CN107917582A - 一种干燥物料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种干燥物料的方法，该方法使用一种干燥系统进行，该干燥系统包括冷冻设备和脱水设备；冷冻设备具有冷冻腔；脱水设备包括干燥箱、微波发射装置以及抽气装置，干燥箱具有脱水腔和脱水腔壁，脱水腔的下方设置有集水腔，脱水腔壁的底部开有集水孔，集水腔、脱水腔之间具有存在塔板效应的流体连通，该方法包括：(1)将物料进行冷冻；(2)将冷冻后的物料进行由多个加热循环构成的第一脱水；加热循环包括升温段和降温段。通过本发明的干燥方法能够使物料的营养成分、香气更加好地被保留在干燥后的产品中，干燥速度有效得到提高。

Description

一种干燥物料的方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种干燥食品物料的方法。
背景技术
新鲜的果蔬类原料采后存在保鲜期，如果贮藏保鲜手段不当，容易导致果蔬类原料腐败变质，造成巨大浪费。据统计，每年我国生产的蔬菜有20-25％因贮藏加工技术手段不当而损失，15-20％的原料水果因贮藏加工技术手段不当而损失。其他肉制品、水产品、食用菌等食品原料也存在上述问题。食品进行干制脱水是农产品加工贮藏技术领域常规的技术，可以有效防止农产品损失。目前食品干制应用技术主要包括晒制、阴干等自然干燥方法、热风和热泵干燥方法、微波干燥、冻干、油炸干制等方法。然而，现有技术采用的干燥方法仍存在诸多问题，例如，微波干燥产品，脆度较差，产品外观保持性较差，且产品品质极为不稳定，例如果蔬片经微波干燥后会褶皱、变形、褐变、干燥不均匀。冷冻干燥是一种能够保持产品外形和活性成分常规的干燥方式，设备投资较大，能耗较高，主要应用在医药等高附加值产品的干燥脱水，对于大宗生产的食品干制品，冷冻干燥成本很高，成本收益较差。并且，冷冻干燥的食品脆度虽然好，但存在诸多的问题，例如通过冷冻干燥虽然能部分保持食品活性成分，但设备能耗大，并且食品香味随着长时间的冷冻干燥而损失；并且，冷冻干燥时间长，通常根据产品和冷冻干燥设备的特点，冷冻干燥通常需要20h以上。因此，对于冷冻干燥的食品干制品，消费者往往感觉食品组织空隙较大，口感发绵软、香味保持与新鲜原料相比也降低，冷冻干燥并不适合应用大宗食品原料的干燥脱水。食品物料干燥脱水的效果依赖于干燥温度的设定，不同的物料具有不同的干燥温度。而对于同一种物料，在整个干燥阶段不同的升温模式也对物料中水分蒸发扩散效率有显著的影响，直接会影响到干燥产品的最终品质。因此，针对以上存在的问题，本发明所要解决问题之一是：开发一种食品物料在微波低压干燥设备中基于温度控制的干燥方法；本发明解决的问题之二是：提供一种快速节能干燥物料的方法，解决常规干燥方法容易出现的产品脆度不高、外观形状保持差、产品细胞组织结构间隙过大、口感发棉、不致密；解决问题之三是：解决冷冻干燥食品时间长所容易导致的产品香味物质损失，以及冷冻干燥食品投资高的问题；解决问题之四是：解决食品微波密闭干燥中水分蒸发导致的微波放电问题，以及水分扩散不充分导致的干燥物料二次污染问题。
发明内容
本发明提供一种干燥物料的方法，通过本发明的干燥方法能够使物料的营养成分、香气更加好地被保留在干燥后的产品中，干燥速度显著提高。
作为本发明的第一方面，本发明提供一种干燥物料的方法，该方法使用一种干燥系统进行；该干燥系统包括冷冻设备和脱水设备；所述冷冻设备具有冷冻腔；所述脱水设备包括干燥箱、用于在所述干燥箱中发射能够加热水的微波的微波发射装置以及用于在所述干燥箱中产生负压的抽气装置；所述干燥箱具有脱水腔和脱水腔壁，所述脱水腔为可气密封闭的腔体；所述脱水腔壁上开设有可气密封闭的入料口和/或出料口；所述脱水腔的下方设置有集水腔，所述脱水腔壁的底部开有集水孔，所述集水腔与所述集水孔流体连通，所述集水腔与所述脱水腔之间具有存在塔板效应的流体连通；该方法包括如下步骤：(1)在所述冷冻设备的冷冻腔中，将待干燥的物料冷冻至0℃以下，使得待干燥的物料中的至少部分水结冰，得到冷冻后的物料；(2)将所述冷冻后的物料置于干燥箱中并在第一脱水条件下进行第一脱水；得到第一脱水后的物料；所述第一脱水条件包括：第一脱水压力为1Pa～90kPa，通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历多个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度；T0为选自-273℃至0℃之间的任意温度，T为选自10℃至99℃之间的任意温度；所述加热循环包括依次进行的升温段和降温段，所述升温段的温度梯度大于所述降温段的温度梯度；所述升温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述升温段的起点温度所得的数值，所述降温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述降温段的终点温度所得的数值。
作为本发明的第二方面，本发明提供一种干燥物料的方法，该方法使用一种干燥系统进行；该干燥系统包括冷冻设备和脱水设备；所述脱水设备包括干燥箱、用于在所述干燥箱中发射能够加热水的微波的微波发射装置以及用于在所述干燥箱中产生负压的抽气装置；所述冷冻设备包括集热器、压缩机和散热器；所述集热器设置于所述干燥箱中；或者，所述冷冻设备包括冷冻流体储存罐和冷冻流体加入管，所述冷冻流体加入管通入所述干燥箱中；所述干燥箱具有脱水腔和脱水腔壁，所述脱水腔为可气密封闭的腔体；所述脱水腔壁上开设有可气密封闭的入料口和/或出料口；所述脱水腔的下方设置有集水腔，所述脱水腔壁的底部开有集水孔，所述集水腔与所述集水孔流体连通，所述集水腔与所述脱水腔之间具有存在塔板效应的流体连通；该方法包括如下步骤：(1)在干燥箱中，通过集热器、压缩机和散热器将待干燥的物料冷冻至0℃以下，或者通过冷冻流体加入管将冷冻流体储存罐中的冷冻流体通入干燥箱中，使得待干燥的物料中的至少部分水结冰，得到冷冻后的物料；(2)将所述冷冻后的物料置于干燥箱中并在第一脱水条件下进行第一脱水；得到第一脱水后的物料；所述第一脱水条件包括：第一脱水压力为1Pa～90kPa，通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历多个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度；T0为选自-273℃至0℃之间的任意温度，T为选自10℃至99℃之间的任意温度；所述加热循环包括依次进行的升温段和降温段，所述升温段的温度梯度大于所述降温段的温度梯度；所述升温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述升温段的起点温度所得的数值，所述降温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述降温段的终点温度所得的数值。
可选地，该方法还包括：(3)在干燥箱中，将所述第一脱水后的物料在第二脱水条件下进行第二脱水，得到第二脱水后的物料；所述第二脱水条件包括：第二脱水的压力为1Pa～90kPa，温度为T。可选地，待干燥的物料在所述干燥箱中进行所述第一脱水的时间和所述第二脱水的时间之和为10-600分钟，优选为60-120分钟。可选地，T0为选自-200℃至-5℃之间的任意温度，T为选自20℃至80℃之间的任意温度；优选地，T0为选自-200℃至-5℃之间的任意温度，T为选自15℃至75℃之间的任意温度；优选地，T0为选自-100℃至-10℃之间的任意温度，T为选自30℃至70℃之间的任意温度；优选地，T0为选自-65℃至-15℃之间的任意温度，T为选自50℃至65℃之间的任意温度。可选地，通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历n个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度，n为10-50的整数，优选为15-30的整数。
