1.2　食品干燥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國是果蔬、肉禽蛋奶等農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)大國，每年生產(chǎn)的大量農(nóng)產(chǎn)品用于當(dāng)?shù)叵M(fèi)或者出口。很多農(nóng)產(chǎn)品都有很高的初始水分含量，使用干燥脫水把水分控制在安全貯藏水分范圍是非常有效的方法。脫水是保存食品最古老的方法。水果在太陽下曝曬、魚和肉的熏烤等都是源于古代的干燥方法。食品干燥最主要的問題就是質(zhì)量損失。干燥食品的質(zhì)量減輕，可以節(jié)約運(yùn)輸成本，由于在傳統(tǒng)空氣干燥脫水食品的過程中，長時(shí)間高溫干燥過程會使產(chǎn)品品質(zhì)發(fā)生不良的變化，而消費(fèi)者對產(chǎn)品的質(zhì)量要求是干燥后產(chǎn)品能保留原有的色、香、味，且食用方便，因此選擇合適的干燥方法是食品脫水加工技術(shù)的客觀要求。目前，許多新型干燥技術(shù)利用低溫干燥或減少干燥時(shí)間等方法，因此可以考慮用于食品工業(yè)。下面主要介紹幾種典型的干燥方法以及在食品工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展。

1.2.1　微波干燥

微波是一種高頻電磁波，頻率為300～300000MHz，其波長為0.001～1m。微波干燥不同于熱風(fēng)及其他干燥方式，食品吸收微波后內(nèi)部直接升溫，形成較小的正溫度梯度，有利于內(nèi)部水分的擴(kuò)散，使干燥速率大大加快，是一項(xiàng)值得深入研究的新技術(shù)。下面介紹一下微波干燥的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀。

微波干燥原理是：微波發(fā)生器將微波輻射到干燥物料上，當(dāng)微波射入物料內(nèi)部時(shí)，穿透使水等極性分子隨微波的頻率做同步旋轉(zhuǎn)，水等極性分子做如此高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)果使物料瞬時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致物料表面和內(nèi)部同時(shí)升溫，使大量的水分子從物料逸出，達(dá)到物料干燥的效果。由于物料中水分的損耗因子較大，能大量吸收微波能并轉(zhuǎn)化為熱能，促進(jìn)內(nèi)部水分蒸發(fā)。微波干燥過程中，溫度梯度、壓力梯度與水分的遷移方向均一致，從而強(qiáng)化了干燥過程。因此，微波干燥具有干燥速率快、干燥效率高等優(yōu)點(diǎn)。

微波加熱具有熱效應(yīng)和生物效應(yīng)，因此能在較低的溫度下殺滅霉菌和細(xì)菌，最大限度地保持物料的活性和食品中的維生素、色澤和營養(yǎng)成分。微波干燥經(jīng)常與熱風(fēng)干燥相聯(lián)合，可以提高干燥過程的效率和經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)闊峥諝饪梢杂行У嘏懦锪媳砻娴淖杂伤郑⒉ǜ稍锾峁┝伺懦齼?nèi)部水分的有效方法，兩者結(jié)合就可以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)使干燥成本下降。

郭梅介紹了微波干燥殺菌的原理、特點(diǎn)及微波技術(shù)在不斷完善自身技術(shù)與設(shè)備的同時(shí)，與其他干燥技術(shù)，如熱風(fēng)干燥、真空干燥、冷凍干燥、遠(yuǎn)紅外線干燥等技術(shù)相結(jié)合，向更深更廣的方向發(fā)展。張國琛等詳細(xì)闡述了微波真空干燥技術(shù)的原理、特點(diǎn)及在食品工業(yè)中的應(yīng)用，分析了微波真空干燥技術(shù)存在的問題，介紹了該技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。微波真空干燥是綜合微波干燥和真空干燥各自優(yōu)點(diǎn)的一項(xiàng)新技術(shù)，非常適合食品的干燥生產(chǎn)，隨著微波真空干燥設(shè)備的計(jì)算機(jī)監(jiān)測技術(shù)和自動化水平的不斷提高，微波真空干燥技術(shù)將在食品生產(chǎn)中獲得更廣泛地應(yīng)用。楊旭等從微波干燥的加熱特性和干燥機(jī)理等方面，對微波干燥設(shè)備的性能特點(diǎn)進(jìn)行了論述，并根據(jù)我國干燥機(jī)市場現(xiàn)狀，認(rèn)為微波干燥在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工等方面是從優(yōu)的選擇。而且，現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的大功率微波干燥設(shè)備的性能價(jià)格比已經(jīng)能為廣大用戶所接受。

