大型海藻干燥技術研究進展

江 濤， 黃一心， 歐陽杰， 朱 燁

(中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所，農業部漁業裝備與工程重點實驗室，上海 200092)

大型海藻干燥技術研究進展

江 濤， 黃一心， 歐陽杰， 朱 燁

(中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所，農業部漁業裝備與工程重點實驗室，上海 200092)

干燥是海藻儲存、加工、生產的重要方法之一，不同的干燥方式對海藻脫水效率、能耗和品質影響很大。本文對藻類傳統干燥和新型干燥技術的特點、研究及應用現狀進行了分析。研究表明，太陽能干燥技術能夠充分做到干燥過程中綠色、環保，與空氣熱泵構成組合干燥模式，可解決太陽能不連續的問題；過熱蒸汽干燥效率高、能耗低，藻類干燥后復水性好；真空冷凍干燥產品品質好，能最大限度保持藻類的營養和功能性成分；遠紅外加熱技術對海帶進行干燥，與同風速的熱風干燥相比，可顯著縮短干燥時間，降低能耗；微波真空干燥技術干燥江蘺，在保持品質的基礎上干燥時間較熱風干燥減少70%。本文同時對藻類干燥技術與設備存在的問題進行了總結，對國內藻類干燥技術及裝備的發展趨勢進行了展望并提出了措施與建議。

干燥技術；海藻；微波干燥；太陽能干燥；過熱蒸汽干燥

2014年，全球海藻產量達到2 850萬t，其中海水養殖產量2 730萬t(占比96%)，主要養殖品種為麒麟菜(Eucheumaserra)和海帶(Saccharinajaponica)，產區主要集中在亞洲，日本、中國和朝鮮半島的產量占世界海藻產量的69%[1]。2007—2016年，我國海藻養殖產量大幅增加，由133.55萬t遞增至216.93萬t，增勢迅猛，養殖品種主要為海帶、裙帶菜(Undariapinnatifida)、條斑紫菜(Porphyrayezoensis)和壇子菜(Porphyrahaitanensis)等[2]。藻類大多可直接食用，營養價值高。藻類主要加工成食品和保健品，部分加工成飼料、餌料、肥料、藥物等[3-4]。大型海藻收獲具有明顯的季節性，南方光照充分，溫度較高，如福建等地海帶成熟期較早，一般4、5月份即可采收[5]，北方山東、遼寧等地通常7月份采收[6]。海藻的含水率通常在90%以上，如未能及時處理，堆放過久，容易滋生腐敗，影響品質[7]。

目前大宗藻類如海帶等的初級處理方法主要為鹽干或淡干[8]。晾曬是海帶淡干的主要工序，海帶晾曬過程中，需要消耗大量的勞力。隨著人工成本的提升，已經無法滿足藻類晾曬作業的需求，而且晾曬的環境衛生、天氣變化都會對干燥品質有很大的影響。藻類干燥設備大多在傳統熱風干燥設備的基礎上進行改制，干燥產量、品質和能耗受原技術的限制，難以有質的提升；同時，對海帶、裙帶菜等的高效組合干燥技術缺乏系統性研究，缺乏量產的專業機械化干燥裝備，限制了產業的發展。

1 自然干燥

隨著我國藻膠工業的興起，自然干燥(即淡干)是海帶、龍須菜等作為藻膠原料的主要初級處理方法。由于干燥過程中無需額外能耗，干燥成本低，因此是我國海帶主要的脫水方式之一。晾曬時將海帶平攤放置在露天沙灘上或晾曬在網架、繩架上，需要人工翻曬，整個晾干過程工作強度大，需要大量勞力。晾曬場地要求能長時間接受日光照射，地勢平坦略微傾斜，以利排水，并鋪設一層直徑5～7 cm的小石等[9]。海帶在晾曬過程中，易受鳥類、蚊蠅、沙塵的污染，食品安全得不到保障。晾曬過程中，光照強度大小將直接影響海帶加工的品質。因此，大型藻類的自然晾曬，存在著效率低、干燥時間長、干燥不均勻、鮮度和質量下降等缺點[10]。