可选地，所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大1-10℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大2-8℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大3-7℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大4-6℃。可选地，所述升温段的温度梯度为2-15℃之间的任意数值，优选地，所述升温段的温度梯度为3-10℃之间的任意数值。可选地，所述升温段的升温速率为0.1-10℃/分钟，所述降温段的降温速率为0.1-10℃/分钟；所述升温段的升温速率为1-5℃/分钟，所述降温段的降温速率为1-5℃/分钟。可选地，所述微波加热所用的微波的频率适用于加热水；相对于每千克的待干燥的物料，所述微波加热的功率为0.1-10kW，优选1-5kW。可选地，所述物料包括食品和/或药品。可选地，所述集水孔中设置有从内侧壁向下倾斜的多个塔板，相邻塔板相对设置并且二者的竖直投影部分重叠。可选地，所述集水孔的底端沿径向向外设置有延伸边，延伸边套接有气囊，气囊上部开设有流水孔。
本发明的干燥方法能够使物料的营养成分、香气更加好地被保留在干燥后的产品中，干燥速度显著提高，能耗显著降低，干燥产品的口感清脆、颜色鲜美、外观形状良好，干燥产品的复水性好。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明干燥方法所使用的的干燥系统的一种具体实施方式的结构示意图。
图2是本发明干燥方法所使用的干燥系统的一种具体实施方式的俯视图。
图3是本发明干燥方法所使用的干燥系统的一种具体实施方式的结构示意图。
图4是本发明干燥方法所使用的干燥系统的一种具体实施方式的俯视图。
图5是图1或图3中A部分的局部放大图。
附图标记说明
1脱水腔 2脱水腔壁 3抽气泵
4抽气管道 5集水腔 6集水孔
7悬挂架 8吊盘 9微波发射头
10水平轴 11承载架 12竖直轴
13冷凝器 14冷凝管道 15冷凝水出口
16冷凝水罐 17电控箱 18壳体
19温度探头 20摄像头 21集热器
1-1塔板 1-2流水孔 1-3气囊
1-4延伸边
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的第一方面，本发明提供一种干燥物料的方法，该方法使用一种干燥系统进行；如图1所示，该干燥系统可以包括冷冻设备和脱水设备；所述冷冻设备可以具有冷冻腔；所述脱水设备可以包括干燥箱、用于在所述干燥箱中发射能够加热水的微波的微波发射装置以及用于在所述干燥箱中产生负压的抽气装置；所述干燥箱可以具有脱水腔1和脱水腔壁2，所述脱水腔1可以为可气密封闭的腔体；所述脱水腔壁2上可以开设有可气密封闭的入料口和/或出料口；所述脱水腔1的下方可以设置有集水腔5，所述脱水腔壁2的底部可以开有集水孔6，所述集水腔5与所述集水孔6可以流体连通，所述集水腔5与所述脱水腔1之间可以具有存在塔板效应的流体连通；该方法可以包括如下步骤：(1)在所述冷冻设备的冷冻腔中，可以将待干燥的物料冷冻至0℃以下，使得待干燥的物料中的至少部分水结冰，得到冷冻后的物料；(2)可以将所述冷冻后的物料置于干燥箱中并在第一脱水条件下进行第一脱水；得到第一脱水后的物料；所述第一脱水条件包括：第一脱水压力可以为1Pa～90kPa，可以通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历多个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度；T0可以为选自-273℃至0℃之间的任意温度，T可以为选自10℃至99℃之间的任意温度；所述加热循环可以包括依次进行的升温段和降温段，所述升温段的温度梯度可以大于所述降温段的温度梯度；所述升温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述升温段的起点温度所得的数值，所述降温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述降温段的终点温度所得的数值。所述步骤(1)中，在所述冷冻设备的冷冻腔中将待干燥的物料冷冻至0℃以下以得到冷冻后的物料时，可以选用现有技术中常规冷冻手段进行冷冻。在上述的具体实施方式中，所述冷冻设备可以为冰箱等。
作为本发明的第二方面，本发明还还提供一种干燥物料的方法，该方法使用一种干燥系统进行；如图3所示，该干燥系统可以包括冷冻设备和脱水设备；所述脱水设备可以包括干燥箱、用于在所述干燥箱中发射能够加热水的微波的微波发射装置以及用于在所述干燥箱中产生负压的抽气装置；所述冷冻设备可以包括集热器、压缩机和散热器；所述集热器可以设置于所述干燥箱中；或者，所述冷冻设备可以包括冷冻流体储存罐和冷冻流体加入管，所述冷冻流体加入管可以通入所述干燥箱中；所述干燥箱可以具有脱水腔1和脱水腔壁2，所述脱水腔1可以为可气密封闭的腔体；所述脱水腔壁2上可以开设有可气密封闭的入料口和/或出料口；所述脱水腔1的下方可以设置有集水腔5，所述脱水腔壁2的底部可以开有集水孔6，所述集水腔5与所述集水孔6可以流体连通，所述集水腔5与所述脱水腔1之间可以具有存在塔板效应的流体连通；该方法包括如下步骤：(1)在干燥箱中，可以通过集热器、压缩机和散热器将待干燥的物料冷冻至0℃以下，或者可以通过冷冻流体加入管将冷冻流体储存罐中的冷冻流体通入干燥箱中，使得待干燥的物料中的至少部分水结冰，得到冷冻后的物料；(2)可以将所述冷冻后的物料置于干燥箱中并在第一脱水条件下进行第一脱水；得到第一脱水后的物料；所述第一脱水条件包括：第一脱水压力可以为1Pa～90kPa，可以通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历多个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度；T0可以为选自-273℃至0℃之间的任意温度，T可以为选自10℃至99℃之间的任意温度；所述加热循环可以包括依次进行的升温段和降温段，所述升温段的温度梯度可以大于所述降温段的温度梯度；所述升温段的温度梯度可以指所述升温段的终点温度减去所述升温段的起点温度所得的数值，所述降温段的温度梯度可以指所述升温段的终点温度减去所述降温段的终点温度所得的数值。
通过所述第一脱水过程得到的第一脱水后的物料可以作为干燥后成品也可以继续进行所述第二脱水过程。所述冷冻流体可以包括液氮、液态二氧化碳、液态空气和液态惰性气体中的至少一种。
