第二节 蔬菜脱水方法和设备
一般来说，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。人工脱水是在人工控制的条件下利用各种能源向物料提供热能，并造成气流流动环境。促使物料水分蒸发排离。其优点是不受气候限制，干燥速度快，产品质量高；缺点是设备投资大，消耗能源，成本高。生产上有时采用自然和人工干制相结合进行干燥。
除干燥设备外，脱水蔬菜成套设备蔬菜干制还需要清洗设备，如清洗机、去皮设备、切分设备；热烫设备，如连续螺旋式或刮板式连续预煮机；沥水设备，如离心机；包装设备，如薄膜封口机、抽真空或充气封口机。
热风干燥脱水蔬菜成套设备由切菜机、烘干机、热风炉、热风机、各种连接管路、包装机等设备组成。蔬菜首先由切菜机切成条状、片状或者块状，然后装入烘干小车并推进烘干机。经过热风炉加热的没有任何污染的纯净热风，经由热风机吹入烘干机，热风在流经物料表面时，将物料中的大量水分带走，达到干燥的目的。烘干后的物料达到安全水分，再用塑料袋密封，分成大小不等的包装，可以保存到蔬菜生产淡季时销售。
目前，生产上脱水方法主要应用真空冷冻干燥和热风干燥。真空冷冻脱水法是当前一种先进的蔬菜脱水干制方法，虽然设备投资费用很高（约为热风干燥的10倍），但由于产品营养损失小、保持了原有蔬菜的风味、复水性好、质量高，价格是普通干燥蔬菜的5~10倍，且有巨大的市场需求，因此发达国家和我国出口脱水蔬菜多用此法。常压热风干燥的设备投资较小、干制成本较低，产品获利较突出而成为我国目前生产上广泛应用的方法，但其干制质量（保鲜度及复水性）则不如真空干燥与真空冷冻干燥。对于那些生产规模比较小，经济实力不够强的小型农户来讲，人工自然晒干脱水也是一种经济实惠的选择。微波干燥、红外线干燥等方法由于设备投资大、运营费用高，很少在实际生产中应用。现介绍生产上主要的几种蔬菜干制方法。
一、热风干燥
蔬菜热风干燥的主要特点是采用合适温度和热风来促进蔬菜内部水分通过毛细管向外扩散达到脱水目的，具有投资少、成本低、操作简便、维修方便、经济效益好、应用范围广等特点。其设备主要包括隧道式烘干机、箱式烘干机、带式烘干机、链条式烘干机、滚筒式烘干机及烘房等。
我国西北部地区主要采用烘房、烘窑干燥，以煤、柴作热源，其特点是成本低、操作简便，但干燥时间长，受热不均匀、温度不好控制，产品质量差、档次低，逐渐被淘汰。日前国内多数的脱水蔬菜厂，为适应多种蔬菜的加工，大都采用隧道式干燥设备；而国外脱水蔬菜厂，则采用带式干燥机者较多，以求其较快的干燥速度和较高的机械化程度。带式烘干机、链条式烘干机与滚筒式烘干机主要特点是连续作业、干燥速度快、产量高、物料受热均匀、温度、风速、物料运动速度容易控制，产品质量好，但设备造价高，一次性投资大，设备运行及维护费用高。生产上可根据加工蔬菜的种类及加工物料的形状选择适当的干燥机类型。
1.隧道式烘干机
一般加工叶、果类蔬菜时，为便于人工装盘、摊平、卸料与清理，多采用隧道式干燥机，其作业灵活性较大、对菜种适应性广且设备投资较小，干燥成本较低。隧道式烘干机在我国应用时间较长，范围广，是一种主要的干燥设备。传统型的隧道式烘干机与烘房式相比，其烘干速度快，但仍然存在能耗高、受热不均匀、机械化程度较低、干燥速度较慢（4~6h）、产品质量较低的缺点。
隧道式烘干房的干燥间为一条或两条狭长形隧道，隧道内设有轨道，原料装在载车的烘筛上，由一端送进，与热空气作相对运动，完成脱水后从另一端送出。废气的一部分由排气孔排出，另一部分回流到加热间。根据热空气流动的方向与载车前进的方向不同，可分为顺流干制机、逆流干制机和混合式干制机。
（1）逆流式干燥机 载车前进的方向与干热空气流动的风向相反，干燥开始时原料处在低温高湿的环境，最后处在高温低湿环境完成干燥。一般入口温度为40~50℃，最终为65~85℃。此法适用于含糖量高、汁液黏厚的蔬菜。