2 設備干燥

2.1 熱風干燥

熱風干燥以熱空氣為干燥介質，通過對流循環的方式與物料進行濕熱交換[11]。目前海帶、紫菜以及裙帶菜等藻類普遍采用熱風干燥方式。裙帶菜采用回轉筒引入熱風進行干燥，濕料在筒內經抄板揚起，熱風穿過回轉筒與物料充分接觸，濕空氣通過引風機排出，完成熱質傳遞過程，進口處熱風溫度110℃～130℃，物料含水率從80%～90%降至12%～13%[12]。海帶熱風干燥室采用隧道結構，通過引入熱風進行干燥。在干燥初期從干燥室及旁路的兩個通風口排出高溫氣體，待海帶含水率低于50%時，使含有水分的排氣溫風一部分逆向流入旁通通道，在干燥室內循環，防止靠近溫風送入口側的海帶干燥過頭，同時，也防止排氣口側的海帶干燥遲緩。與自然干燥相比，干燥時間縮短一半，效率較高(圖1)[13]。熱風干燥設備結構簡單，易于操作，廣泛應用于各類大型藻類干燥。但存在干燥速度低、能耗大以及干燥之后產品風味及復水性較差等缺點。

圖1 海帶熱風干燥裝置

2.2 過熱蒸汽干燥

過熱蒸汽干燥[14-15]是近十年發展起來的一種被認為技術可行、潛力極大的全新干燥技術。歐美等發達國家利用過熱蒸汽干燥效率高、物料防氧化及殺菌消毒等優點在諸多領域的干燥環節取得了一定的成功，如木材、煤礦、造紙、畜牧、陶瓷、污泥、香苗、水果、蔬菜、海產品等[16]。20世紀初，德國科學家最先提出了過熱蒸汽干燥設備的模型[17]。

能耗方面，采用常規的熱風干燥將藻類含水率從85%降至20%需大量能耗，如采用過熱蒸汽干燥，能耗將大幅降低。國外研究人員提出了基于熱循環技術的褐藻(Laminariajaponica)過熱蒸汽干燥工藝(圖2)[18]，并對其能耗性能進行了評估。以海帶作為干燥試驗樣品，在蒸汽溫度301.4℃、壓力277.5 kPa、流量833.33 kg/h的條件下，與傳統的熱風干燥回收系統相比，過熱蒸汽干燥所需能耗減少90%。

在干燥速率與品質方面，過熱蒸汽干燥速度快，干燥效率及品質高。紫菜經燙漂后進行過熱蒸汽干燥可提高干燥速率，蒸汽溫度越高，干燥時間就越短。過熱蒸汽干燥有助于改善其外觀品質和復水性[19]。因此，過熱蒸汽干燥技術應用于藻類食品加工領域將有廣闊的市場前景。

過熱蒸汽干燥機理可應用于多種干燥方式，如烘箱干燥、滾筒干燥、流化干燥以及對撞式干燥等。國內研究人員基于過熱蒸汽干燥的基礎理論著重對烘箱烘干機、隧道式烘干機和固定床干燥機進行了研究，并建立了相應的數學模型。在應用研究方面，通過提高過熱蒸汽回收技術，以減少干燥器的能耗，比對再循環熱空氣干燥系統及傳統熱風干燥系統，分別可節省能耗達46%和95%[20]。由于過熱蒸汽干燥技術干燥機理復雜，且基礎研究不夠，尤其針對藻類干燥工藝的模型缺乏，目前在國內尚處于實驗室階段，應用較少。

圖2 基于蒸汽循環技術的過熱蒸汽干燥裝置

2.3 太陽能干燥

2.3.1 溫室型干燥

溫室型干燥系統中，干燥室內的被干物料直接受太陽光輻射，此類干燥裝置造價低，結構簡單，便于建造，適用于干燥溫度低、允許直接吸收太陽光的干燥對象，干燥室內可輔助添加排濕或空氣流動裝置提高干燥效率[21]。Zaman等[22]于20世紀80年代中期所做的稻谷混合干燥、溫室干燥、自然干燥的3種太陽能干燥裝置中，物料同一時間的干燥溫度分別為51℃、46℃、33℃，混合型干燥器的干燥速率最高，溫室次之，自然干燥效率最低。國外構建了一種長18 m、寬3.75 m的太陽能隧道式干燥機，實現了棉花的工業化干燥生產，運行成本是燃油干燥設備的15%[23]。國內研究人員構建了小型溫室干燥器模型，通過實驗獲得了物料中水分的蒸發速率與周圍空氣狀態的定量關系，建立了比較完整的溫室型太陽能干燥裝置動態數學模型[24]。由于藻類一般含水率較高，溫室型干燥溫度低，難以在短時間內干燥物料，因此，國內外鮮有基于溫室型干燥模式對海藻干燥機理的研究，一般多為混合式干燥或組合干燥模式。