在使用第二方面的干燥方法对物料进行干燥时，首先可以通过冷冻设备使物料降温至冷冻状态，随后在微波发射装置和抽气装置的作用下对物料进行脱水干燥；上述干燥设备集冷冻、干燥于一体，极大地减少了人工劳动，干燥系统可以全自动地对物料进行快速、高品质的干燥，同时，可以显著降低干燥过程的时间，干燥产品的外观更加优良，口感更加清脆，干燥食品的营养成分、香气等能够有更好的保留效果。所述冷冻设备可以包括集热器21、压缩机和散热器，所述压缩机可以将冷媒压缩为高压、低温状态，高压、低温的冷媒流至集热器中可以将待冷冻物料上的热量吸走进而使其降温至冷冻状态，冷媒在集热器中吸收热量后温度升高，散热器可以使压缩机、集热器以及升温后的冷媒温度降低，进而进行下一个冷冻循环。或者，所述冷冻设备可以包括冷冻流体储存罐和冷冻流体加入管，所述冷冻流体加入管可以通入所述干燥箱中，通过将冷冻流体储存罐中的冷冻流体经冷冻流体加入管通入干燥箱中，冷冻流体可以将待冷冻物料的热量吸走，通过热交换的方式使物料降温至冷冻状态。
在进行冷冻之前可以将待干燥的物料，比如食品原料可以先进行切片、切丁、切条、花样切制等。在使用本发明的干燥方法干燥物料时，待干燥的冷冻物料在干燥系统内微波发射头9发射的微波作用下固态水变为气态水，同时，脱水腔内空气以及气态的水被抽气泵抽出，不论是微波的加热过程、真空泵的抽气过程均是在干燥系统的控制条件下进行的，微波发射装置使得微波对冷冻物料的加热过程为所述升温和降温依次更替的加热循环过程，同时，抽气装置使得脱水腔1内气压能够保持在所述的数值范围内，进而使得水果、蔬菜等物料通过本发明的干燥系统及干燥方法进行干燥后，得到的干燥物料不仅干燥效果好、口感清脆，并且物料原本的特色香气能够很好地得到保留，获得了营养物质低流失、特色香气高保留的技术效果。
根据本发明，所述方法还可以包括：(3)在干燥箱中，可以将所述第一脱水后的物料在第二脱水条件下进行第二脱水，得到第二脱水后的物料；所述第二脱水条件包括：第二脱水的压力可以为1Pa～90kPa，温度可以为T。控制第一脱水和第二脱水过程的压力时可以通过抽气泵抽气实现。
根据本发明，待干燥的物料在所述干燥箱中进行所述第一脱水的时间和所述第二脱水的时间之和可以为10-600分钟，优选为60-120分钟。所述第一脱水的时间和所述第二脱水的时间之和可以为所述干燥系统对待干燥物料干燥过程的完整工作时间，本发明通过巧妙地设置干燥过程的温度和压力条件，使得脱水过程能够通过升温段和降温段交替进行实现热循环，这样的干燥方法和干燥过程有效地提高了干燥速率和效率，使干燥时间得到显著降低，通过本发明的方法可以在60-120分钟内，甚至更短的时间，比如10-60分钟内即可完成干燥过程，并且同时能够获得良好的干燥效果。
根据本发明，T0可以为选自-200℃至-5℃之间的任意温度，T可以为选自20℃至80℃之间的任意温度；优选地，T0可以为选自-200℃至-5℃之间的任意温度，T可以为选自15℃至75℃之间的任意温度；优选地，T0可以为选自-100℃至-10℃之间的任意温度，T可以为选自30℃至70℃之间的任意温度；优选地，T0可以为选自-65℃至-15℃之间的任意温度，T可以为选自50℃至65℃之间的任意温度。
物料冷冻后通过加热进行干燥时，过高的加热温度往往不利于水果、蔬菜等保持其原有的香气，因此，现有的冷冻干燥等方法，虽然能够实现干燥物料的目的，但是干燥后物料的原有香气、特色口味等极大地随着干燥过程流失，因此营养物质也严重流失，口感不够清脆反而发棉，本发明的干燥方法采用在非高温下的、升温段和降温段交替进行的热循环方式实现了快速高效的干燥效果，更重要的是，本发明的干燥方法得到的干燥后的物料，例如，水果、蔬菜等的原有香气能够非常好地被保留，实现了营养物质低流失、原有香气高保留的高效干燥的技术效果。现有的冷冻干燥等相关技术中，通过微波加热对冷冻状态的物料加热时，往往加热至很高的温度，这样的加热过程往往会造成物料表面颜色发生变化，干燥食品时口感降低，干燥过程的能耗也高，本发明通过优选设置T为选自20℃至80℃之间的任意温度，进一步优选T为选自25℃至75℃之间的任意温度，再进一步优选T为选自30℃至70℃之间的任意温度，最优选T为选自50℃至65℃之间的任意温度使得干燥过程的能耗更低、干燥效率进一步提高，并且在干燥食品、药品等物料时，食品、药品等物料的颜色依旧能保持鲜艳并且口感清脆、香气能够更好保留。
根据本发明，可以通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历n个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度，n可以为10-50的整数，优选可以为15-30的整数。根据本发明，所述升温段的温度梯度可以比所述降温段的温度梯度大1-10℃；优选所述升温段的温度梯度可以比所述降温段的温度梯度大2-8℃；优选所述升温段的温度梯度可以比所述降温段的温度梯度大3-7℃；优选所述升温段的温度梯度可以比所述降温段的温度梯度大4-6℃。
本发明的升温段和降温段依次交替进行的热循环并不是简单地进行加热、停止加热等手段就能实现，本发明的热循环过程是发明人在经过了成千上万次实验后得出的科学、有效的热循环过程，通过对升温段、降温段的温度梯度等进行所述设置，使得干燥过程在快速进行的同时，干燥物料的营养物质、香气等得到很好地保留。常规的多个微波加热循环的干燥过程虽然也能对食品、药品等物料进行干燥，但是得到的干燥后的食品等复水性极差、营养物质流失严重，本发明的干燥方法通过设置所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大1-10℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大2-8℃；进一步优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大3-7℃；最优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大4-6℃，使得经本发明的干燥方法得到的干燥后的食品、药品等营养物质、香气能够更好保留并且复水性更好。
根据本发明，所述升温段的温度梯度可以为2-15℃之间的任意数值，优选地，所述升温段的温度梯度可以为3-10℃之间的任意数值。
根据本发明，所述升温段的升温速率可以为0.1-10℃/分钟，所述降温段的降温速率可以为0.1-10℃/分钟；所述升温段的升温速率可以为1-5℃/分钟，所述降温段的降温速率可以为1-5℃/分钟。
根据本发明，所述微波加热所用的微波的频率可以适用于加热水；相对于每千克的待干燥的物料，所述微波加热的功率可以为0.1-10kW，优选1-5kW。
根据本发明，所述物料可以包括食品和/或药品。
如图1或3所示，在对物料进行干燥的过程中，冷冻状态下物料所携带的固态水被微波加热为气态，在抽气泵3抽气的作用下，脱水腔1中大部分空气、气态水会被抽气泵3抽走，但是，有少量的气态水在脱水腔1内运动的过程中会遇到脱水腔壁2而冷凝为液态水，这部分水在重力的作用下会沿着脱水腔壁2向下流动，通过开设集水孔6，使得这部分水可以被收集至集水腔5中，避免这部分液态水二次气化造成能耗的浪费，提高了干燥系统对物料的干燥速度。
如图5所示，所述集水孔6中可以设置有从内侧壁向下倾斜的多个塔板1-1，相邻塔板1-1可以相对设置并且二者的竖直投影可以部分重叠。
如图5所示，通过在集水孔6中设置塔板1-1，并且塔板1-1从集水孔6的内侧壁逐渐向下倾斜，塔板1-1相对设置可以指塔板1-1分别沿集水孔的相对两侧壁向下延伸，这样流入集水孔1-1中的液态水可以沿塔板1-1逐渐向下流淌，并且若下方的液态水一旦发生再次气话，水蒸气在向上运动的过程中会依次受到多个塔板1-1的拦截而冷凝液化进而流至集水腔5中，因而，即使集水腔5中的液态水发生了气化，通过所述塔板效应可以进一步防止冷凝水气化后的水蒸气进入脱水腔1中再次附着在干燥物料中而发生能耗浪费。
