0.01℃，水蒸气压力为610.5Pa，在这样的温度和水蒸气压下，水、冰和水蒸气三者可共存且相互平衡。

当冰周围的蒸气压大于610.5Pa时，冰只能先融化为水，然后再由水转化为水蒸气，而当冰周围的蒸汽压低于610.5Pa时，冰可直接升华为水蒸气。所以升华干燥一是要保持冰不融化，二是冰周围的水蒸气压必须低于610.5Pa。

2.冷冻干燥过程

被干燥物料首先要进行预冻，然后在高真空状态下进行升华干燥。物料内水的温度必须保持在三相点以下。

图2-18 水的相平衡图

（1）冻结 冻结方法有自冻法和预冻法两种。自冻法是利用迅速抽真空的方法，使物料水分瞬间大量蒸发，吸收大量汽化潜热，从而促使物料温度迅速降低，直至达到冻结点时物料水分自行冻结的方法。不过自冻法常出现食品变形或发泡现象，因此不适合于外观和形态要求较高的食品，一般仅用于粉末状干制品的冷冻。

预冻法是常采用的冻结方法，是用速冻机或冷库急冻间预先将物料冻结后，再将物料运往冻干机内真空干燥。这种方法预冻的物料，在冻干后能保持原有的形态，产品质量好，但是干燥时间较长，成本较自冻法高。

冻结过程对食品的升华干燥效果会产生一定的影响。当冻结过程较快时，食品内部形成的冰晶较小，冰晶升华后留下的空隙也较小，这将影响内部水蒸气的外逸，从而降低升华干燥的速度。但是，由于食品组织所受损伤较轻，所以干制品的质量更好。如果冻结过程较慢，则情况与上述相反。不过，冻结过程对食品升华干燥效果究竟有何影响，目前尚存争议。一方面，在许多情形下，决定升华干燥速度的因素是传热速度而非水分扩散速度，另一方面冻结速度对冻干制品的质量影响因食品种类而异。如鱼肉的升华干燥，冻结速度对制品质量的影响非常大，凉粉的升华干燥，冻结速度的影响就很小。

（2）干燥 食品冻结后即在干燥室内升华干燥，冰晶升华时要吸收潜热。因此，干燥室内有加热装置提供这部分热量，加热的方法有板式加热、红外线加热及微波加热等。

升华干燥是从物料表层的冰开始升华逐渐向内移动，冰晶升华后残留的空隙变成升华水蒸气的逸出通道。已干燥层和冻结部分的分界面称为升华界面。在果蔬的升华干燥过程中，升华界面一般以1～3mm/h的速度向内移动，直到物料中的冰晶全部升华。

在此干燥过程中，要注意三个主要条件：即干燥室绝对压力、热量供给和物料温度。在真空室内的绝对压力要保持低于物料内冰晶体的饱和水蒸气压，保证物料内的水蒸气向外扩散，因此冻结物料温度的最低极限不能低于冰晶体的饱和水蒸气相平衡的温度。如真空室内绝对压力为0.04kPa，物料内冰晶体的饱和水蒸气压和它平衡时相应的温度为—30℃，因此冻结物料的温度必然要高于—30℃。

当冰晶体全部升华后，第一干燥阶段完成。但此时仍有5%以上没有冻结而被物料牢牢吸附着的水分，必须用比升华干燥较高的温度和更低的绝对压力，才能促使这些水分转移，使产品的含水量降至能在室温下贮存的水平。这一干燥阶段一般占总干燥时间的1/3。