除去水分是食品生产中的基本操作，在应用范围上可能仅次于针对固体食品（如奶粉）与液体食品实现稳定化和耐储存目的而进行的烹调蒸煮操作。

去除多少水分及其对食品剩余部分影响程度大小是选择干燥设备时需要考虑的，食品加工商有多个选择方案来获得期望的结果。尽管干燥往往是必不可少的一步，但食品干燥有时能源消耗大并且破坏产品的外观和营养价值。以最小成本实现食品稳定化是研发的持续焦点,并正在取得显著的进展。

真空微波干燥于1980年首次应用于工业。每一个技术创新都会经历成长的伤痛，与天然气相比，微波干燥过高的电力成本耗费使其处于劣势。但在能量消耗上，低压微波干燥优于冷冻干燥，并且一个于2008年首次应用的称为辐射能真空（REV）干燥的改进方案已开始得到工业界的推动。

位于华盛顿Ferndale的NutraDried LLP公司最近在其工厂启用了第一台100kW 辐射能真空干燥机，生产不含防腐剂的奶酪。奶酪装进干燥鼓中，在真空条件下翻滚通过微波干燥腔。

八月，杰克林牛肉干（Jack Link’s Beef Jerky）公司成为与位于不列颠哥伦比亚省温哥华市的EnWave公司签订许可协议并使用该技术的最新食品加工商。在威斯康星州迈农（Minong）市，肉制品公司不再讨论干燥对货架期稳定产品增加的价值，而是关注“各种创新的零食产品”。但是两家与EnWave公司有金融合作关系的新兴公司在常温奶酪零食上的销售正持续推进，这种常温奶酪零食在好市多（Costco）、克罗格（Kroger）和其他连锁零售店中已取得初步成功。

水力发电占太平洋西北地区能源组成的一大部分，并且这有利于EnWave公司支持低碳足迹的声明，至少当其机器在自己的地盘上运行时。真空度将沸点降至原来的一半，并且微波能量在不引起食品组织结构破坏的情况下实现水分的去除。

据EnWave公司副总裁布伦特.查尔顿（Brent Charleton）说，虽然冷冻干燥也使用真空，但是过程更长且由于食品经受多相转变而消耗更多的能量。REV达到和冷冻干燥相似的质量结果所需要消耗的时间却更短，并且其成本更接近对流空气干燥。产品装入运输载体中并翻滚通过干燥器，来模仿家用微波炉中转盘的作用。

NutraDried LLP公司是一家去年成立的食品加工商，从属于EnWave公司及由该公司主管掌管的投资组织。NutraDried LLP公司最近开始使用100kW的机器替代10kW的设备系统生产月亮奶酪。先前10kW的系统类似于杰克林和其他公司使用的加工设备单元。

“在我们进入大约100家商店并能确认更大容量设备的可行性之前，10kW机器对我们来说或多或少是一个试验性生产线，” NutraDried首席执行官艾伦（Alan Whittecker）解释说。更大容量的设备产出大约450磅低水含量（通常小于1％）且货架期长达12个月的新鲜奶酪，提供不含防腐剂或其他添加剂的“奇妙奶酪味道”。公司于12月2日开始推出更大干燥设备加工的产品。

虽然可以选择使用CIP系统，但对于涂层谷物食品，生产商将就地清洗系统设计到Ceres干燥机中。喷雾头位于冷却室中，在冷却室中环境空气向下流动从而使干燥过程停止。

空气取代了奶酪中蒸发的水分，产品发生膨胀而类似月岩。Whittecker在解释产品名字的灵感时说。“这种奶酪产品嚼起来嘎吱松脆，不像冷冻干燥奶酪产品海绵般的类似于泡沫塑料的口感”。

烘焙可以生产货架稳定的奶酪，“但是产品风味和营养成分却很难保持。”户外运动爱好者们青睐切达（cheddar），荷兰产高德（gouda）和辣味杰克（pepperjack）等干酪品种，这些产品的零售价为每2盎司包装$4.99。

“它是相对昂贵的小吃，” NutraDried Creations公司的首席执行官约翰.吉布（John Gibb）认为。NutraDried Creations公司是一个位于华盛顿布莱恩（Blaine）的合作包装商，主要销售在Ferndale批量生产并在Blaine进行包装的自有品牌新鲜干酪产品。吉布所在公司开发的小点心在西北部地区的好市多（Costco）连锁店出售。基于良好的销售业绩，他期待着一款柯克兰（Kirkland）品牌的干酪小吃在2015年亮相市场。

流水线工程

设备的卫生设计对于加工商和原始制造商来说都是优先考虑的重点和核心，但是也存在着相当多的困惑，特别是在涉及到低水分食品的生产应用时。咨询报价通常会使问题复杂化，食品公司从那些可能适用也可能不适用的指南中进行混合和搭配。其结果是因设备过度工程化而增加成本。

由创新和卓越经营联盟组织发起的“一种声音”（One Voice）提议旨在解决理解差距和推动原始设备制造商实现更高的标准化程度以降低设备成本。最近工业干燥设备项目由“一种声音”的工程方案组接手处理，同时这次实战有利于为用于糖和其它风味物质做涂层的即食谷物食品的卫生干燥设备的开发提供指导。