1.2.2　噴霧干燥

噴霧干燥是用噴霧器將料液噴成霧滴分散于熱氣流中，使料液所含水分快速蒸發(fā)的一種干燥方法。噴霧干燥技術(shù)的應(yīng)用已有100多年的歷史，但在我國發(fā)展起步較晚。自1865年噴霧干燥最早用于蛋品處理以來，這種由液態(tài)經(jīng)霧化和干燥在極短時(shí)間直接變成為固體粉末的技術(shù)，在20世紀(jì)取得了長足的進(jìn)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。

劉靜波等采用噴霧干燥技術(shù)制備了速溶蛋黃粉并對不同溶解程度的蛋黃粉進(jìn)行特性研究。通過流變學(xué)性質(zhì)、顆粒結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析研究不同溶解程度的蛋黃粉性質(zhì)差異。劉賀等通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法探討減壓濃縮脫水比例、進(jìn)風(fēng)溫度和進(jìn)料速度等噴霧干燥工藝參數(shù)對扁杏仁水解蛋白溶液干燥效果及水解蛋白粉抗氧化活性的影響，獲得表征相關(guān)指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型。廖傳華等結(jié)合目前我國所使用的奶品干燥設(shè)備及國內(nèi)外干燥技術(shù)和干燥機(jī)的現(xiàn)狀，對奶粉干燥設(shè)備即噴霧干燥設(shè)備的現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展方向做了簡述。噴霧干燥設(shè)備的霧化結(jié)構(gòu)和形式、塔體結(jié)構(gòu)、均風(fēng)、排風(fēng)、撲粉、出粉形式、與其他工藝設(shè)備組合情況、自動控制系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)均必須與所處理物料相適用。

趙麗霞等針對噴霧干燥流程、噴霧干燥設(shè)備類型及噴霧干燥技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。表明一般噴霧干燥包括料液霧化、物料與熱干燥介質(zhì)的接觸混合、物料的干燥、干燥產(chǎn)品與干燥介質(zhì)分離4個(gè)階段，介紹了噴霧干燥在制藥領(lǐng)域、煙氣脫硫、造紙黑液處理中的應(yīng)用。李國慶等提出了噴霧干燥器的改進(jìn)方法：熱風(fēng)爐的改進(jìn)、提高噴槍高度、提高塔內(nèi)負(fù)壓、提高泥漿濃度、改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)等。張彩虹等從工藝、機(jī)理、產(chǎn)品的質(zhì)量和節(jié)能等幾個(gè)方面對噴霧干燥在生物質(zhì)資源加工利用中的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了概述，發(fā)現(xiàn)研究過程中尚存在著一些問題，如由于高進(jìn)氣溫度使產(chǎn)品質(zhì)量下降，在干燥室或工藝管中發(fā)生產(chǎn)品黏壁，系統(tǒng)能效低及生物制品中活性物質(zhì)被破壞，等；亟需在工藝及設(shè)備等方面改進(jìn)和提高，因此很有必要對噴霧干燥技術(shù)進(jìn)行更深入地研究。

噴霧干燥技術(shù)可對溶液、懸浮液、乳濁液等進(jìn)行干燥，所得產(chǎn)品粒度小、均勻，流動性和速溶性好，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。它使許多有價(jià)值但不易保存的物料得以大大延長保質(zhì)期，使一些物料便于包裝、貯存和運(yùn)輸。同時(shí)，簡化了一些物料的加工工藝。隨著對噴霧干燥技術(shù)和設(shè)備的深入研究與開發(fā)，噴霧干燥技術(shù)將擁有更為廣闊的應(yīng)用前景。

1.2.3　真空冷凍干燥

食品真空冷凍干燥設(shè)備是利用冰升華的原理，在高度真空的環(huán)境下，將已凍結(jié)了的食品物料的水分不經(jīng)過冰的融化，直接從冰固體升華為蒸汽，而一般真空干燥物料中的水分是在液態(tài)下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而將食品干燥，所以冷凍干燥又稱為冷凍升華干燥。在冷凍干燥中，將要干燥的物質(zhì)通常要先冷凍到冰點(diǎn)以下，冷凍材料中的水或其他溶劑在真空室中以蒸氣的形式升華而除去，這樣能最大限度地保持食品的色、香、味、形和營養(yǎng)成分，保證了食品的質(zhì)量。

