目前，我國正在大力發(fā)展烘干技術(shù)，其中以空氣源熱泵為代表的干燥技術(shù)在食用菌中得到了廣泛應(yīng)用，而利用空氣源熱泵進行食用菌的干燥也逐漸增多。著重分析了氣源熱泵干燥流程和原理，闡述了氣源熱泵干燥的技術(shù)優(yōu)勢，總結(jié)了氣源熱泵干燥在食用菌中的應(yīng)用發(fā)展趨勢。

一、食用菌在干燥過程中，其生理發(fā)生變化。

1.變速干燥現(xiàn)象。

菌株高達68-92%，可分為機械結(jié)合水和自由水，物理化學(xué)結(jié)合水和化學(xué)結(jié)合水。因為組合方式的不同，蒸發(fā)過程有一定的難度和先后次序，人工蒸發(fā)過程又稱快速干燥，在干燥過程中有等速干期和減速干期之分。其干燥速率受溫度、濕度、風(fēng)控等因素影響，與物料的熱物性有關(guān)。

2.濕度變化現(xiàn)象。

不僅單菌體干燥過程中水分逐漸變少，而且菇體本身水分各部位之間也不平衡。就拿黃瓜來說，黃瓜的形狀是由黃瓜蓋、黃瓜褶、黃瓜柄組成。干制時，接觸熱氣區(qū)較大的部分，菌蓋以較快的速度接觸到熱氣；物料表面的機械結(jié)合水容易蒸發(fā)，而內(nèi)部水分則需要通過毛細組織由濕熱交換轉(zhuǎn)移到外界，因此干燥過程與最終的水分含量是一個相對值。

三、物質(zhì)變化現(xiàn)象。

根據(jù)干燥的要求，食用菌水分由68-92%下降到10-13%。但是，由于上述兩種變化的存在，會產(chǎn)生收縮、結(jié)痂和表面硬化等現(xiàn)象，其中一些是由于過快的干燥速度造成的，有些是與材料的性質(zhì)有關(guān)。例如銀耳，含有較多的膠質(zhì)，干燥時水分不斷向表面遷移而減少，干浴后強烈收縮成角質(zhì)狀，變硬而脆。烘干過程中產(chǎn)生的收縮等物理變化，會引起表面形變、質(zhì)量下降，“結(jié)殼”后，會引起烘干速率急劇下降。

4.化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。

在干燥過程中，食用菌會發(fā)生脫水，營養(yǎng)成分發(fā)生變化，香味發(fā)生變化，這些都是由于外界溫度、濕度的變化引起菌內(nèi)酶活性發(fā)生變化所致。酵素是蛋白質(zhì)的一種，不同的品種，它的耐熱性也不一樣，在一定的溫度下會失去活性。

根據(jù)相關(guān)資料，要抑制鮮魚的生理活動，必須對鮮魚體內(nèi)的多氧化酶和過氧化物酶進行活性純化，純化溫度為40-45℃。在緩慢烘烤過程中，各種不同的食用菌香精在一系列酶的作用下被不同種類的揮發(fā)物分解、合成，最典型的就是甘草。在73℃以上，可食蛋白被破壞，從而使其營養(yǎng)價值降低；

第二，食用菌的三個干燥階段。

菌類的干燥工藝一般分為三個階段，在干燥初期，由于含水率高、脫水快，需要輸送大量40-45℃的干燥風(fēng)(低濕)，使其迅速蒸發(fā)并全部排出。

在烘干中期，若仍輸送大量干風(fēng)，則表面干燥速度將大于內(nèi)部水份到蒸發(fā)器的遷移速度，而使表面收縮、變形，產(chǎn)生“結(jié)殼”現(xiàn)象，抑制內(nèi)部水份的蒸發(fā)，故烘干中期要降低蒸發(fā)器的強度，采用循環(huán)回風(fēng)，以增加蒸發(fā)器表面的濕度，使表面蒸發(fā)器的濕度與內(nèi)部水份遷移速度相適應(yīng)，減少變形和上下層水份差。

干燥期后期，由于外部已趨近到所需的干燥水份，而內(nèi)部又有一定的水份存在，因而難以進行干燥化。這時，用熱比風(fēng)容易干燥，且總熱量利用率高，應(yīng)采用全循環(huán)回風(fēng)，并能使內(nèi)外表面的水分趨于平衡。上述三個干燥階段的溫度應(yīng)逐漸升高，以避免急劇變化所造成的“褐變”。

空氣源熱泵干燥工藝。

熱泵干燥系統(tǒng)由干燥室、壓縮機、循環(huán)風(fēng)機、蒸發(fā)器、冷凝器等組成，利用熱循環(huán)原理，只需消耗少量電能，就可以實現(xiàn)熱泵驅(qū)動下的氣液兩相熱力循環(huán)，干燥食用菌。