2.3.2 集熱型干燥

太陽能集熱器型干燥系統由空氣集熱器、干燥室及送風裝置組成，空氣通過集熱器加熱后，鼓風機將熱空氣送進干燥室。熱空氣進入干燥室后與干燥物發生熱質交換。為提高干燥效率，系統中利用鼓風機強迫空氣循環，加速傳熱傳質過程。由于集熱器與干燥室分離，可適用于避免陽光直射的物料干燥。國外研究人員構建了一種帶儲熱柜的集熱型干燥器(圖3)[25]，白天光照充足，收集的熱能大部分用于干燥物料，剩余熱能被儲于熱柜；晚上釋放儲存熱能用于除濕，提高干燥效率。改進后的煙囪可降低因太陽能干燥器出口外部較低溫度致使空氣倒流的影響，減小了運行過程中的熱能損失，提高了太陽能干燥器的性能[26]。集熱型裝置可干燥處理某些不能直接陽光曝曬的藻類。對比自然陰干和溫室型干燥模式，干燥時間大幅縮短[27-32]。

圖3 帶儲熱柜的集熱型太陽能干燥器

2.3.3 溫室-集熱器混合型干燥

近年來，隨著太陽能干燥技術的興起，結合溫室干燥和集熱器干燥方式長處的溫室-集熱器混合型干燥新技術應運而生。這種干燥系統將溫室和空氣集熱器相結合，干燥對象從溫室直接吸收太陽能，并受到來自空氣集熱器熱風的加熱。當溫室采光面積與集熱器面積相等時，溫度可提高 5～10℃[33]。近年來，馬來西亞國立大學太陽能研究所(SERI)已在當地成功研制并示范了一種新型綠色節能的V形屋頂混合型太陽能干燥系統(圖4)[34]，并研究了干燥海藻的機理與干燥工藝?；旌闲吞柲芨稍锵到y采用強制對流間接干燥的方式。太陽能烘干機由風機、干燥室、V形鋁制屋頂、太陽能集熱器和聚四氟乙烯網帶托盤組成，側墻采用透明的聚碳酸酯板，便于陽光照射。干燥系統集熱面積2 286 m2，干燥室面積3 630 m2，空氣流量為 0.01～0.05 kg/s，干燥溫度可達40℃～60℃[35-36]。

圖4 混合式太陽能干燥系統

在研究干燥器的同時，國外對太陽能干燥藻類的工藝做了深入研究，研發出了針對卡帕藻(Kappaphycus striatum)的一種“桑拿”干燥新工藝，獲得了該物種的干燥動力學模型。在陽光輻射500 W/m2，空氣流量0.056 kg/s的條件下，與傳統太陽直射干燥方式相比，可節省干燥時間57.9%[37]。

2.3.4 熱泵太陽能組合干燥

研究發現，利用熱泵干燥節能效果顯著，較普通熱風干燥節能50%以上[38]。因此，如能將熱泵干燥技術應用到藻類干燥加工中，將有助于改善能源緊張狀況。但由于大功率熱泵機組價格普遍偏高，將熱泵與太陽能干燥技術進行優化組合，可克服太陽能干燥分散性大、熱值低、溫升小、干燥速度低以及易受到天氣、氣候條件限制，干燥過程不穩定等缺點，同時降低了熱泵干燥成本[39]。利用熱泵太陽能組合干燥系統(圖5)對龍須菜進行干燥加工，批次干燥時間可縮短6～10 h[40]，并且保障了龍須菜的生產安全及干燥品質。