（2）顺流式干燥机 载车前进的方向与干热空气流动的风向相同。原料从高温低湿的一端进入。开始水分蒸发很快，随着载车的前进、湿度增大、温度降低，干燥速度逐渐减缓，有时甚至不能将干制品的水分减到最低的标准含量，应注意避免。这种干燥机的开始温度为80~85℃，终点温度为55~65℃，适宜干制含水量高的蔬菜。
（3）混合式干燥机 混合式干燥机又称对流式或复式干燥机，综合了上述两种干燥机的优点，克服了它们的缺点。热风由两端吹向中间，而排气口设在中央。原料载车首先进入顺流式隧道，用较高的温度和较大的热风吹向原料，加快原料水分的蒸发。随着载车的前进，温度逐渐下降，湿度也逐渐增大，水分蒸发趋于缓慢，有利于水分的内扩散，原料不易结硬壳。待原料大部分水分蒸发后，载车又进入逆流隧道，从而使原料干燥比较彻底。混合式干燥机具有能连续生产，温湿度易控制，生产效率高，产品质量好等优点。
目前国内多数的脱水蔬菜厂，为适应多种蔬菜的加工，大都采用以燃煤热风炉为热源的隧道式干燥设备，由热风炉向隧道式干燥机供给热风，温度实行自控。干燥机为双列顺、逆流加热式，中间排湿，可进行废气利用，热效率较高。
2.传输带式烘干机
使用环带作为输送原料装置的干燥机。原料铺放在传送带上，随着传送带的移动而移动，物料由上方填入，因相邻的两组传送带的运动方向相反，使物料依次从上层落入下层，直到最下层时干燥完成，并连续输送出干品。以蒸汽锅炉为热源的带式干燥机，经蒸汽、空气换热器将热能换成热风供给带式干燥机，这种烘干机的优点是结构简单，操作和管理容易，干燥比较均匀。
传输带式干燥机适应于单品种、整季节的大规模生产。胡萝卜、洋葱、马铃薯和甘薯都可在传输带式干燥机上进行干燥。当加工土豆及胡萝卜等并制成丁、丝状透气性好，不易粘附的物料时，可选用带式干燥机，该机为穿流干燥、干燥速度较快（2~3h左右），干燥均匀性较好、机械化程度较高。
3.箱式烘干机
箱式烘干机属批次式干燥设备，体积小，一般为2~4m3左右。每一套设备都有独立供热、热交换和送风设备，单独作业，进、出料及物料的翻动全部为手工作业，操作灵活、方便，但需要人员多，劳动强度大，能耗高，作业环境差，效率低。
但这种设备由于体积小，布局方便，扩大生产规模则按需要增加烘干机数量即可，不用改变原有厂房和车间结构、布局，所以近几年发展很快。这种设备尤其适用于小规模或个体生产，一些企业的大规模生产也用这种设备，有的企业一次购买几十台设备，与同等规模的其他烘干机相比，能耗（电能、热能）显得过高。目前，国内生产企业往往同时采用几种烘干设备，具有高档真空冷冻干燥设备的企业，一般也拥有其他不同类型的热风干燥设备，生产不同档次的产品以满足多层次的需求。有的企业也根据产品的不同采用不同类型的烘干机组合作的形式，如先用烘箱快速脱水，然后用隧道式烘干机缓慢脱水的生产工艺。
4.滚筒式干燥机
滚筒式干燥机属于热传导干燥法的一种干燥机械，不需要直接热风加热，而是通过被加热的金属圆柱以热传导的方式把热量传递给物料。物料一般被处理成液态或浆状，金属圆柱绕水平轴转动，物料可以从上方或下方涂布于圆柱上，在圆柱转动的同时被干燥，当滚筒再转至近浆料时，设有刮料刀将干料刮下收集。
滚筒式干燥机的优点是热能利用率高，干燥速度快，干制品的外观、色泽、营养成分保持较好。这种干燥机适用于马铃薯浆料、蔬菜叶浆、蔬菜颗粒状及片状、速食食品及果蔬复合食品等的干燥。对于含水量低，热敏性高的蔬菜物料不宜在常压下用滚筒干燥，否则易造成成品色泽和风味的劣变。
5.喷雾式干燥机
喷雾式干燥机是制造蔬菜粉末状产品专用干燥设备。加工时需要将蔬菜原料处理成浆状、汁状或悬浊液，再与干热空气接触，使之迅速干燥成粉末。干燥时间在5~20s，且干燥相对湿度较低，一般为65~90℃，并可保持到干燥结束，故干燥速率恒定，粉末质量一致。喷雾干燥适宜制造价格高、热敏性强物料的蔬菜干粉制品，制品溶解性能好。
二、真空冷冻干燥