空氣源熱泵對食用菌的干燥過程及其原理。

當(dāng)熱泵干燥系統(tǒng)工作時，外界空氣被吸引到熱泵系統(tǒng)內(nèi)，由冷凝器轉(zhuǎn)化為高溫低濕空氣，在泵體工作動力下，高溫干燥空氣在熱風(fēng)的作用下進入干燥室內(nèi)，食用菌在熱風(fēng)的作用下迅速升溫，其中的水分逐漸蒸發(fā)成水蒸氣，水蒸氣被干燥空氣吸收后，通過持續(xù)的循環(huán)流動進入泵體實現(xiàn)降溫除濕，同時熱泵系統(tǒng)對氣體中的脫濕水蒸氣進行蒸發(fā)潛熱回收。

當(dāng)空氣由低溫低濕、高溫低濕、高溫高濕、低溫低濕的循環(huán)過程中，干燥室中的食用菌將迅速達到加溫干燥的效果。

相對而言，氣源熱泵干燥屬于較為溫和的干燥方式，由于其原理更合理，縱向溫差小，平面溫度均勻，通過調(diào)節(jié)循環(huán)空氣的溫濕度和風(fēng)量，可以達到對需要干燥的食用菌均勻干燥的效果，而食用菌在干燥室內(nèi)水分逐漸均勻分散，與自然干燥接近，有利于提高干燥后食用菌的品質(zhì)。

五、氣源熱泵干化的主要結(jié)構(gòu)和原理。

1.干燥箱工藝。

干燥箱按熱氣流流型不同可分為平風(fēng)箱和豎風(fēng)箱兩種。對于食用菌干燥，應(yīng)根據(jù)食用菌的品種特點，選擇烘干箱，對于大體積的菌種，如平菇、香菇等，可采用水平氣流干燥箱，水平氣流易于進入菌體間隙，以達到良好的干燥效果。

對體積小、菌層密集的品種，如金針菇、蟹味菇等，采用垂直氣流采摘法采摘，提高采摘效率。

二是熱源和循環(huán)利用技術(shù)。

在熱泵干燥過程中，其熱源形式有電能、化學(xué)能、蒸汽壓縮等，對食用菌來說，選擇低溫?zé)嵩幢容^合適。建議選擇空氣源熱泵作為食用菌的主要熱源，但由于其特性，加熱溫度過高不利于食用菌品質(zhì)的保存和營養(yǎng)成分的保存。

六、氣源熱泵干燥的技術(shù)優(yōu)勢。

1.高效干燥。

與傳統(tǒng)的食用菌干燥技術(shù)相比，空氣源熱泵干燥技術(shù)所采用的熱循環(huán)方式，可以利用蒸汽蒸汽的除濕功能，大大提高食用菌的高含水率干燥效率，而且許多熱泵干燥系統(tǒng)為了進一步縮短干燥過程的時間，與傳統(tǒng)的電加熱干燥工藝相比，空氣源熱泵干燥技術(shù)可以將干燥時間縮短1/3-1/2，而且干燥后的質(zhì)量更好。

二、能源消耗明顯減少。

因為熱泵干燥技術(shù)充分利用了氣流循環(huán)原理，與傳統(tǒng)的熱干法相比，其能耗明顯降低。

3.干燥適應(yīng)性強。

根據(jù)食用菌品種的特點，采用熱泵干燥技術(shù)，可以提供較寬的熱空氣溫度調(diào)節(jié)范圍，一般溫度調(diào)節(jié)范圍在-20~100℃，而其干燥標準濕度可調(diào)節(jié)15%~80%，利用較寬的工作適應(yīng)性，可以滿足不同品種、不同用途食用菌的干燥要求。

空氣源熱泵干燥技術(shù)在食用菌上應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

加強專用干燥工藝的研究；

目前所用的空氣源熱泵干燥機多為成品通用干燥機，雖然能滿足食用菌的需要，但在設(shè)計時未充分考慮食用菌的特性，達不到最佳的干燥效果。根據(jù)食用菌的需要，研制專用的菌料技術(shù)，以避免其在加工過程中出現(xiàn)溫度過高或溫度不均等問題，從而進一步提高食用菌料的質(zhì)量。

二、設(shè)計和開發(fā)復(fù)合射頻技術(shù)。

單氣源熱泵干燥工藝難以達到食用菌最佳干燥狀態(tài)，因此，在對單氣源熱泵干燥工藝、變頻技術(shù)、電熱干燥等進行研究時，可以考慮將單氣源熱泵干燥工藝結(jié)合起來，使干燥效率進一步提高，同時對干燥工藝進行優(yōu)化，以提高烘干效率。

三、考慮選擇一種復(fù)合干燥介質(zhì)。

現(xiàn)有的干燥介質(zhì)大多是普通空氣，在今后的氣源熱泵干燥機械設(shè)計中，可以考慮適當(dāng)降低氧濃度，同時增加氮氣或二氧化碳的含量，起到抑制酶活性的作用，從而有利于提高食用菌的質(zhì)量。

此外，將干燥介質(zhì)中的氧、氮、二氧化碳按一定比例加入干燥室內(nèi)，作為干燥介質(zhì)循環(huán)利用，可使干燥效果和熱風(fēng)循環(huán)效果進一步優(yōu)化。