圖5 熱泵太陽能組合干燥系統

2.4 真空冷凍干燥

真空冷凍干燥技術可使物料在低溫狀態下被迅速干燥，從而減小熱敏產品的變性，保持產品原有特性[41]。全球第一臺食品真空冷凍干燥設備于1943年在丹麥問世，經過半個多世紀的發展，現在工業發達國家都具備自主研制食品凍干機的能力。近十年來，經過高校、科研院所及生產廠家的共同努力，食品凍干裝置國產化取得了重大進展。例如清華大學核能技術設計研究院研制的TH-FD 50型凍干機和中科院蘭州物理研究所研制的DG系列凍干機[42]。國內20世紀90年代即開展真空冷凍干燥海帶試驗，冷凍干燥鮮海帶蛋白質的含量比曬干海帶高59.2%，碘含量高29.2%[43]，證明了真空冷凍干燥技術具有物料高復原性的優點，營養損失小，能更好地保持樣品理化特性，干燥后物料品質佳。但真空冷凍干燥過程費時長，耗能多，成本高，投入大。

2.5 紅外線干燥

國內研究人員基于物料的紅外吸收特性，開發了一套新的紅外加熱對流干燥系統，研究了風速與紅外發射波長對海帶加熱與干燥特性的影響，與同風速的熱風干燥相比，可縮短干燥時間57%，節約能耗58%[44]。紅外線干燥使產品內外受熱均勻，不需加熱介質，可以在縮短干燥時間的同時有效提高能量利用率和產品質量。熱泵干燥中后期，空氣與干燥物料之間的傳質系數變小，除這些水分需要較長的干燥時間和較多的能量消耗，為了維持干燥溫度的穩定，大部分電能以熱能的形式排出，濕效率很低[45-47]。因此，通過紅外線干燥與熱泵干燥技術的組合，紅外輔助熱泵在干燥后期呈現濕度快速下降的現象，表明紅外輔助熱泵干燥除濕能力增強[48]。

2.6 微波真空干燥

微波熱源以輻射加熱的形式直接作用物料，無須通過其它傳導來傳遞熱量，在真空干燥工藝中能充分發揮熱源優勢，加熱速度快，干燥效率高，可有效縮短干燥時間。通過構建熱對流與微波真空聯合式系統，用熱空氣對流除去容易去除的水分，再用微波真空干燥技術處理較難去除的水分，直至干燥最后階段，可節約能耗并獲取較好的品質。國內研究人員針對江蘺開展微波真空干燥技術研究，干燥時間減少70%，蛋白質保留率更高[49]。微波與遠紅外熱源聯合應用于真空干燥中，可優勢互補，顯著提高物料的干燥品質，避免微波干燥的燒糊現象[50]。盡管微波真空干燥優點突出，但目前還很少有工業化設備運行，主要原因在于設備的投入費用以及在干燥生產過程中電耗成本較高。

2.7 不同干燥類型特點及性能

表1將不同干燥技術的特點、性能及適用范圍進行了比較，便于研究人員開展后續深入研究。

3 未來發展趨勢

3.1 干燥能源綠色化

藻類干燥裝備技術的發展趨勢主要圍繞大宗藻類干燥產品的質量、干燥效率和綠色能源利用而展開。藻類干燥需要消耗大量的能源，傳統能源存在著不可再生、污染排放嚴重的問題，綠色能源的合理利用已經成為當今發展的必然趨勢。藻類干燥由單純的溫室干燥模式發展到溫室與集熱結合在一起的混合干燥模式，并且與熱泵干燥組合，解決白天陽光不充足、夜間缺乏光照、無法保持物料持續干燥的難題。利用白天太陽充足時蓄熱、晚間釋放儲存熱能，保持干燥環境方式不斷優化。

3.2 干燥技術工藝化

干燥系統由多種干燥技術集成組合應用，通過干燥初期、末期不同含水率的特征，初期采用加快干燥速率提高產量，末期采用以保持干燥品質為主的組合型干燥技術，有助于在保持干燥品質的基礎上提高產量。在藻類干燥工藝方面進行研究，針對物料在不同干燥階段其含水率和其他物性對干燥的要求，提出溫度-時間階梯化干燥模式，使干燥過程控制區域精細化。

3.3 余熱利用最大化

作為節約干燥能耗重要手段的余熱回收技術將被充分利用，國外對此做了深入的研究。熱管是回收余熱的主要元件，一般只適用于100℃～250℃的高溫余熱。然而藻類熱風干燥出口溫度低于80℃時，普通熱管的傳熱效率明顯下降。因此針對30℃～60℃溫度區間余熱回收的熱管技術，以及高效回收余熱的壓縮式熱泵技術的研究，將有助于提高了余熱利用的效能，使余熱利用最大化。