真空冷冻干燥是先将蔬菜低温冻结到共晶点温度以下，使水分变成固态的冰，然后在适当的温度和真空状态下，使冰直接升华为水蒸气，再用真空系统的捕水器（水汽冷凝器）将水蒸气冷凝，从而获得干燥制品的技术。真空冷冻干燥，又称冷冻干燥、升华干燥、冻结干燥，简称为冻干（FD）。经过真空冷冻干燥处理的脱水蔬菜，也称为FD蔬菜。就品质而言，冻干蔬菜优于热风干燥、喷雾干燥等传统脱水蔬菜。就运输与贮藏来说，冻干蔬菜还优于冷冻和罐头蔬菜。
真空冷冻干燥蔬菜具有以下优势：①蔬菜在干燥时的温度很低，且处于高度缺氧状态，避免了一般加工时常见的热敏性成分被破坏和氧化的损失，因此能最大限度地保留蔬菜原有的营养成分（如维生素、蛋白质等）和生理活性及新鲜蔬菜原有的色、香和味。②由于物料在升华脱水以前先经冻结，形成稳定的固体骨架，所以水分升华后，固体骨架基本保持不变，干制品不失原有的固体结构，保持着原有的形状，且多孔结构的制品具有很理想的速溶性和快速复水性（数分钟甚至几十秒内）而完全地复水。③由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐之类的溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就地析出，避免了一般干燥法中因物料内部水分向表面迁移，所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化现象。④可在室温下贮存，其成本费用远低于冷冻蔬菜，同时贮藏期可达1~2年。⑤因物料处于冻结状态，温度很低，对供热的热源温度要求不高，采用常温或温度稍高的加热剂即可满足要求。整个干燥室往往不需绝热，也不会有很多的热损失，热能利用经济。
真空冷冻干燥机主要由真空冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制系统等几部分组成。
蔬菜用冻干设备已经实现了大型化，一般都采用自动控制系统，同时为保证冻干产品的质量和节能，常采用冻干设备和其他干燥设备组合在一起的组合冻干设备，如采用预冷冻的方式，将物料冷却到一定程度后，再送入真空干燥箱，可以节省制冷设备和真空系统，从而提高了关键设备的利用率，减少了设备的投资。
三、辐射干燥
辐射干燥是利用一些物质受热后可发射出电磁波的特性，需要干燥的物料吸收电磁波，使粒子运动加剧积聚能量，表现为温度的升高，从而使水分蒸发，达到干燥的目的。目前用得较多的是远红外和微波加热干燥。
（1）远红外干燥 波长在2.5~1000μm区域的红外线称为远红外线。远红外线被加热物体所吸收，直接转变为热能而达到加热干燥。干燥时，物体中每一层都受到均匀的热作用。具有干燥速度快、生产效率高、节约能源、设备规模小、建设费用低、干燥质量好等优点。
（2）微波干燥 微波干燥的微波频率为300MHz至300000MHz，波长为1m至1mm的高频电磁波。能像光线一样的传播并能穿透物料进入物料内部，使物料从内部直接产生热，避免引起外焦内湿现象。微波干燥具有干燥速度快，干燥时间短，加热均匀，热效率高等优点。但如果温度控制不当，易导致物料受热不均、产品性能下降、干燥时容易发生辉光放电现象等，因此在使用上还受到一定的限制。
四、膨化干燥技术
该技术首先使蔬菜含水率降至20%~30%，然后放入密闭容器内加热一定时间，再突然将容器的阀门打开，使蔬菜内的水分骤然排出，形成膨化多孔组织；膨化后可进一步进行干燥处理，使成品的含水率降至4%~5%。这种产品的复水性和口感好，但体积较大，为了减小成品的体积，可在膨化后将产品压成饼后再进行干燥。膨化蔬菜具有产品营养素损失少，消化吸收率高，食用快速方便，用途广，卫生水平高，贮存性能好等优点。
五、低温真空油炸干燥技术
在真空条件下，把蔬菜投入高温油槽，均匀地脱去蔬菜组织中所含的大量水分，再继续用油抽取装置进行部分脱油，这样所得的蔬菜脆片的含油量一般小于25%、含水率小于6%。适合于此类加工的原料主要有萝卜、瓜类以及薯类等。该类产品花色品种繁多，风味各异，有着广阔的消费市场。这种一种新的油炸膨化技术对于改善蔬菜的品质、降低油脂的劣化程度也有很大的意义。