王白鷗等探討了真空冷凍干燥在果蔬中的應(yīng)用，指出凍干食品避免了傳統(tǒng)脫水技術(shù)方法帶來的變色、變味、營養(yǎng)成分損失大、復(fù)水性差等缺陷，具有保持原食品形、色、香、味、營養(yǎng)不變、復(fù)水性好、重量輕、可常溫貯藏等優(yōu)點(diǎn)。李志軍等研究了真空冷凍干燥技術(shù)在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥食品價(jià)格是熱風(fēng)干燥食品的4～6倍，是速凍食品價(jià)格的7～8倍，表明真空冷凍干燥技術(shù)在我國水產(chǎn)品加工業(yè)中的應(yīng)用是可行的，前景光明。郭雅翠等闡述了凍干技術(shù)的原理、工藝操作，凍干食品的特點(diǎn)及凍干技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用，指出了真空冷凍干燥技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用范圍，包括蔬菜類、水果類、肉禽類、水產(chǎn)品、保健食品、飲料類、食品添加劑等。黃松連等對食品真空冷凍干燥設(shè)備進(jìn)行了相應(yīng)的探討。在控制系統(tǒng)的控制要求、控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、控制程序的編制等方面介紹了食品真空冷凍干燥設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。謝國山等介紹了食品凍干設(shè)備的組成及其工作原理，詳細(xì)探討了國內(nèi)外食品凍干設(shè)備的開發(fā)現(xiàn)狀，并提出了食品凍干機(jī)發(fā)展趨勢，包括改進(jìn)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低成本、減少能耗、保證質(zhì)量、提高性能、開發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備、提高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

目前，國內(nèi)科技工作者已經(jīng)成功研制出系列真空冷凍干燥設(shè)備，為發(fā)展我國真空冷凍干燥技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著國際市場對凍干食品需求量的不斷增加、我國加入世貿(mào)組織以及人民生活水平的逐漸提高，凍干食品在國內(nèi)將具有美好的發(fā)展前景，凍干設(shè)備也將會有長足的發(fā)展。

1.2.4　太陽能干燥

太陽能干燥是指利用太陽輻射能和太陽能干燥裝置所進(jìn)行的干燥作業(yè)。應(yīng)用太陽能干燥食品原料已發(fā)展了較長的時(shí)間，針對不同的食品原料，國內(nèi)外已開發(fā)出相應(yīng)的太陽能干燥設(shè)備。太陽能干燥設(shè)備（系統(tǒng)）是以太陽能利用為主的干燥設(shè)備，一般由集熱器和干燥室組成，還有其他如風(fēng)機(jī)、泵、輔助加熱設(shè)備等的輔助設(shè)備。

太陽能干燥原理是：利用熱能，使固體物料中水分汽化，并擴(kuò)散到空氣中去，是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)的過程。被干燥的物料直接吸收太陽能或通過太陽能集熱器所加熱空氣的對流傳熱，間接地吸收太陽能，物料表面獲得熱能后，再傳至物料內(nèi)部，水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)方式擴(kuò)散，使物料逐步干燥。這種過程得以進(jìn)行的條件是必須使被干燥的物料表面所產(chǎn)生的水汽的壓強(qiáng)大于干燥介質(zhì)中的水汽的分壓，壓差愈大，干燥得愈迅速。

我國太陽能干燥利用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，太陽能干燥的社會、經(jīng)濟(jì)效益還是相當(dāng)顯著的。太陽能干燥節(jié)煤省電，減少環(huán)境污染，自然對流的溫室型干燥器100%由太陽能供熱干燥；強(qiáng)迫通風(fēng)的溫室型干燥器，其風(fēng)機(jī)的耗電量僅占總能量的5%以下；太陽能與常規(guī)能源聯(lián)合供熱的干燥器，可節(jié)能20%～40%或以上。太陽能干燥的產(chǎn)品干凈衛(wèi)生，且色、香、味好，提高了產(chǎn)品的等級。