4 問題與不足

4.1 大宗藻類干燥缺乏機械化裝備支撐

表1 干燥類型、性能及適用范圍

目前大宗藻類如海帶等初級處理主要為腌制或自然干燥，需要大量人工將采收后的海帶晾曬，隨著人工成本的提升，勞力已經逐漸無法滿足藻類晾曬作業的需求，而且晾曬的環境衛生情況、天氣變化都會對干燥產品有很大的影響。藻類干燥設備大多在傳統熱風干燥設備基礎上進行改制，干燥產量、品質和能耗受原裝備技術的限制，難以有質的提升。海帶、裙帶菜等高效組合干燥技術缺乏系統性研究。機械化干燥裝備技術仍處于初級階段，限制了產業的發展。

4.2 綠色、清潔能源利用依然不夠

藻類干燥需要大量能耗，目前海帶、紫菜和裙帶菜等干燥的熱源大多沿用10 t、20 t以下的小型燃煤蒸汽鍋爐。根據新的環境保護法，20 t以下燃煤鍋爐將逐漸被并網或改用電、天然氣等清潔能源。清潔、綠色能源替代工作涉及到能耗、熱值等的匹配，甚至需要對原有除濕方式的改進與優化。藻類高效干燥系統的太陽能應用技術涉及集熱效率、合理風道模型分析、除濕智能控制系統等，技術條件復雜。如果完全依靠生產企業自發尋找替代熱源，并對原有裝備進行升級改造，其研發能力明顯不足，導致綠色、清潔能源的推廣利用難以開展。

4.3 高新藻類干燥技術研究及裝備化明顯不足

國內科研人員對干燥技術的研究由傳統的熱風干燥逐漸深入到過熱蒸汽干燥、微波真空干燥、太陽能熱泵等多種組合干燥形式，雖然在單一、少量藻類干燥特性方面取得了一定的進展，但還無法取得良好的應用效果。干燥裝備由實驗、中試乃至實際生產應用，關鍵技術研發不夠，難以形成成套技術裝備。新型專業化干燥裝備技術提升進展緩慢。如20世紀80年代從日本引進條斑紫菜干燥設備，經消化吸收，已經能夠完全實現國產化，然而壇紫菜質地與條斑紫菜有區別，采用條斑紫菜干燥設備加工壇紫菜，干燥后的成品破壞嚴重、合格率低。同樣，海帶干燥借用紫菜干燥系統也有問題?？傊?，特定干燥對象的專業化干燥設備嚴重缺乏，技術創新不足。

4.4 藻類干燥系統缺乏余熱回收利用

國內藻類干燥系統主要以熱風干燥為主，干燥初期經蒸汽熱交換產生的熱風與物料接觸后攜帶大量水分直接排放至空氣中，達到快速排除水分的目的。但在干燥后期，熱風所能帶走的水分越來越少，由于缺乏余熱利用技術，排氣熱能損失大，能耗高，造成大量能源浪費。

5 技術研發重點

5.1 大力推進潔凈能源的利用，實現節能環保

傳統燃煤蒸汽鍋爐的污染排放嚴重，政府應當主導推進對原有熱源系統升級改造，采用熱效率更高的、對生態環境低污染或無污染能源如天然氣、清潔煤、太陽能等的利用。

5.2 重視新技術、新裝備的研發，實現提質增效

過熱蒸汽干燥技術在褐藻、紫菜的干燥速度及品質上較常規熱風干燥有很大優勢，適合大宗海藻的快速干燥。因此需要產-學-研密切合作，在理論及應用中仍有大量工作需要開展，最終實現工業化生產。如該設備能研制成功，可與藻類采收系統集成在同一條船上，實現海藻機械化采收、干燥一體化。

太陽能干燥技術采用可持續的綠色能源，為解決在干燥海藻過程中能源密度低、能量供應不穩定的問題，國內外研究人員采用與熱泵作為輔熱的組合干燥形式，彌補上述非持續性供能的短板，確保了干燥的品質。因此創新開展遠紅外-熱泵、冷凍-真空、微波-真空、太陽能-空氣熱泵等組合干燥技術的研發，可形成一批低排放、無污染的高效、高品質的組合干燥系統，達到節能減排，實現可持續發展。針對大型藻類初級加工干燥，開發輕簡化晾、翻曬裝置，實現作業過程機械化，大幅降低勞動強度及生產作業人數，提高作業效率。

