中国粉体网讯 联合干燥是指根据物料的特性，将两种或两种以上的干燥方式进行组合，利用各自的优点，在不同干燥阶段采用不同的干燥方法，除去大部分游离水和胶体结合水。在食品行业，冷冻干燥技术是用来干燥热敏性物料和保持生物活性物质的一种有效办法，是迄今为止保持食品品质最好的干燥方法，但是存在干燥成本过高、能耗过大等缺陷。为了降低成本，减少能耗，同时又保持食品的品质，国内外学者进行了食品冷冻联合干燥研究。
近年来出现了真空冷冻联合干燥技术，相比于单一真空冷冻干燥技术，这种组合干燥方式节约了能耗，降低了生产成本，丰富了食品加工应用领域，并进一步提升了产品品质，逐渐成为现代食品工业研究的热点。
一、真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥技术是在低温真空条件下，使物料中的水分以冰的形式升华的干燥技术，亦称真空冷冻升华干燥技术，是干燥技术领域中科技含量高、应用广的一种技术。在真空冷冻干燥过程中，先将物料冻结到共晶点温度以下，使水分变成固态的冰，然后在适当的真空度下，使冰直接升华为水蒸气，再用真空系统中的水汽凝结器（捕水器）将水蒸气冷凝，从而获得干燥制品。
二、真空冷冻联合干燥技术
真空冷冻联合干燥技术是基于不同水分转换点将其他干燥技术作为预干燥或后干燥与真空冷冻干燥串联，降低初始水分含量后，使内部水分在后干燥过程中完全蒸发。
由于真空冷冻联合干燥技术设备相对简单，可结合不同干燥技术的优势，发展前景广阔。目前主要有热风-真空冷冻联合干燥技术、喷雾-真空冷冻联合干燥技术、超声波喷雾-真空冷冻联合干燥技术、微波-真空冷冻联合干燥技术、红外-真空冷冻联合干燥技术等。
1、热风-真空冷冻联合干燥技术
（1）热风干燥技术原理及特点
热风干燥技术的原理是以热空气作为干燥介质，将热量传递给物料，物料表面温度升高，水分蒸发，物料内部的水分由于温度差以及水分差扩散到表面，直至原料被烘干至一定的水分含量。热风干燥具有操作简单方便、能耗较低、投入及维修成本低等特点。在热风干燥的过程中，水分由内到外的迁移方向与由外到内的温度梯度相反，导致干燥速率变慢、干燥时间长、能量利用率低，为了提高干燥速率可升高干燥温度，但是容易造成产品表面颜色发生褐变和营养成分损失等使产品品质下降的问题。
（2）热风-真空冷冻联合干燥原理及特点
热风-真空冷冻联合干燥结合了热风干燥和真空冷冻干燥两种干燥方式的优点，可显著缩短干燥时间，节约能耗，提高干燥效率和产品品质。热风-真空冷冻联合干燥分为两种形式：一种为先热风干燥，然后进行真空冷冻干燥；另一种为先进行真空冷冻干燥，然后进行热风干燥。
2、喷雾-真空冷冻联合干燥技术
（1）喷雾干燥技术的原理及特点
喷雾干燥技术是将液态或浆质态的物料喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的技术。通过机械作用，将需要干燥的溶液、乳浊液、微粒的悬浊液或含有水分的浆糊状物料经过滤器由泵输送至干燥塔顶部，经雾化系统喷雾成细小的液滴，使物料表面积增大，同时导入热空气或氮气，在干燥室内的雾化微粒遇到高温热风后水分迅速蒸发，在极短时间内水分含量被干燥到小于10%，完成干燥。完全干燥的产品从干燥塔底排出落入收集装置内，部分干燥的粉末随热空气进入分离室后被回收，热废气从排风口排出。
（2）喷雾-真空冷冻联合干燥原理及特点
喷雾-真空冷冻干燥联合一般包括两步：第一步是将悬浮液雾化、冻结，第二步是真空冷冻干燥。此技术可避免单一真空冷冻干燥成粉易结块、需轻微碾压过筛的缺点，可将物料直接干燥成粉状颗粒，比表面积大，结晶度低。在制备粉末的过程中，喷雾冷冻干燥技术可控制产品规格如平均粒径、粒度分布、湿含量等，制出的粉状颗粒粒径分布均匀，分子结构有序，呈多孔性，溶解度大。另外，喷雾冷冻干燥技术还可有效保留生物活性成分，适用于制备温度敏感的速溶性特效药。
