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热泵干燥技术在香辛料的加工应用
赫香源董事长：杨福明
前言
干燥是许多工业生产和农副产品加工过程中必不可少的加工工序。随着人们生活质量的提高，对食品高品质的要求，对环境的保护意识越来越强以及不可再生能源（如天然气、煤、石油）的储量的日益枯竭。原有的燃油、燃煤等高耗能、高污染干燥设备的使用受到严格限制甚至被禁止使用。寻找一种可替代原有旧式的干燥设备，而且安全、环保、节能干燥设备已是必然的趋势。
香辛料行业现状：
我国是香辛调味料资源大国，香辛调味料植物品种近200个。目前，我国香辛调味料品种数量和产销量均居世界前列，是香辛调味生产大国和出口大国。在我国，香辛调味料在居家饮食、餐馆烹调和食品加工方面，均起到十分重要的作用，与人们日常生活息息相关。例如，肉禽制品、水产品、豆制品等食品的加工，都离不开香辛料。
当今市场上销售的香辛调味料，品种繁多、档次不一，干燥加工工艺也较落后。采摘后，放在自然条件下干燥，有些就在地面或房上晾晒或土窑烘烤，有效成份损失严重，甚至达到香料不香的地步。产品大大下降，有些加工商为达到外观色泽好看，还采用化学有害原料硫磺熏蒸，造成产品残留含硫量严重超标，各加工环节污染较严重。有些没有清洗杀菌的工序，特别是粉末型香辛调味料，本身容易被细菌、霉菌污染。据检测，市售辣椒粉的细菌含量均在数十万以上，有的甚至达到了500万个（群数）cfu/g（cfu/g指的是每克食品中含有的微生物群落总数），对使用香辛料的食品（如西式肉制品等）造成了严重的细菌污染。有的香辛料如辣椒粉、胡椒粉还供人直接食用，给消费者的身体健康造成了危害。目前，一些应用厂家在采购香辛料时，都对供应商提出了细菌含量的要求，一般要求为细菌总数≤5000cfu/g、大肠菌群为阴性。
由于香辛料大多数属于热敏物料，加工温度越高营养物质损失越多。传统干燥工艺过程都会造成品质的下降。比如：八角沸水杀青会造成芳香物的部份水溶流失，高温烘烤会造成芳香油的挥发，晾晒和大气对流式干燥会造成芳香物质的氧化等等，据有关资料显示，以八角例：根据有关研究数据显示；根据八角的品种和成熟度不同，理论上八角精油的转达化率在18-21%之间，而传统的自然干燥工艺的成品只使八角精油含量在7.3-8.2%之间。这是因为传统不合理的工艺所造成，八角从采摘后由于采摘和装运形成许多细小的损伤，这些损伤会使酶氧化和造成八角精油转化的营养物的部份损失，大约在3%左右，在杀青工艺中用沸水杀青又造成水溶性营养物质损失，大约在5%左右，在晾晒过程中又造成挥发性损失，大约在2-3%之间，几个环节的损失，就形成传统工艺加工的八角只有7.3-8.2%之间的现状，我公司采用科学的工艺，从采摘、杀青、干燥、成品全程标准管理，使八角的精油损失尽可能减少！目前我公司八角成品精油含量在12%以上，极大地提高了八角品质。
做为香辛料加工企业，我公司以提高科学技术创新、努力提高产品品质、生产安全卫生的产品为企业发展宗旨，对香辛料干燥加工进行了新技术的有益尝试和探索，我们根据公司的自身条件，对各类先进干燥技术进行了调研筛选，最终选择以热泵为主的综合干燥技术，取得了一定的成果。
自20世纪70年代以来，美、日、法、德等国就开展了热泵干燥技术的研究，我国也在80年代引进了该项技术，最早而且应用范围最广的是用于木材的干燥，由于热泵干燥温度低，接近自然干燥，近几年逐渐已应用到食品及农副产品的干燥作业之中，取得了较好的经济效益，产品的附加值大大提高。特别是我国政府的节约能源和环境保护政策的实施，极大的促进了热泵干燥技术的发展。
常见的干燥方式有自然晾晒、柴草煤土灶干燥、燃煤蒸气干燥等；这类干燥方式属开放式干燥，耗能大，易污染，品质差，有效成份损失大。由于传统开放式的干燥加工没有分选、清洗、防尘、防虫害等加工措施，更谈不上工人的健康保障。从采摘到干燥成品的过程极不卫生，对产品污染极大。从采收源头产品就受到工人体液、污泥污水污染，运输过程的粉尘废气污染，晾晒过程中的工人体液、粉尘、禽兽粪便尿液和周边工厂的废气粉尘污染，土法烘烤时柴草火灰、煤灰，二氧化碳、二氧化硫等有毒废气污染，贮存中的微生物霉菌、虫害污染。这一切的综合多重因素，都使产品不可避免地受到严重污染和造成品质下降。如何提高产品质，采用科学、安全、清洁、卫生、节能的加工工艺和技术，值得我们食品加工企业的深思，更是未来的发展趋势。