如图5所示，所述集水孔6的底端沿径向向外可以设置有延伸边1-4，延伸边1-4可以套接有气囊1-3，气囊1-3上部可以开设有流水孔1-2。所述集水孔6的底端沿径向向外可以设置有延伸边1-4，延伸边1-4可以套接有气囊1-3，气囊1-3上部可以开设有流水孔1-2。如图3所示，所述气囊可以为球形气囊，气囊1-3上部可以指气囊30％高度以上部分。作为一种优选的实施方式，通过设置开设有流水孔的气囊，由塔板1-1流淌下来的液态水会向下流入气囊1-3，并且流入气囊1-3中的水可经流水孔1-2流出至集水腔5中，同时，集水腔5中的水若发生气化变为水蒸气，水蒸气会向上运动，气囊1-3底部及下部分未开设孔，水蒸气很少能通过位于上部的流水孔1-2进入气囊中，这时水蒸气会向上压迫气囊进而使气囊堵在了集水孔6的底端而使水蒸气无法进入集水孔6，此时从塔板1-1流淌下来的水也可能无法进入气囊1-3，待囤积在气囊1-3上方的水的重力大于集水腔5中水蒸气的压力时，从塔板1-1流淌下来的水将进入气囊1-3进而流入集水腔5中。通过所述优选实施方式，使集水腔5可以处于一个动态的平衡状态中，即使液态水发生了气化也无法进入脱水腔1中再次附着在干燥物料中而发生能耗浪费。
本发明的干燥系统和干燥方法可以适用于以下物料的干燥，适用的物料包括水果、蔬菜、肉制品等。水果类可以包括苹果、梨、草莓、枣、桃、杏、香蕉、蓝莓、树莓、蔓越莓、杨梅、猕猴桃、柠檬、橙子、香瓜、甜瓜、哈密瓜、芒果、菠萝蜜等核果类和浆果类果实；蔬菜类可以包括根茎类蔬菜、瓜果类蔬菜和叶菜类，其中根茎类蔬菜可以包括马铃薯、胡萝卜、芦笋、藕、白萝卜、魔芋、百合、荸荠、芋艿、洋葱、慈姑、薤白、甘薯、大头菜、莼菜、山药、荸荠、姜、蒜、莴笋、心里美萝卜、茭白、牛蒡等；瓜果类蔬菜可以包括南瓜、茄子等；叶菜类包括菠菜、白菜、菜花、油菜、蕨菜、紫菜、野菜、芥菜、鱼腥草等；食用菌可以包括香菇、杏鲍菇、蘑菇、发菜、银耳、木耳等；肉制品可以包括肉脯、腊肉、肉干、肉品、肉松等；水产品可以包括虾干、鱼片、鱿鱼丝等；进一步的，适用于干燥的食品类原料还可以包括食药同源类产品，例如参、葛根、枸杞、菊花、玫瑰花、茯苓等。
在对根茎蔬菜类物料等进行干燥时，可以使用本发明的干燥系统进行干燥，优选地可以使用以下具体实施方式中的干燥系统进行干燥：如图1或3所示，脱水腔中可以设置有载物器，载物器包括可绕水平轴10自转的悬挂架7和可活动地悬挂在悬挂架上的吊盘8；在对叶菜类物料进行干燥时，优选地可以使用以下具体实施方式中的干燥系统进行干燥：如图2或4所示，脱水腔中设置有载物器，载物器包括可绕竖直轴12自转的承载架11和可拆卸地承载在所述承载架11上的载物盘。
以下进一步通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-39℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-39℃经历10个加热循环升温至最终温度为61℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为5℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大10℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为7℃/分钟，10个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-39℃至-24℃，-24℃至-29℃；
-29℃至-14℃，-14℃至-19℃；
-19℃至-4℃，-4℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至1℃；
1℃至16℃，16℃至11℃；
11℃至26℃，26℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至31℃；
31℃至46℃，46℃至41℃；
41℃至56℃，56℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至61℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为61℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例2
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-33℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-33℃经历12个加热循环升温至最终温度为63℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为7℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大8℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为8℃/分钟，12个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-33℃至-18℃，-18℃至-25℃；
-25℃至-10℃，-10℃至-17℃；
-17℃至-2℃，-2℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至-1℃；
-1℃至14℃，14℃至7℃；
7℃至22℃，22℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至23℃；
23℃至38℃，38℃至31℃；
31℃至46℃，46℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至47℃；
47℃至62℃，62℃至55℃；
55℃至70℃，70℃至63℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为63℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例3
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-23℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-23℃经历12个加热循环升温至最终温度为61℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为8℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大7℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为9℃/分钟，12个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-23℃至-8℃，-8℃至-16℃；
-16℃至-1℃，-1℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至-2℃；
-2℃至13℃，13℃至5℃；
5℃至20℃，20℃至12℃；
12℃至27℃，27℃至19℃；
19℃至34℃，34℃至26℃；
26℃至41℃，41℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至40℃；
40℃至55℃，55℃至47℃；
47℃至62℃，62℃至54℃；