3、超声波喷雾-真空冷冻联合干燥技术
（1）超声波喷雾技术原理及特点
超声波喷雾技术是利用超声波的振峰将液滴分离并破碎，使液体在气相中形成微细雾滴的过程。在食品加工中常使用16~100kHz的超声波改变食品的物理、化学性质。超声波喷嘴因使用低频超声波进行雾化，喷雾冲击力很小，可避免物料飞溅及浪费。
（2）超声波喷雾-真空冷冻联合干燥技术原理及特点
超声波喷雾-真空冷冻联合干燥是喷雾-真空冷冻干燥应用超声波雾化形式的一种技术。在干燥腔低温和真空环境下通过超声波雾化器将液体样品雾化，瞬时冻结。超声波喷雾-真空冷冻干燥与喷雾干燥相比，减少了干燥过程中热和氧的胁迫作用，同时超声波喷雾技术有利于黏稠物料的干燥。但因超声波过程产热，热量过多会使冻结物料塌陷，破坏冷冻干燥过程中物料的内部结构，因而需要严格控制超声作用的时间。
4、微波-真空冷冻联合干燥技术
（1）微波干燥技术原理及特点
微波干燥技术是运用介电损耗原理，将具有穿透性的电磁波辐射到待干燥物料上，当微波穿透物料时，使水分子等极性分子大量吸收微波能并转化为热能。微波一般是频率为300MHz~300 GHz电磁波，在干燥过程中，物料中水分由内向外迁移，与热量传递方向相同，所以微波干燥具有加热效率高、干燥速率快、产品品质好等优点。然而，微波干燥也存在一定局限性，如产品易出现过冷或过热等干燥不均匀现象以及电能消耗大等问题，这也限制了微波干燥的推广应用。
（2）微波-真空冷冻联合干燥原理及特点
微波-真空冷冻联合干燥是一种低温快速干燥的方法，可使两种干燥方式优势互补。微波-真空冷冻联合干燥先对原料进行真空冷冻干燥去除大部分水分，形成了半干产品的“骨架”，再采用真空微波方式去除剩余水分，利用微波的穿透性，快速高效地穿透至物料内部，辐射能转化为热能，使物料内、外同时加热，加速水分的扩散和蒸发。微波-真空冷冻联合干燥使真空微波干燥阶段替代冗长的冻干解析干燥阶段，可显著降低干燥时间。
5、红外-真空冷冻联合干燥技术
（1）红外干燥技术原理及特点
红外干燥技术是运用吸收匹配原理对物料进行红外辐射，红外辐射波长与水的吸收波长相匹配，物料中的水分直接吸收红外辐射能量，从而使高水分含量的产品快速加热并使水分去除，达到干燥的目的。红外干燥加热温度稳定，物料受热均匀。目前，在商业化应用过程中，主要使用电阻加热和燃气加热两种红外干燥技术，红外辐射波长可分为近红外、中红外和远红外三种不同的类型。
（2）红外-真空冷冻干燥原理及特点
红外-真空冷冻联合干燥可改善传热方式，加速水分升华。红外-真空冷冻联合干燥有两种方法：第1种方法是冷冻-红外分段组合干燥，该法利用真空冷冻干燥去除物料中的大部分自由水，再由红外干燥去除结合水和剩下的自由水；第2种方法是红外-真空冷冻干燥，是将红外灯安装到冷冻干燥机中，进行真空冷冻干燥。红外-真空冷冻联合干燥具有更高的干燥速率，且随着辐射强度的增加干燥效率显著增加。
小结：
联合干燥相比单一真空冷冻干燥减少了废料排出和微生物污染，节约能源，并以较低成本生产出更高质量的产品，提高了生产效率，增加了经济效益，越来越受到生产商的关注和消费者的青睐。
参考来源：
王涛.真空冷冻干燥技术在果蔬中的应用与发展
蓝浩，周国燕.果蔬冷冻联合干燥技术研究进展
李琳，王桢.果蔬干燥技术研究进展
马有川.预处理对苹果脆片真空冷冻干燥特性和品质的影响研究
陈瑞瑞，谢婵媛等.真空冷冻联合干燥技术在食品工业中的研究进展
顾晨.香葱催化式红外联合干燥技术研究
蓝浩，周国燕.果蔬冷冻联合干燥技术研究进展
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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