《食品干燥节能技术》入选石油和化工行业“十四五”规划教材。内容分为两个部分：前4章是基础部分，分别介绍食品节能干燥的基本知识、食品干燥物料及其物性、食品干燥机制、干燥过程的能量分析；后4章介绍具体的干燥应用技术，包括渗透脱水与干燥、太阳能干燥、热泵干燥及介电干燥。各章均配有复习思考题。
《食品干燥节能技术》是高等院校食品专业或能源专业的本科和研究生教材，也可作为食品加工行业和干燥设备生产企业研发和技术人员的参考读物。

第1章绪论1
1.1降低食品干燥能耗的必要性1
1.2食品干燥的分类及其特点2
1.2.1食品干燥的分类2
1.2.2各类食品干燥的特点3
1.2.3各类食品干燥的比较4
1.3食品中水分的状态5
1.3.1游离水和结合水5
1.3.2水分活度7
1.4干燥对食品品质的影响8
1.4.1食品干燥中的物理变化9
1.4.2食品干燥中的化学变化10
1.5食品干燥技术的发展14

第2章食品干燥的物料及其物化特性16
2.1食品干燥常用的原辅材料16
2.1.1粮食类原料16
2.1.2果蔬类原料17
2.1.3畜禽肉类原料17
2.1.4水产品类原料17
2.2食品物料的物性基础18
2.2.1食品物料的形态与物理性质18
2.2.2食品原料的主要成分20
2.2.3食品的流变特性和质构特征23
2.2.4食品的热物性27

第3章食品干燥机制30
3.1干燥机制30
3.1.1导湿性31
3.1.2导湿温性33
3.1.3导湿性与导湿温性的相互作用36
3.1.4影响热湿传递的因素36
3.2干燥过程的特性38
3.2.1干燥曲线38
3.2.2干燥阶段40
3.3影响干制的因素43
3.3.1干制条件的影响43
3.3.2食品性质的影响45

第4章干燥过程的能量分析47
4.1干燥的能耗及节能的意义47
4.1.1工业领域中的干燥能耗47
4.1.2降低干燥能耗的意义47
4.2干燥设备的能耗分析48
4.2.1干燥物料所需的最小能量48
4.2.2连续式对流干燥装置的热平衡49
4.2.3传导式干燥装置的热平衡50
4.2.4干燥装置的能量供给51
4.3干燥设备能效评估及应对措施51
4.3.1干燥过程中的能量损失51
4.3.2干燥设备的能效提升52
4.3.3干燥设备热效率分析实例53
4.4干燥设备的余热回收54
4.4.1热交换技术54
4.4.2热功转换技术56
4.5夹点分析57
4.5.1夹点分析的关键概念57
4.5.2过程系统中夹点的意义60
4.5.3问题表格法61
4.5.4夹点分析在干燥过程中的应用64

第5章渗透脱水与干燥67
5.1渗透脱水67
5.1.1渗透压67
5.1.2渗透脱水与细胞结构68
5.1.3渗透脱水的基本原理69
5.2渗透脱水的传质运动学70
5.2.1化学势的驱动作用70
5.2.2传质与渗透脱水效率72
5.2.3数学模型72
5.2.4过程参数对传质运动的影响73
5.3渗透脱水的影响因素74
5.3.1外在影响因素74
5.3.2内在影响因素76
5.4预脱水处理76
5.4.1去皮处理77
5.4.2切块处理77
5.4.3烫漂处理77
5.4.4浸泡处理77
5.5渗透脱水的实际应用77
5.5.1渗透脱水-热风组合干燥78
5.5.2渗透脱水-冷冻组合干燥78
5.5.3渗透脱水-真空组合干燥79
5.5.4渗透脱水-微波组合干燥80

第6章太阳能干燥82
6.1太阳辐射的基本知识82
6.1.1太阳光谱82
6.1.2到达地面的太阳辐射83
6.2太阳能干燥的基本原理83
6.2.1露天干燥85
6.2.2自然对流模式下的温室干燥85
6.2.3强制对流模式下的温室干燥86
6.3太阳能干燥装置87
6.3.1太阳能干燥装置分类87
6.3.2太阳能空气集热器92
6.3.3太阳能干燥装置的蓄热95