54℃至69℃，69℃至61℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为61℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例4
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-39℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-39℃经历15个加热循环升温至最终温度为51℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，15个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-39℃至-24℃，-24℃至-33℃；
-33℃至-18℃，-18℃至-27℃；
-27℃至-12℃，-12℃至-21℃；
-21℃至-6℃，-6℃至-15℃；
-15℃至0℃，0℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为51℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例5
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-9℃经历14个加热循环升温至最终温度为75℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，14个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至57℃；
57℃至72℃，72℃至63℃；
63℃至78℃，78℃至69℃；
69℃至84℃，84℃至75℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为75℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例6
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-11℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-11℃经历13个加热循环升温至最终温度为67℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，13个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-11℃至4℃，4℃至-5℃；
-5℃至10℃，10℃至1℃；
1℃至16℃，16℃至7℃；
7℃至22℃，22℃至13℃；
13℃至28℃，28℃至19℃；
19℃至34℃，34℃至25℃；
25℃至40℃，40℃至31℃；
31℃至46℃，46℃至37℃；
37℃至52℃，52℃至43℃；
43℃至58℃，58℃至49℃；
49℃至64℃，64℃至55℃；
55℃至70℃，70℃至61℃；
61℃至76℃，76℃至67℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为67℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例7
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液氮使苹果切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过0.1KW的微波进行加热，通过通入低温液氮进行降温；从起始温度-9℃经历12个加热循环升温至最终温度为63℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，12个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至57℃；
57℃至72℃，72℃至63℃；
(4)将经历第一脱水后的苹果切片进行第二脱水，得到干燥后的苹果切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为63℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例8
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-39℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-39℃经历10个加热循环升温至最终温度为61℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为5℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大10℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为7℃/分钟，10个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-39℃至-24℃，-24℃至-29℃；
-29℃至-14℃，-14℃至-19℃；
-19℃至-4℃，-4℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至1℃；
1℃至16℃，16℃至11℃；
11℃至26℃，26℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至31℃；
31℃至46℃，46℃至41℃；
41℃至56℃，56℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至61℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为61℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例9
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-25℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-25℃经历10个加热循环升温至最终温度为55℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为7℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大8℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为8℃/分钟，10个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-25℃至-10℃，-10℃至-17℃；
-17℃至-2℃，-2℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至-1℃；
-1℃至14℃，14℃至7℃；
7℃至22℃，22℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至23℃；
23℃至38℃，38℃至31℃；
31℃至46℃，46℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至47℃；