申曉曦等以干濕梅為樣品，利用小型太陽能連續(xù)干燥設(shè)備，研究了干濕梅的干燥特性，分析了產(chǎn)品的理化性質(zhì)和感官品質(zhì)。結(jié)果表明，干燥過程中干燥介質(zhì)的溫濕度與外界環(huán)境相比有明顯差異，干燥室白天日照時(shí)溫度會高于環(huán)境溫度，干燥時(shí)間明顯縮短，高效且避免了緩蘇產(chǎn)品色澤口感品質(zhì)的不利影響。劉偉濤等介紹了如便攜式干燥設(shè)備、太陽能輔助干燥設(shè)備、太陽能儲能干燥設(shè)備等適用于食品干燥的太陽能干燥設(shè)備的性能及優(yōu)點(diǎn)，并提出太陽能干燥設(shè)備都是向節(jié)能和智能化方面發(fā)展，并輔助其他形式的設(shè)備一起使用，實(shí)現(xiàn)干燥設(shè)備可連續(xù)作業(yè)等觀點(diǎn)。

總體而言，國內(nèi)太陽能干燥在食品領(lǐng)域的應(yīng)用還處于起步階段，有許多需要完善的地方，實(shí)用性、自動化和工業(yè)化是主要的發(fā)展方向。目前需要研制適用于太陽能干燥裝置的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于干燥過程中熱能的充分利用。我國各地太陽能資源豐富，利用太陽能干燥農(nóng)副產(chǎn)品的條件良好，它對于提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，提高農(nóng)民的科技應(yīng)用意識和素質(zhì)，節(jié)省能源和保護(hù)環(huán)境具有十分深遠(yuǎn)的意義。

1.2.5　變溫壓差膨化干燥技術(shù)

果蔬變溫壓差膨化干燥技術(shù)是以新鮮果蔬為原料，經(jīng)過預(yù)處理、預(yù)干燥等前處理工序后，根據(jù)相變和氣體的熱壓效應(yīng)原理，利用變溫壓差膨化設(shè)備進(jìn)行的工藝操作。其設(shè)備主要由膨化罐和真空罐（真空罐體積是膨化罐的5～10倍）組成。果蔬原料經(jīng)預(yù)干燥（至含水率為15%～50%）后，送入膨化罐，加熱使果蔬內(nèi)部水分蒸發(fā)，當(dāng)罐內(nèi)壓力從常壓上升至0.1～0.2MPa時(shí)，物料也升溫至100～120℃，此時(shí)產(chǎn)品處于高溫受熱狀態(tài)，隨后迅速打開泄壓閥，與已抽真空的真空罐連通，由于膨化罐內(nèi)瞬間卸壓，使物料內(nèi)部水分瞬間蒸發(fā)，導(dǎo)致果蔬組織迅速膨脹，形成均勻的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。再在真空狀態(tài)下加熱脫水一段時(shí)間，直至含水率≤7%，停止加熱，冷卻至室溫時(shí)解除真空，取出產(chǎn)品，即得到膨化果蔬產(chǎn)品。

從膨化過程來看，并非所有的果蔬都可以進(jìn)行變溫壓差膨化干燥，只有具備一定條件的果蔬物料才有可能得以順利進(jìn)行：①物料內(nèi)部必須均勻分布可汽化的液體；②物料內(nèi)部能廣泛形成相對密閉的彈性小室，同時(shí)，要保證小室內(nèi)氣體增壓速度大于氣體外泄造成的減壓速度，這樣才能到達(dá)到氣體增壓的需要；③構(gòu)成氣體小室的內(nèi)壁材料必須具備一定的拉伸成膜性，而且能在固化段蒸汽外溢后迅速干燥，并固化成膨化制品的相對不回縮結(jié)構(gòu)網(wǎng)架；④外界要提供足以完成膨化全過程的能量。

果蔬膨化食品因其綠色天然、口感酥脆、營養(yǎng)豐富，已逐漸成為方便休閑食品的佼佼者。果蔬膨化產(chǎn)品以新鮮水果蔬菜為原料加工而成，與其他谷物類、薯類膨化產(chǎn)品比較，具有以下特點(diǎn)：①天然。果蔬膨化產(chǎn)品基本上都是經(jīng)過浸糖處理后，直接烘干、膨化制備而成，加工過程無須添加色素或其他添加劑等。②果蔬膨化產(chǎn)品酥脆性佳，口感良好。③最大程度保留了果蔬原有的營養(yǎng)成分以及香氣成分。④果蔬膨化產(chǎn)品食用便捷，含水量一般在7%以下，易于攜帶、貯存。