“当我作为‘一种声音’团队的一员开发干燥设备指南时，那时我们正在进行谷神星（Ceres）干燥机的开发，”位于北卡罗来纳州卡里（Cary）的布勒集团美国爱尔格莱公司（Buhler Aeroglide）的食品安全经理史蒂夫（Steve Blackowiak）回忆说。

是高标准的卫生要求，还是普通的卫生标准要求？是潮湿应用，还是干燥应用？不同的应用要求对公司的谷神星（Ceres）谷物食品干燥机的具体工作有着直接的影响。这也加深对食品公司关于如何看待低水含量产品的了解，将爱尔格莱公司的方案转变为一些定制解决方案。例如，有两个项目，一个是球状婴儿食品，另一个为干燥宠物食品，都处在高卫生标准、要求干燥清洁的区间上，所以对于这两种项目将应用相同的卫生设计准则。

目前并不缺少食品加工设备的卫生指南——对于肉禽制品有美国肉品协会（AMI）加工指南，对于乳制品有3A指南，对于焙烤食品有BISQ指南等等——这给原始设备制造商造成了混乱，导致了个体食品公司进行自行混合搭配设备的状况。“你不能将3A规格应用于低水含量干燥设备，因为它将会导致过度设计且非常昂贵，” Blackowiak指出。

通过召集诸如康尼格拉，凯洛格和妈妈品牌（MOM Brands）（原名美多麦Malt-O-Meal）等主要卖家来共同制定一致的指南，布勒集团美国爱尔格莱公司得以设计了五个标准干燥模型设备，包括将为个别买家做适度修改的谷物干燥设备。

食品安全，最大产量和能源效率体现在了谷神星的设计上。直接驱动风扇代替了早些时候干燥设备中的皮带和滑轮，这一改变使更高效风扇的清洗变得更加容易，并且有利于缩短清洁周期，从而实现了上述三个目标。根据谷类食品制造商反馈，一般干燥机的清洗需要8-14小时。而谷神星能在两小时内完成清洗，给使用者提供了额外6-12小时的正常工作时间。

单腔室设计显著提高了空气流速，这为生产工程师在提供8,800磅/小时的产量的同时，使机器占用空间缩小大约五分之一。其他改进还包括无链式传送带、去除导轨以及更多使用在线清洗（一些人工清洗仍然是需要的）。

对材料科学的更好理解正引领干燥设备领域发生足以改变游戏规则的改进。最近一个例子是Ecothermatik意大利面干燥设备，出自布勒公司Blackowiak的瑞士同事。科学家研究生面团中淀粉-蛋白质的结构，这样他们可以更好地控制玻璃化转变，在转化点处均匀一致的橡胶态变得坚硬且易碎。基于此开发出一种比布勒公司以往设备节省40％热能和10％电能的干燥设备。

该干燥机将作为一个亮点将在3月24日德国科隆国际食品技术和机械展览会同期举行的资源效率会议上展出，并且已在每三年一次的会展中荣获上一届即2012年国际食品技术奖。该奖项“表彰帮助食品制造商改善生产工艺的创新发明”，详见 www.anugafoodtec.com。

通过与干燥能力为2,750磅/小时的传统高通量干燥机进行比较测试，布勒公司的工程师计算出新设备系统的总体运行成本减少了大约30％。不是从预干燥机和主体干燥机简单地去除湿气，而是将湿空气引入热交换器进行热量的再循环。因为意大利面能更快地达到稳定，所以总干燥时间减少了20-25％，并且干燥机的占用空间也减小了。

新鲜的奶粉

喷雾干燥机是在食品工业中位列最耗能的机器设备之一。GEA（Global Engineering Alliance）加工工程公司的官方发言人认为位于新西兰达菲尔德的恒天然合作集团在2013年开始生产奶粉使用的喷雾干燥机是世界上最大的一台。单位产量为每小时30公吨（66,000磅）奶粉。与此干燥塔具有相同干燥能力的另外一个类似干燥塔将在今年投入生产。尽管拒绝对恒天然单元设备进行评论，在丹麦Soeburg的GEA的发言人指出：过去的几年中，将计算流体动力学应用在混合室尺寸分级和对玻璃化转变的进一步理解上使得大型喷雾干燥机能量消耗下降了5-10％。

“在过去10年中，奶粉生产效率得到了显著提高，主要通过每台干燥机集中于生产更少品种的产品和长时间不间断地生产产品，采用24/7（全天候提供服务年终无休）的操作能力”，技术副总监索瓦德（Thorvald Ullum）在回复电子邮件中写道。那样的话，使得在机器运转开始和结束或者产品转换时生产的不合格产品的数量降到最少。”

计算流体动力学帮助GEA优化了干燥室的尺寸和形状，减少所需空气的用量。再利用蒸发器冷却水来预热进入主干燥器的空气则能进一步减少能量消耗。“当今，尤其对那些采用结构化方法来对设备进行维护的工厂而言，正常运行时间非常高，”他补充说，对于一些干燥机操作单元而言，运行设备的综合效率 “非常接近100％”。

大多数设备改进仅仅形成一些渐进式的改善，但是通过应用如CFD的设计工具来实现对食品本身相转变的更好理解，干燥设备制造商在机器性能和能量消耗上将取得更显著的进展。