47℃至62℃，62℃至55℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为55℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例10
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-9℃经历10个加热循环升温至最终温度为61℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为8℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大7℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为9℃/分钟，10个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-2℃；
-2℃至13℃，13℃至5℃；
5℃至20℃，20℃至12℃；
12℃至27℃，27℃至19℃；
19℃至34℃，34℃至26℃；
26℃至41℃，41℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至40℃；
40℃至55℃，55℃至47℃；
47℃至62℃，62℃至54℃；
54℃至69℃，69℃至61℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为61℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例11
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-15℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-15℃经历10个加热循环升温至最终温度为45℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，10个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-15℃至0℃，0℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为45℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例12
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-9℃经历14个加热循环升温至最终温度为75℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，14个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至57℃；
57℃至72℃，72℃至63℃；
63℃至78℃，78℃至69℃；
69℃至84℃，84℃至75℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为75℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例13
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-21℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-21℃经历13个加热循环升温至最终温度为57℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，13个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-21℃至-6℃，-6℃至-15℃；
-15℃至0℃，0℃至-9℃；
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至57℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为57℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例14
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入液态二氧化碳使马铃薯切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-9℃经历12个加热循环升温至最终温度为63℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，12个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至57℃；
57℃至72℃，72℃至63℃；
(4)将经历第一脱水后的马铃薯切片进行第二脱水，得到干燥后的马铃薯切片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为63℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例15
(1)取新鲜、无腐烂变质的菠菜进行表面清洗处理，将菠菜切成长度为30mm和宽度为20mm的菠菜片置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液态二氧化碳使菠菜片温度降至-9℃，得到冷冻状态的菠菜片；
(3)将冷冻状态的菠菜片进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-9℃经历10个加热循环升温至最终温度为51℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，10个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
(4)将经历第一脱水后的菠菜片进行第二脱水，得到干燥后的菠菜片，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为51℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
实施例16
(1)取新鲜、无腐烂变质的草莓进行表面清洗处理置于干燥箱中；
(2)通过冷冻流体加入管向干燥箱通入低温液态二氧化碳使使草莓温度降至-9℃，得到冷冻状态的草莓；
(3)将冷冻状态的草莓进行第一脱水，第一脱水在10KPa下进行(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，通过10KW的微波进行加热，通过通入低温液态二氧化碳进行降温；从起始温度-9℃经历12个加热循环升温至最终温度为63℃，每个加热循环包括一个升温段和一个降温段，升温段的温度梯度为15℃，降温段的温度梯度为9℃，升温段温度梯度比降温段温度梯度大6℃；第一脱水的整体时长为2h，升温段的升温速率为10℃/分钟，降温段的降温速率为10℃/分钟，12个加热循环的具体温度数值详见如下所示：
-9℃至6℃，6℃至-3℃；
-3℃至12℃，12℃至3℃；
3℃至18℃，18℃至9℃；
9℃至24℃，24℃至15℃；
15℃至30℃，30℃至21℃；
21℃至36℃，36℃至27℃；
27℃至42℃，42℃至33℃；