中國果蔬變溫壓差膨化干燥技術(shù)的研究還處于起步階段。膨化干燥技術(shù)研究存在的問題為：研究易脫水品種如蘋果的多，研究難脫水品種如高淀粉類的少，結(jié)果是在產(chǎn)業(yè)化過程中最急需解決的問題解決不了；對膨化干燥果蔬食品一些共同基礎(chǔ)性干燥機(jī)理著手研究的少，結(jié)果往往僅對某些具體的品種有效，但缺乏通用的干燥規(guī)律研究，這使中國變溫壓差膨化干燥業(yè)的形勢一直不容樂觀。針對果蔬原料膨化干燥的共性和特殊性，重視與干燥相關(guān)的前沿技術(shù)研發(fā)，從變溫壓差膨化干燥的一些共同基礎(chǔ)性干燥機(jī)理著手研究，得出一些通用的干燥規(guī)律，為開發(fā)通用性強(qiáng)的干燥設(shè)備提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1.2.6　熱泵干燥技術(shù)

熱泵從低溫?zé)嵩次崃浚沟推肺粺崮苻D(zhuǎn)化為高品位熱能，可以從自然環(huán)境或余熱資源吸熱從而獲得比輸入能更多的輸出熱能。熱泵干燥系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)組成：制冷劑回路和干燥介質(zhì)回路。制冷劑回路由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥組成，干燥介質(zhì)回路主要有干燥室與風(fēng)機(jī)。

熱泵干燥系統(tǒng)原理如圖1.1所示。熱泵是由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器等組成的循環(huán)系統(tǒng)。熱泵系統(tǒng)工作時(shí)，熱泵壓縮機(jī)做功并利用蒸發(fā)器回收低品位熱能，在冷凝器中則使之升高為高品位熱能。熱泵工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收干燥室排出的熱空氣中的部分余熱，蒸發(fā)變成蒸氣，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，進(jìn)入冷凝器中冷凝，并將熱量傳給空氣。由冷凝器出來的熱空氣再進(jìn)入干燥室，對濕物料進(jìn)行干燥。出干燥室的濕空氣經(jīng)蒸發(fā)器將部分顯熱和潛熱傳給工質(zhì)，達(dá)到回收余熱的目的；同時(shí)，濕空氣的濕度降至露點(diǎn)析出冷凝水，除去濕空氣中的水分。

熱泵中的干燥介質(zhì)可在干燥器、蒸發(fā)器、冷凝器組成的封閉系統(tǒng)中循環(huán)使用，有效防止外界空氣對干燥室內(nèi)物料的污染。而且，當(dāng)被干燥的物料易于氧化時(shí)，可采用惰性氣體作為干燥介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)無氧干燥。由于熱泵在封閉的狀態(tài)下工作，干燥過程中除了冷凝水，沒有任何廢氣、廢液排放，利于環(huán)境保護(hù)。

熱泵除濕干燥的本質(zhì)是對流干燥，干燥過程必然受到物料內(nèi)部傳熱與傳質(zhì)的影響。隨著干燥時(shí)間的增加，物料的含水量下降。在熱泵干燥過程的中后期，主要目的是去除物料中的結(jié)合水。這部分結(jié)合水占總除濕量的比例很小，然而由于干濕界面逐漸向內(nèi)部退縮，使得空氣與干燥物料之間的傳質(zhì)系數(shù)變小，除去這些水分不但需要很長的時(shí)間而且要消耗較多的能量，并且由于空氣與物料之間的傳質(zhì)系數(shù)小，致使干燥室進(jìn)出口空氣狀態(tài)變化較小，影響了蒸發(fā)器降溫除濕能力。此外，蒸發(fā)器吸收水分的顯熱和潛熱有限，熱泵系統(tǒng)運(yùn)行工況變差，干燥效率降低，干燥時(shí)間延長。可采用多級或聯(lián)合干燥模式縮短干燥時(shí)間。比如，應(yīng)用多級蒸發(fā)新型熱泵干燥裝置，以滿足不同物料或同種物料在不同干燥階段的溫度要求；采用高頻電磁波或遠(yuǎn)紅外輔助的干燥模式，加快物料內(nèi)吸附水分的快速遷移。此外，可采用新型制冷工質(zhì)或高效換熱器，提高熱泵干燥循環(huán)的工作溫度，提高干燥速率。