5.3 構建藻類干燥特征庫，實現干燥工藝標準化

針對太陽能干燥、熱風干燥、過熱蒸汽干燥以及多種組合干燥等不同干燥方式，選用不同藻類(海帶、裙帶菜等)干燥原料，研究干燥過程動力學特性，構建干燥數學模型，并通過實驗驗證與優化，形成多種藻類干燥特征數據庫。通過藻類干燥工藝標準化，指導生產實踐。

5.4 突破熱能回收技術，減少熱能損失

在藻類干燥過程中，采用除濕機和熱管換熱器回收排氣熱能,可顯著減少能耗和煙塵對大氣的污染。過熱蒸汽含有大量潛熱，熱回收是節能的關鍵?；诨厥盏淖曰責峒夹g[51]不僅可以回收潛熱也可以回收顯熱，在干燥過程中充分實現節能、減排與降耗。因此研發熱能回收技術具有重要意義和廣闊的發展前景。

5.5 升級智能控制系統，提升藻類干燥品質

應用先進的流體分析軟件，對干燥室的形狀及室內形成的氣流、熱場包括干燥余熱情況等進行模擬分析與優化，在此基礎上形成最優化的干燥系統。通過構建融合機器視覺、嗅覺等智能技術，對干燥物料的色澤深淺、氣味濃淡進行客觀品質評估與篩選，智能調控干燥溫度、風量與時間，保存物料在干燥過程中的最佳質量和最低能耗，克服人工憑經驗操作的誤區，提升物料干燥效率與品質。

6 結語

圍繞大宗藻類干燥，創新干燥技術，突破產能與品質的瓶頸；注重干燥理論研究與工業應用的結合；節能、環保以及多種組合干燥設備創新集成將成為今后發展的主流。智能化技術運用將推動我國干燥技術的創新，有助于大幅提升干燥品質。集成藻類干燥—加工、收獲—干燥于一體的專業化系統，將促進產業化發展。因此，需要產學研聯合攻關，也需要得到政府相關主管部門的支持，才能使我國藻類干燥技術的發展進入新的里程。

□

[1] FAO.2014 FAO yearbook [M].Italy:Rome,2016: 18-30.

[2] 農業部漁業漁政管理局.中國漁業統計年鑒[M].北京:中國農業出版社,2016: 23-29.

[3] 畢列爵.藻類的經濟價值[J].生物學通報,2004,39(7): 14-15.

[4] 李干蓉.藻類植物的經濟價值與對人類的意義[J].銅仁職業技術學院學報(自然科學版),2011,9(2): 27-29.

[5] 劉新永,林國富.下滸鎮海帶產業發展現狀及建議[J].福建農業科技,2017(1): 58-61.

[6] 李曉川.我國鮮海帶加工的綜合利用[J].中國水產,2012(10): 22-23.

[7] 陳傳帥.大型海藻褐藻的水熱處理研究[D].大連：大連理工大學,2017.

[8] 王承祿,盧樹長,湯庭耀.威海市海帶養殖加工綜述[J].現代漁業信息,1997,12(11): 1-5.

[9] 沈毅.日本的海帶干燥加工技術[J].水產養殖,1988(1): 33-34.

[10] 陳文偉.海帶干燥法[J].漁業機械儀器,1981(3): 22.

[11] ELMIZADEH A,SHAHEDI M,HAMDAMI N.comparision of electrohydrodynamic and hot-air drying of the quince slices[J]. Innovative Food Science & Emerging techniques,2017,43: 130-135.

[12] 康鵬.裙帶菜干燥技術[J].南京林業大學學報(自然科學版),1997,21(S1): 176-177.

[13] 陸友來.海帶干燥的方法及裝置[J].漁業機械儀器,1985(2): 26.

[14] 史勇春,李捷,李選友,等.過熱蒸汽干燥技術的研究進展[J].干燥技術與設備,2012,10(1): 3-9.

[15] 王學成,張緒坤,馬怡光,等.過熱蒸汽干燥及應用研究進展[J].農機化研究,2014(9): 220-225.