33℃至48℃，48℃至39℃；
39℃至54℃，54℃至45℃；
45℃至60℃，60℃至51℃；
51℃至66℃，66℃至57℃；
57℃至72℃，72℃至63℃；
(4)将经历第一脱水后的草莓进行第二脱水，得到干燥后的草莓，第二脱水的压力为10KPa(可以通过抽气泵进行抽气控制压力)，温度为63℃，第二脱水的整体时长为0.5h。
对比例1
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片；
(2)使苹果切片温度降至-40℃以下并使苹果切片保持冷冻至少24小时，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片进行第一脱水，第一脱水的压力为1mmHg，使用微波加热将所述冷冻后的苹果切片经历8个间歇性加热并保温的循环后从-40℃升温至40℃，间歇加热的升温速率为10℃/分钟，每次升温10℃，每次加热并保温的时间为40分钟，得到干燥后的苹果片。
对比例2
(1)取新鲜、无腐烂变质的苹果进行表面清洗处理，削皮去核后，将苹果切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的苹果切片；
(2)使苹果切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的苹果切片；
(3)将冷冻状态的苹果切片以升温速率为10℃/分钟、升温梯度为5℃，进行多次升温过程后升温至65℃，得到干燥后的苹果切片。
对比例3
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片；
(2)使马铃薯切片温度降至-40℃以下并使马铃薯切片保持冷冻至少24小时，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片进行第一脱水，第一脱水的压力为0.1-2mmHg，使用微波加热将所述冷冻后的马铃薯切片经历多个间歇性加热的循环后从-40℃升温至55℃，间歇加热的循环时间为20-40分钟，得到干燥后的马铃薯片。
对比例4
(1)取新鲜、无腐烂变质的马铃薯进行表面清洗处理，削皮后，将马铃薯切成厚度为5mm、长度为20mm和宽度为15mm的马铃薯切片；
(2)使马铃薯切片温度降至-9℃，得到冷冻状态的马铃薯切片；
(3)将冷冻状态的马铃薯切片以升温速率为10℃/分钟、升温梯度为5℃，进行多次升温过程后升温至70℃，得到干燥后的马铃薯切片。
对比例5
(1)取新鲜、无腐烂变质的菠菜进行表面清洗处理，将菠菜切成长度为30mm和宽度为20mm的菠菜片；
(2)使菠菜片接触低温液氮使其温度降至-40℃以下并使菠菜切片保持冷冻至少24小时，得到冷冻状态的菠菜片；
(3)将冷冻状态的菠菜片进行第一脱水，第一脱水的压力为1mmHg，使用微波加热将所述冷冻后的菠菜片经历8个间歇性加热并保温的循环后从-40℃升温至50℃，间歇加热的升温速率为10℃/分钟，每次升温10℃，每次加热并保温的时间为40分钟，得到干燥后的菠菜片；
(4)将经历第一脱水后的菠菜片进行第二脱水，得到干燥后的菠菜片，第二脱水的压力为10KPa，温度为50℃，第二脱水的整体时长为1h。
对比例6
(1)取新鲜、无腐烂变质的草莓进行表面清洗处理；
(2)使草莓接触低温液氮使其温度降至-9℃，得到冷冻状态的草莓；
(3)将冷冻状态的草莓进行第一脱水，第一脱水过程以升温速率为10℃/分钟、升温梯度为5℃，进行多次升温过程后升温至62℃；
(4)将经历第一脱水后的草莓进行第二脱水，得到干燥后的草莓，第二脱水的压力为10KPa，温度为62℃，第二脱水的整体时长为1h。
对比例7
(1)取新鲜、无腐烂变质的草莓进行表面清洗处理；
(2)使草莓接触低温液氮使其温度降至-9℃，得到冷冻状态的草莓；
(3)将冷冻状态的草莓置于实验型真空冷冻干燥机中，冷冻温度为-45℃，真空泵压力为10KPa，冷冻时间为20h。
测试实施例1
通过液相色谱法测定实施例1-7、对比例1-2得到的干燥后的苹果切片的维生素C含量；通过TA-XT 2i/50型质构仪测定实施例1-7、对比例1-2得到的干燥后的苹果切片的的脆度和硬度，对实施例1-7、对比例1-2得到的干燥后的苹果切片采用CR-400色差仪选择L*a*b方法测定色泽变化值ΔE；采用干燥法测定干燥后苹果片的含水量；具体数据详见表1。
测试实施例2
将实施例8-14、对比例3-4得到的干燥后的马铃薯片进行色泽观察，通过液相色谱法测定实施例8-14、对比例3-4得到的干燥后的马铃薯片中维生素C含量，采用TA-XT2i/50型质构仪测定实施例8-14、对比例3-4得到的干燥后的马铃薯片的脆度和硬度；采用CR-400色差仪选择L*a*b方法测定干燥切片的色泽变化值ΔE；采用干燥法测定干燥后马铃薯片的含水量；具体数据详见表2。
测试实施例3
观察实施例15和对比例5得到的干燥后菠菜片的颜色，通过UV2450紫外-可见分光光度计比色方法测定实施例15和对比例5得到的干燥后的菠菜片中叶绿素含量(包括叶绿素a和叶绿素b)，通过液相色谱法测定菠菜维生素C含量；分别将实施例15和对比例5得到的干燥后菠菜片在60℃温水中复水20min，测定菠菜的复水比，详细数据见表3。
测试实施例4
采用CR-400色差仪选择L*a*b方法测定干燥草莓的色泽变化值ΔE；通过液相色谱方法测定实施例16和对比例6、7得到的干燥后草莓的维生素C含量；采用TA-XT 2i/50型质构仪测定干燥草莓的脆度和硬度；通过GC/MS分别测定实施例16和对比例6得到的干燥后草莓中酯、醛、醇、酮、酸类香气成分的总相对质量百分数，详细数据见表4。
表1
表2
表3
表4
通过上述实施例可知，本发明得到的干燥后的苹果片色泽基本保持原色、而对比例得到的的苹果片色泽变化较大，通过本发明的干燥方法得到的苹果片质地硬脆，而对比例得到的苹果片结构酥软，发棉；就营养成分而言，本发明得到的苹果片中维生素C的含量均高于对比例得到的苹果片；通过显微镜和电镜观察发现，通过本发明的干燥方法得到的苹果片的细胞间隙更加致密，对比例1-2得到的干燥后的苹果片的细胞间隙较大，本发明的干燥法对苹果片进行干燥后能使微观层面上苹果片中细胞间更加致密，因此可以使苹果片更加硬脆、脆度更高。本发明得到的马铃薯片色泽与干燥前基本相同，而对比例得到的马铃薯片色泽深且晦暗；本发明的干燥方法得到的马铃薯片中维生素C含量均高于对比例得到的马铃薯片，并且脆度也合适。本发明干燥方法得到的菠菜片颜色为鲜艳的绿色，复水性显著优于对比例得到的菠菜片。本发明干燥方法可以对整个草莓进行干燥，并且干燥后草莓中维生素C含量均高于对比例中的干燥后的草莓，本发明的干燥方法能够更好地保留草莓的香气，并且草莓的色泽变化小。