雖然熱泵可以在一定的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)變溫運(yùn)行，但是熱泵的性能系數(shù)同熱泵的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度有關(guān)。為了獲得較高的干燥溫度，勢必要提高熱泵的冷凝溫度，但這會使得熱泵的性能系數(shù)下降，同時(shí)導(dǎo)致供熱量降低，從而無法滿足干燥溫度的要求，影響熱泵的節(jié)能特性。針對這一問題，一方面可采用復(fù)合制冷工質(zhì)，研究開發(fā)高溫高壓制冷壓縮機(jī)；另一方面，研發(fā)新型自動控制系統(tǒng)，將現(xiàn)代檢測、傳感及控制技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用于熱泵干燥加工，提高機(jī)組的控制精準(zhǔn)度。此外，閉式結(jié)構(gòu)熱泵干燥機(jī)配置的壓縮機(jī)功率一般較小，每次干燥的物料限于箱體的容納量，干燥的規(guī)模較小。同時(shí)由于閉式結(jié)構(gòu)，熱泵干燥對物料而言只能采用間歇式工作方式，即從干燥箱中取出干燥完成的產(chǎn)品后，再裝入濕物料進(jìn)行干燥，不能連續(xù)作業(yè)，難于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。把干燥系統(tǒng)中冷卻設(shè)備和干燥室采用獨(dú)立的模塊化設(shè)計(jì)，這樣既可以保證熱泵各個(gè)元件能像模塊化的單元一樣被靈活拆裝，干燥室的大小又可以靈活配置，利于單機(jī)處理量的提高。

除少部分耐熱性細(xì)菌、酵母、霉菌外，大部分微生物細(xì)胞在60～80℃的干燥條件下都會被破壞。常用熱泵干燥屬低溫干燥，盡管目前還沒有關(guān)于熱泵干燥食品所含微生物的數(shù)量比普通的對流干燥得到食品的微生物數(shù)量多的報(bào)道。但是假如干燥設(shè)計(jì)得不合理，就會帶來嚴(yán)重的微生物污染問題。例如，若制冷循環(huán)中的制冷量低于干燥箱內(nèi)空氣中水分冷凝時(shí)所需的冷量，干燥箱內(nèi)的相對濕度就會很高從而導(dǎo)致微生物的大量繁殖。可通過優(yōu)化干燥工藝條件，使水分從被干燥物料內(nèi)蒸發(fā)出來的速率和冷凝器從空氣中除去水分的速率基本平衡，維持物料表面的水分活度為臨界值0.6，抑制微生物的生長和繁殖。

干燥的目的是在盡可能快的干燥速率、盡可能小的干燥能耗情況下，獲得能最大限度保持原有風(fēng)味和品質(zhì)的產(chǎn)品。不同的干燥方法有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，采用單一的干燥模式往往難以達(dá)到理想的干燥效果；而采用組合或者混合干燥模式可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，不同干燥過程的組合具備單一干燥過程不能達(dá)到的獨(dú)特優(yōu)勢。為了尋找一種既快速又經(jīng)濟(jì)的熱泵和熱風(fēng)混合干燥模式，可以選擇先低溫?zé)岜酶稍锖蟾邷責(zé)犸L(fēng)干燥的混合干燥模式，這樣可以快速地把新鮮水果的含水量降至安全水平，有效保持水果的品質(zhì)。也有學(xué)者把熱泵和過熱蒸汽、過熱蒸汽和熱空氣多級干燥技術(shù)應(yīng)用在雞肉干燥中，并和單純過熱蒸汽干燥相比較。發(fā)現(xiàn)第一階段采用過熱蒸汽，第二階段采用熱泵干燥可以獲得具有理想顏色、收縮率和復(fù)水率的產(chǎn)品。