[16] SEHRAWAT R,NEMA P K,KAUR B P.Effect of superheated steam drying on properties of foodstuffs and kinetic modeling[J].Innovative Food Science and Emerging techniques,2016,34: 285-301.

[17] PRONYK C,CENKOWSKI S,ABRAMSON D.Superheated steam reduction of deoxynivalenol in naturally contaminated wheat kernels[J].Food Control,2016,17(10): 789-796.

[18] AZIZ M,ODA T,KASHIWAGI T.Enhanced high energy efficient steam drying of algae[J].Applied Energy,2013,109(2): 163-170.

[19] 盧燁,任彥蓮,方婷,等.紫菜過熱蒸汽干燥特性研究 [J].福建農林大學學報(自然科學版),2015(3): 320-328.

[20] LIA J,LIANG Q C,BENNAMOUN L.Superheated steam drying:Design aspects,energetic performances,and mathematical modeling[J].Innovative Food Science and Emerging techniques,2016,60: 1562-1583.

[21] OM PRAKASHN ANIL KUMAR.Solar greenhouse drying -a review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews ,2014,29: 905-910.

[22] ZAMAN MA,李疏芬.稻谷的薄層太陽能干燥[J].新能源,1989,42(2): 167-171.

[23] RATHORE N S,PANWAR N L.Design and Development of Solar Dryer of Convergent Nozzle type Flat Plate Collector[J]. Clean Techn Environ Policy ,2011,13: 125-132.

[24] 李元哲,范新,王四海.溫室型太陽能干燥過程的動態模擬[J].太陽能學報,1987,8(3): 270-276.

[25] VLACHOS N A,KARAPANTSIOS T D,BALOUKTSIS A I,et al.design and testing of a new solar dryer[J].Drying Technique,2002,20(5): 1239-1267.

[26] KUMARESAN S,RAHMAN M M,CHUH C M,et al.Developments in Sustainable Chemical and Bioprocess technique[M].Springer,Boston,MA : In: Pogaku R.,Bono A.,Chu C.(eds) ,2013: 145-150.

[27] JUANITO D B,JESSIE C E,IRENE D V.Design,development and performance testing of a novel Solar Dryer[J].Journal of Nature Studies,2016,15(1): 1-18.

[28] AMEL F,KAMARRUZZAMAN S,MOHD Y O,et al.Energy and exergy analyses of Solar-energy drying system of red seaweed[J].Energy and Buildings,2014(68): 121-159.

[29] BODA M A,DHORE N M,JADHAV M D,et al.Design and development of solar dryer of convergent nozzle type flat plate collector[J].REST Journal on Emerging trends in Modelling and Manufacturing ,2016,2(4): 109-113.

[30] MAUNDU N M,KOSGEI S K,NAKAJO Y.Design and analysis of solar dryer for Mid-Latitude region[J].Energy Procedia,2016,100: 98-110.

[31] TYLER J C,STEPHEN D E,SARAH R.Solar-dried kelp as potential feed in sea urchin aquaculture[J].Aquacult International,2017,25: 355-366.

[32] FUDHOLI A,OTHMAN M Y,RUSLAN M H,et al.Design and Testing of Solar Dryer for Drying kineticsofseaweedinMalaysia[C]//Wseas International Conference on Energy & Development environment biomedicine,2011: 119-124.

[33] 李洪斌,李志民,張躍,等.農副產品太陽能干燥技術的研究和發展[J].云南師范大學學報(自然科學版),2004,24(1): 40-43.

[34] ALI M K M,WONG J V H,RUSLAN M H,et al.Effectiveness the Drying time and Kinetic of Seaweed Kappaphycus Alvarezii var.Tambalang in Green V-Roof Hybrid Solar Drier[J].International Journal of Modern Mathematical Sciences,2014,10(2): 125-136.

[35] KAMARUZZAMAN S,AHMAD F,MOHD Y O,et al.R&D of Advanced Solar Dryers in Malaysia(1) Air Based Solar[EB/OL].(2017-4-1).http://www.wseas.us/e-library/conferences/2013/Malaysia/RESEN/RESEN-38.pdf.

[36] AHMAD F,MOHD H R,MOHD Y O,et al.Energy Consumption of Hybrid Solar-energy drying System(HSDS) with rotating rack for salted silver jewfish [EB/OL].(2017-11-01).http://www.wseas.us/e-library/conferences/2013/Malaysia/RESEN/RESEN-47.pdf.

