黃花菜的加工原理

一、平衡水分與自由水分在干燥過程中，植物材料中的水分根據(jù)其能否被排除而分為平衡水分和自由水分。

1、平衡水分

在一定溫度和濕度條件下，某一植物材料的含水率和周圍的空氣濕度達到平衡，即植物材料排出的水分水分量相等，此時植物材料的含水量稱為該溫度、濕度條件下的平衡水分，又稱平衡濕度或平衡含水率。只要外界的溫濕度條件不變，植物材料自身的含水量將維持不變，也就是說一種植物材料在一定的溫濕度環(huán)境條件下其平衡水是恒定的。平衡含水率是在這個溫濕度條件下干燥程度所能達到的極限。材料的平衡水分隨干燥介質(zhì)的溫度、濕度的改變而改變。介質(zhì)中濕度升高，即水蒸氣含量減少時，植物材料的平衡水分也隨之降低。在濕度不變的情況下，溫度升高，平衡水分就降低；溫度降低，平衡水分隨之升高。植物材料含水量達到平衡水分狀態(tài)時，水分的蒸發(fā)作用即行停止，同時植物材料的溫度與干燥介質(zhì)的溫度相等，干燥過程即告結(jié)束。

2、自由水分是植物材料在于燥過程中能排除的水分，也就是植物材料所含水分中大于平衡水分的部分。自由水分大部分是游離水，也有一小部分是膠體結(jié)合水。

二、水分外擴散與水分內(nèi)擴散

植物材料的水分向外蒸發(fā)依賴兩種作用，即水分外擴散與水分內(nèi)擴散。

水分的外擴散

即水分從植物材料表面蒸發(fā)到干燥介質(zhì)中的過程。植物材料的，表面積、空氣流動速度、濕度及空氣的相對濕度等與水分從植物材料表面的蒸發(fā)速度有著密切的關系。除相對濕度與蒸發(fā)速度呈負相關外，其它均與蒸發(fā)速度呈正相關。

水分的內(nèi)擴散

即水分在植物材料內(nèi)部，從含水是高的部位向含水量低的部位移動的過程。通常在干燥過程中，植物材料表面水分逐漸蒸發(fā)，漢表面含水量低于內(nèi)部時，造成植物材料內(nèi)部與表面水分間的水蒸汽壓差，水分就由含水量較高的內(nèi)部向含水量較低的表面移動。

植物材料在干燥過程中，水分蒸發(fā)是依賴水分的外擴散與內(nèi)擴散兩種作用共同完成的。這兩種擴散作用的平衡狀態(tài)會直接影響干燥花的質(zhì)量。例如水分外擴散速度遠遠超過內(nèi)擴散速度，植物材料表面會形成結(jié)殼現(xiàn)象，阻礙水分的進一步蒸發(fā)，此時植物材料外干內(nèi)濕。如內(nèi)部蒸氣壓繼續(xù)升高，體積繼續(xù)膨脹，常常會壓迫較軟、薄的組織或表面，使之脹裂。

三、表面汽化控制與內(nèi)部擴散控制

1、表面汽化控制

水分外擴散受表面汽化速度控制?？扇苄晕镔|(zhì)含量低的植物材料的水分內(nèi)部擴散速度往往高于表面水分的汽化速度，這時水分在表面汽化的速度控制著植物材料的干燥速度，這種情況稱表面汽化控制。屬于這類情況的植物材料，其干燥速度受干燥介質(zhì)狀況的影響較大?？諝飧稍锘蛭鼭裥詮姷奈鼭駝┛杉铀俑稍铩?

2、內(nèi)部擴散控制

可溶性物質(zhì)含量高的植物材料，內(nèi)部水分擴散速度較表面汽化速度低，這時內(nèi)部水分擴散速度對干燥過程起控制作用，稱為內(nèi)部擴散控制。屬于這種狀況的植物材料要促使其迅速干燥，就要加快水分內(nèi)擴散的速度。例如對植物材料進行熱處理后，可大大加快植物材料水份的內(nèi)擴散速度。

四、恒速干燥與減速干燥

植物材料在干燥過程中分恒速干燥與減速干燥兩個階段。

恒速干燥

在干燥過程初期，一定溫度下，單位時間水分的蒸發(fā)速度是恒定的，這時主要是去除植物材料中大量的自由水，水分在植物材料表面的汽化速度起控制作用，干燥速度不隨時間延長而變化，稱為恒速干燥。減速干燥當植物材料的含水量減少到50％一60％時，自由水已大量減少，除蒸發(fā)自由水外，開始蒸發(fā)部分束縛水。在一定溫度下，單位時間水分蒸發(fā)的速度隨干燥時間的延長而減慢，這種干燥過程稱減速干燥。這時植物材料內(nèi)部水分的擴散速度比表面汽化速度水，水分的內(nèi)部擴散速度對干燥過程起控制作用。

五、濕度梯度與溫度梯度

植物材料內(nèi)水分干燥的動力，是濕度梯度與溫度梯度。濕度梯度濕度梯度是水分內(nèi)擴散的動力，它使水分在植物材料內(nèi)部移動。通常水分分布呈由內(nèi)層向外層逐步降低的狀態(tài)，對植物材料不同層次的觀察可見內(nèi)層的含水量最高，表面含水量最低，水分由含水量高的內(nèi)部向含水量低的外部移動。濕度梯度的差異愈大水分內(nèi)擴散速度就愈快。

溫度梯度

影響水分內(nèi)擴散的還有溫度梯度。由于表面蒸發(fā)，植物材料內(nèi)部的溫度高于表面溫度，形成溫度梯度，水分借助溫度梯度沿熱流方向向外移動至表面，水分在植物材料表面汽化蒸發(fā)，從面降低了植物材料表面的熱量。

六、微波的干燥作用

微波技術(shù)是近代發(fā)展起來的新興技術(shù)，微波干燥技術(shù)對干花的加工有著重要的意義。微波是指頻率為300兆赫至300千兆赫，波長在1mm-1m的電磁波。微波對水分的作用，簡單地說就是材料在微波場中，將吸收微波能量轉(zhuǎn)化成熱量，使材料中水分升溫，從面加快蒸發(fā)過程。微波有很強的穿透能力，它對黃花菜的加熱過程為內(nèi)一外一起加熱，一般不會產(chǎn)生結(jié)殼的現(xiàn)象。由于微波只作用于極性分子，故為選擇性加熱，可黃花菜干燥均勻。微波干燥效率極高，可幾十倍成百倍地縮短干燥時間，對保證黃花菜品質(zhì)極為有利。