叢海花等為了提高干制海參的品質(zhì)，在熱風(fēng)干燥的基礎(chǔ)上，利用熱泵-熱風(fēng)組合干燥的方式干燥腌漬海參，對不同干燥方式下海參的干燥特性（干燥特性曲線、收縮系數(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)）進(jìn)行測定，對干燥結(jié)束后海參的復(fù)水品質(zhì)（復(fù)水倍數(shù)、流變學(xué)參數(shù)、感官評價(jià)）與傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明，組合干燥可以明顯提高干燥后海參的復(fù)水倍數(shù)和復(fù)水品質(zhì)，產(chǎn)品的感官品質(zhì)好。為了解決脫水蔬菜熱泵干燥中后期干燥效率較差的問題，張緒坤等進(jìn)行了熱泵、熱風(fēng)組合干燥實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：采用熱泵、熱風(fēng)組合干燥裝置生產(chǎn)脫水蔬菜，其耗能只有隧道式干燥的74.1%，網(wǎng)帶式干燥的84.7%，真空冷凍干燥的9.4%。采用前期熱泵除濕干燥與后期熱風(fēng)干燥的組合干燥技術(shù)，克服了單一熱泵干燥的缺點(diǎn)，降低了能耗，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。季阿敏等利用熱泵、熱風(fēng)聯(lián)合干燥的方法，對大紅皮蘿卜進(jìn)行了脫水干燥實(shí)驗(yàn)研究。通過對試材質(zhì)量、送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)速和蘿卜丁尺寸等單因素變化實(shí)驗(yàn)，得出了各因素對干燥速率的影響規(guī)律。分別以單位能耗除濕量和產(chǎn)品感官品質(zhì)為評價(jià)指標(biāo)，對試材熱泵熱風(fēng)聯(lián)合干燥效果進(jìn)行分析，得出了相應(yīng)的優(yōu)化組合方式。

一些新的熱泵干燥技術(shù)具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

（1）惰性氣體熱泵干燥技術(shù)

香味化合物、脂肪酸等物質(zhì)在干燥過程中易發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)品風(fēng)味、顏色和復(fù)水性都變差。熱泵除濕干燥技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是可以改變干燥介質(zhì)的成分，尤其適用于敏感性物料的干燥。選擇惰性氣體代替空氣作為干燥介質(zhì)，物料在干燥過程就不會被氧化，產(chǎn)品質(zhì)量會得到進(jìn)一步提高。

（2）聯(lián)合或多級干燥技術(shù)

熱泵干燥在低溫干燥中有較強(qiáng)的優(yōu)勢，因此可以將熱泵與遠(yuǎn)紅外、太陽能、微波、過熱蒸汽等方法中的一種或多種干燥方法相結(jié)合。在物料的初始干燥階段采用熱泵，充分發(fā)揮熱泵在低溫干燥中除濕快又節(jié)能的特點(diǎn)，而在物料干燥的中后期選用其他的方式，從而在物料的整個(gè)干燥過程中縮短了干燥時(shí)間，達(dá)到高效節(jié)能的目的。應(yīng)用多級蒸發(fā)新型熱泵裝置，以滿足不同物料或同種物料在不同干燥時(shí)段的溫度要求。多級蒸發(fā)熱泵干燥系統(tǒng)可在較大范圍內(nèi)改變干燥系統(tǒng)的溫度和相對濕度，并能提高系統(tǒng)的性能系數(shù)，節(jié)約能耗。

（3）生物質(zhì)氣化熱泵干燥技術(shù)

能源和環(huán)境的雙重壓力使得可再生清潔能源的開發(fā)利用越來越重要。生物質(zhì)能是地球上重要的可再生能源，具有廣闊的發(fā)展前景。我國有著豐富的生物質(zhì)資源，開發(fā)和利用生物質(zhì)能源對于緩解我國能源、環(huán)境及生態(tài)問題都具有重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識和節(jié)能意識日益增強(qiáng)。在過去的20年，熱泵干燥已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)，以其優(yōu)良的除濕效果和節(jié)能效益已在農(nóng)副產(chǎn)品的干燥加工中得到實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐應(yīng)用的驗(yàn)證，并且對產(chǎn)品的質(zhì)量能夠保持和有所提高。然而，熱泵干燥技術(shù)尚未如人們期待的那樣，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程。初始成本以及運(yùn)營成本需要進(jìn)一步減少，干燥等能源密集型操作的能源利用效率是減少凈能源消耗的關(guān)鍵，具有成本競爭力的熱泵干燥機(jī)的設(shè)計(jì)和制造將會發(fā)揮越來越重要的作用。此外，應(yīng)該賦予新的熱泵干燥機(jī)除干燥脫水之外更多的功能，比如冷藏、氣體調(diào)節(jié)等。當(dāng)然，雖然我們已經(jīng)對熱泵和其他多種干燥技術(shù)有深入的了解，但多項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)化整合仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研發(fā)任務(wù)。