[37] MAJID K M A,AHMAD F,JUMAT S,et al.Drying Kinetic Modeling and Effectiveness on Solar-energy drying Compared with Direct Drying in Drying[J].Energy and Power Engineering,2014,6(9): 303-315.

[38] 劉衛華,陳新華,沈啟揚.水產品熱泵干燥技術與設備研究[J].江蘇農機化,2011(3): 31-33.

[39] 張緒坤,胡文偉,張進疆,等.國內外熱泵干燥的現狀與展望[J].江西科學,2009,27(4): 629-633.

[40] 胡光華,劉清化,陳永春.熱泵太陽能組合干燥器在龍須菜加工中的應用研究[J].現代農業裝備,2010,179(11): 53-54.

[41] 徐成海,劉軍,王德喜.發展中的真空冷凍干燥技術[J].真空,2003,5(1): 1-7.

[42] 關柏鶴.食品真空冷凍干燥技術應用狀況與發展前景分析[J].肉類工業,2008(2): 24-26.

[43] 徐成海,王瓊先.真空冷凍干燥高含碘食品原料的實驗研究[J].真空與低溫,1996,2(2): 106-108.

[44] 王應強,張慜,武永福.海帶的紅外加熱對流干燥特性研究[J].隴東學院學報,2014,25(1): 36-40.

[45] 林喜娜,王相友,丁瑩.雙孢蘑菇遠紅外干燥神經網絡預測模型建立[J].農業機械學報,2010,41(5): 110-114.

[46] 王相友,林喜娜.果蔬紅外輻射干燥動力學的影響因素綜述[J].農業機械學報,2009,40(10): 114-120.

[47] 王相友,操瑞兵,孫傳祝.紅外加熱技術在農業物料加工中的應用[J].農業機械學報,2007,38(7): 177-182.

[48] 宋小勇,常志娟,蘇樹強,等.遠紅外輔助熱泵干燥裝置性能試驗[J].農業機械學報,2012,43(5): 136-141.

[49] 霍錦,張國琛,祝春柳,等.微波真空干燥江蘺的干燥特性及對蛋白質保留率的影響[J].大連海洋大學學報,2015,30(4): 405-409.

[50] 張國琛,徐振方,潘瀾瀾.微波真空干燥技術在食品工業中的應用與展望[J].大連水產學院學報,2014,19(4): 292-296.

[51] 溫祥東,張緒坤,鄒加富,等.過熱蒸汽干燥乏汽余熱利用技術[J].環境工程,2016,34(1): 145-149.

Researchadvancementsondryingtechniquesformacroalgaes

JIANGTao，HUANGYixin,OUYANGJie，ZHUYe

(KeyLaboratoryofOceanFishingVesselandEquipment,MinistryofAgriculture,FisheryMachineryandInstrumentResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Shanghai200092,China)

Drying is one of the important methods of storage,processing and production of algaes.Different drying methods have great influences on dehydration efficiency,energy consumption and quality of algaes.This paper analyzes the characteristics,research and applications between using the traditional drying technique and new drying technique for algaes.Researches showed solar-energy drying technique can fully realize the green and environmental protection,an solve the problem of solar energy discontinuity when working together air-source heat pumps;superheated steam-drying products are of high efficiency,low energy consumption,having good rehydration of algaes after drying;vacuum freeze-drying products are of high quality and can maintain the nutrition and functional components of algaes;the far-infrared heating technique is used to dry kelps,compared with the hot air drying,can shorten the drying time and reduce the energy consumption;for drying gracilaria with microwave vacuum drying technique,drying time decreased by 70% than that of air drying.Finally,in this paper,the problems existed in the algae drying techniques and equipment are summarized,the development trends of domestic algae drying techniques and equipment are discussed,and measures and suggestions are put forward.

drying techniques;algaes;microwave drying;Solar-energy drying;superheated steam drying

10.3969/j.issn.1007-9580.2017.06.014

2017-10-06

現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-50)；中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所基本科研業務費專項課題(2017YJS0017)

江濤(1969—)，男，研究員，研究方向：海洋漁業裝備及工程的研究與開發。E-mail: jiangtao@fmiri.ac.cn

TH36

A

1007-9580(2017)06-080-09