目前先进的干燥技术有：
(1)真空冷冻干燥：属低温封闭式干燥，干燥后成品品质好，有效物质和营养成份损失少，但设备投资、维护、干燥成本极为昂贵，耗能大，同时难实现量化生产，一般只用于高附价值物料干燥。
(2)远红外干燥：由于水分子具有很好地吸收红外线的特性，使干燥过程极为迅速，干燥速率提高数倍至数十倍。国外30年代已开始红外辐射干燥的研究和应用，我国70年代将红外干燥列为节能推广项目。但设备投资大、耗能大，无法低温干燥，属大气环流式干燥，对物料品质有一定的影响。
(3)微波干燥：微波具有被水或含水物质吸收的特性。微波能量直接辐射到物料层内部，使料层内部温度升高，生产压力，湿分蒸发向表面转移并被热气带走。干燥时间缩短2/3，同时具有消毒杀菌作用。微波干燥主要用于中药干燥，但设备投资大、耗能大，无法低温干燥，属大气环流式干燥，对物料品质有一定的影响，应用不多，但前景看好。
(4)热泵干燥原理：热泵干燥由制热系统和制冷系统两个循环组成。其特点是通过机械能作用，可从环境中获得冷热能量，利用热蒸发水分，通过制冷系统使物料蒸发的水分冷凝成液体水排出。所以热泵干燥能使物料在低温下干燥，属低温封闭式干燥。能耗小，无污染，品质好，有效成份营养成份损失少，干燥效果和真空冷冻干燥相拟。是目前干燥能耗最小的方式，这种热泵的低温干燥方法极具广泛应用价值。
热泵干燥机比较其他类型的干燥机的优势
1、高效节能
热泵干燥机的运行费用只是电加热干燥机的30%，燃油干燥机的40%，燃煤干燥机的60%。而且热泵干燥机不需要消耗任何的燃料，也就节省运输和储存燃料的费用，加上计算用工费用，经济效益就更加明显。
2、安全，环保
热泵干燥机是通过机械能实现干燥的目的，所以消耗的只是电量。不需要消耗其他燃料，也就是避免运输与储放燃料中出现的安全和对环境污染问题。运行过程也不产生任何污染物。而原有燃煤烤房利用煤作为燃料烘烤，排放二氧化碳、二氧化硫等有毒气体危害人体健康，其排放的其他尘埃烟雾使空气净度大幅下降，堆放场地严重影响周边环境卫生。
3、烘干效果好
由于热泵干燥机可人工或全部采用自动化控制，可以根据精确设定模式自动调节机组的运行的状态。升温稳定，温度均匀，温差波动少。避免燃料干燥机操作过程人为因素对烘干质量的影响。以干姜为例：常规的干燥工艺会使干姜片的姜精素从原有的21%下降到13.7%。而热泵干燥使干姜片中的姜精素保留在16%--18%。
4、节能
原有燃煤蒸气烤房烤一吨姜片平均成本在600元左右，相同重量的热泵烤房只需420元左右，相比较成本降低了30%，并且烤房采用智能化自动控制，无需专人看管，劳动力成本降低60%左右。
5、高质
原有燃煤蒸气烤房均采用人工燃烧可燃材料来控制温度，由于受锅炉工的烧火技术，生理特征（休息）、燃烧材料质量和加工质量等因素影响，导致成本和质量不稳定，而热泵烤房从热源的自动化、精确度方面控制得到了彻底解决，精确控温达到±1℃，从而提高了生姜片烘烤质量。
6、省工
原有燃煤烤房均采用人工燃烧材料加温，需要大量的劳动力采购或加工燃料，烘烤时还要不停的加料或减料来控制温度，劳动强度非常大。而热泵烤房可自动控温和排湿，无需任何燃料，这样大大的减轻了劳动强度，可以一人非常轻松同时烘烤多幢烤房。
7、省时
燃煤烤房由于升温时的误操作和燃烧时间等因素导致升温慢，造成烘烤时间的浪费。热泵烤房起温快，控制温度准确，程序化设定，从而达到烘烤时间标准化，节省了烘烤时间。
应用前景：
物料干燥过程是一个巨大的耗能过程，据统计，在大多数发达国家里用于干燥所消耗的能量占全国总能耗的7%-15%，而热效率仅为25%-50%，并且大部分干燥过程特别是对热敏性物料例如食品和生物物料都会对其色泽、营养、风味和组织产生影响。热泵做为一种先进的干燥技术，具有能源消耗少，环境污染小、干燥品质高、适用范围广等优点，其优异的节能效果已被国内外的各种试验和应用所证明。目前热泵干燥正朝着提高干燥温度，开发综合新型热泵干燥系统，及热泵的自动控制技术等方面发展，热泵干燥作为能降低能源消耗和提高产品质量两者完美统一起来的技术将给干燥行业带来重大的技术革命。
广西玉林市赫香源香料食品有限公司
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