通过上述实施例可以看出，优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大2-8℃；再优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大3-7℃；最优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大4-6℃，在升温段温度梯度和降温段温度梯度间差值依次为优选数值范围时，本发明的干燥物料方法得到的干燥后的苹果片或马铃薯片具有更优良的性质。本发明的干燥物料的方法在第一脱水中经过多个加热循环升温至的T可以为10℃至99℃之间的任意温度，优选为20℃至80℃之间的任意温度，进一步优选为25℃至75℃之间的任意温度，再优选为30℃至70℃之间的任意温度，最优选为50℃至65℃之间的任意温度，通过上述实施例可以看出，不同的物料最适合的干燥过程中的温度可能有所不同，苹果片在第二脱水过程中适合的温度为60-65℃；马铃薯片在第二脱水过程中最适合的温度为55-60℃；本发明对上述干燥温度的优选说明是基于大部分食品物料而言。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种干燥物料的方法，其特征在于，该方法使用一种干燥系统进行；该干燥系统包括冷冻设备和脱水设备；所述冷冻设备具有冷冻腔；所述脱水设备包括干燥箱、用于在所述干燥箱中发射能够加热水的微波的微波发射装置以及用于在所述干燥箱中产生负压的抽气装置；所述干燥箱具有脱水腔(1)和脱水腔壁(2)，所述脱水腔(1)为可气密封闭的腔体；所述脱水腔壁(2)上开设有可气密封闭的入料口和/或出料口；所述脱水腔(1)的下方设置有集水腔(5)，所述脱水腔壁(2)的底部开有集水孔(6)，所述集水腔(5)与所述集水孔(6)流体连通，所述集水腔(5)与所述脱水腔(1)之间具有存在塔板效应的流体连通；
该方法包括如下步骤：
(1)在所述冷冻设备的冷冻腔中，将待干燥的物料冷冻至0℃以下，使得待干燥的物料中的至少部分水结冰，得到冷冻后的物料；
(2)将所述冷冻后的物料置于干燥箱中并在第一脱水条件下进行第一脱水；得到第一脱水后的物料；
所述第一脱水条件包括：第一脱水压力为1Pa～90kPa，通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历多个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度；T0为选自-273℃至0℃之间的任意温度，T为选自10℃至99℃之间的任意温度；
所述加热循环包括依次进行的升温段和降温段，所述升温段的温度梯度大于所述降温段的温度梯度；所述升温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述升温段的起点温度所得的数值，所述降温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述降温段的终点温度所得的数值。
2.一种干燥物料的方法，其特征在于，该方法使用一种干燥系统进行；该干燥系统包括冷冻设备和脱水设备；所述脱水设备包括干燥箱、用于在所述干燥箱中发射能够加热水的微波的微波发射装置以及用于在所述干燥箱中产生负压的抽气装置；所述冷冻设备包括集热器、压缩机和散热器；所述集热器设置于所述干燥箱中；或者，所述冷冻设备包括冷冻流体储存罐和冷冻流体加入管，所述冷冻流体加入管通入所述干燥箱中；所述干燥箱具有脱水腔(1)和脱水腔壁(2)，所述脱水腔(1)为可气密封闭的腔体；所述脱水腔壁(2)上开设有可气密封闭的入料口和/或出料口；所述脱水腔(1)的下方设置有集水腔(5)，所述脱水腔壁(2)的底部开有集水孔(6)，所述集水腔(5)与所述集水孔(6)流体连通，所述集水腔(5)与所述脱水腔
(1)之间具有存在塔板效应的流体连通；
该方法包括如下步骤：
(1)在干燥箱中，通过集热器、压缩机和散热器将待干燥的物料冷冻至0℃以下，或者通过冷冻流体加入管将冷冻流体储存罐中的冷冻流体通入干燥箱中，使得待干燥的物料中的至少部分水结冰，得到冷冻后的物料；
(2)将所述冷冻后的物料置于干燥箱中并在第一脱水条件下进行第一脱水；得到第一脱水后的物料；
所述第一脱水条件包括：第一脱水压力为1Pa～90kPa，通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历多个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度；T0为选自-273℃至0℃之间的任意温度，T为选自10℃至99℃之间的任意温度；
所述加热循环包括依次进行的升温段和降温段，所述升温段的温度梯度大于所述降温段的温度梯度；所述升温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述升温段的起点温度所得的数值，所述降温段的温度梯度是指所述升温段的终点温度减去所述降温段的终点温度所得的数值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括：(3)在干燥箱中，将所述第一脱水后的物料在第二脱水条件下进行第二脱水，得到第二脱水后的物料；所述第二脱水条件包括：第二脱水的压力为1Pa～90kPa，温度为T。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，待干燥的物料在所述干燥箱中进行所述第一脱水的时间和所述第二脱水的时间之和为10-600分钟，优选为60-120分钟。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，T0为选自-200℃至-5℃之间的任意温度，T为选自20℃至80℃之间的任意温度；优选地，T0为选自-200℃至-5℃之间的任意温度，T为选自15℃至75℃之间的任意温度；优选地，T0为选自-100℃至-10℃之间的任意温度，T为选自30℃至70℃之间的任意温度；优选地，T0为选自-65℃至-15℃之间的任意温度，T为选自50℃至65℃之间的任意温度。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过微波发射装置使用微波加热将所述冷冻后的物料经历n个加热循环后从为T0的起始温度升温至为T的终末温度，n为10-50的整数，优选为15-30的整数。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大1-10℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大2-8℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大3-7℃；优选所述升温段的温度梯度比所述降温段的温度梯度大4-6℃。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述升温段的温度梯度为2-15℃之间的任意数值，优选地，所述升温段的温度梯度为3-10℃之间的任意数值。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述升温段的升温速率为0.1-10℃/分钟，所述降温段的降温速率为0.1-10℃/分钟；所述升温段的升温速率为1-5℃/分钟，所述降温段的降温速率为1-5℃/分钟。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述微波加热所用的微波的频率适用于加热水；相对于每千克的待干燥的物料，所述微波加热的功率为0.1-10kW，优选1-5kW。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述物料包括食品和/或药品。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述集水孔(6)中设置有从内侧壁向下倾斜的多个塔板(1-1)，相邻塔板(1-1)相对设置并且二者的竖直投影部分重叠。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述集水孔(6)的底端沿径向向外设置有延伸边(1-4)，延伸边(1-4)套接有气囊(1-3)，气囊(1-3)上部开设有流水孔(1-2)。
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