第7章热泵干燥100
7.1热泵干燥的基本原理100
7.1.1热泵干燥系统的组成100
7.1.2热泵干燥系统的热力循环101
7.1.3热泵干燥系统性能主要评价指标102
7.2热泵干燥装置的分类103
7.2.1空气能热泵干燥系统104
7.2.2太阳能辅助热泵干燥系统105
7.2.3地热能热泵干燥系统105
7.2.4生物质热泵干燥系统106
7.3不同压缩级的热泵干燥装置107
7.3.1单级压缩热泵干燥装置108
7.3.2单级蒸气压缩热泵干燥系统的设计114
7.3.3多级压缩式热泵干燥系统118
7.4热泵干燥装置的应用和发展趋势121
7.4.1影响热泵干燥能耗的因素121
7.4.2工作温度对热泵干燥装置性能的影响121
7.4.3热泵干燥的发展趋势122

第8章介电干燥124
8.1介电干燥的基本知识124
8.1.1电磁波谱124
8.1.2介电损耗125
8.1.3穿透能力与加热均匀性126
8.1.4介质电性质和选择加热效应126
8.2食品的介电特性127
8.2.1水的介电特性127
8.2.2糖类的介电特性129
8.2.3蛋白质的介电特性129
8.2.4脂肪的介电特性130
8.3微波干燥130
8.3.1微波干燥的基本原理130
8.3.2间歇微波干燥132
8.3.3微波干燥系统132
8.3.4组合式微波干燥139

参考文献146

本书源于鲁东大学食品工程学院本科生讲授的选修课程“食品冷加工及节能干燥技术”自编讲义，该课程始于2016年，是学院根据自身学科特色开设的专业选修课程。
食品干燥是一个典型的学科交叉的领域，涵盖了食品科学和能源科学两大学科。在以往食品科学与工程本科教材中，食品干燥只占其中的一章，且历年的编书者多为食品专业出身，都是从自身学科角度出发对食品干燥进行解读。
本书系统讲述了食品干燥过程中，如何在保证干燥产品品质的前提下，根据不同食品的宏观和微观特性降低能耗。重点介绍了干燥设备能量分析的基本方法，以及干燥过程余热回收利用的关键节能技术，并介绍了太阳能干燥、热泵干燥、介电干燥等新能源及节能干燥技术。
本书的最大特色是学科交叉，食品干燥过程的节能与一般工业过程的节能有着本质的区别，必须在节能的同时最大限度地保留食品原材料的色泽、风味、质构、营养成分等品质要素。只有兼具食品科学和能源科学的知识，同时掌握食品原料的构造、特性及品质影响要素，以及能量系统分析的方法才能解决相关工程问题，进而为从宏观和微观两个层面解决科学问题、突破关键技术打下基础。
在充分研读现有相关教材的基础上，本书从一个关键性的视角——“节能”入手，紧跟食品干燥技术的研究现状及发展趋势，把重点放在当前占市场主体的热风干燥装置。从热风干燥的介质——湿空气的状态参数变化出发，从干燥装置的能量供给、能效不充分性着手，进行能量损失的评估，系统和科学地介绍了在有效保质基础上的食品干燥能耗的主要影响因素、节能的主要技术手段、食品干燥节能评价指标。本书还系统介绍了应用场所特殊的干燥手段——分离以及渗透干燥的能量分析和系统评价，前景较好的太阳能、热泵干燥及介电干燥，并由点及面分析了食品干燥面临的机遇与挑战。
本书视角独特，突破了一般食品加工与贮藏教材固有的边框，强调学科交叉，突出学生创新能力的培养，在当前提倡本科创新人才培养的背景下，容易被食品科学与工程专业以及能源与动力工程专业的高校教师和学生所接受；本书各章节的内容突出了干燥的两大要素——节能及保质，工程实用性强，并反映了食品干燥技术的最新进展，也适合作为食品加工行业技术和研发人员的参考书使用。
在本书的编写过程中，各位参编的教师齐心协力，不仅重新修订了各自编写的章节，还对全书的统稿和定稿建言献策，并进行了认真审阅，顺利完成了预期任务。其中，曲航担任本书第一主编，负责定稿，并编写其中两章，金成武担任本书第二主编，负责统稿，并编写其中两章，刘海梅、孙雪梅、宋旭、夏利江各编写了一章。研究生李婷婷、韩若琦和高大伟，本科生潘新亚和裴胜楠在编书和统稿期间做了大量细致深入的工作。本书部分内容，来源于我2019年到2020年间在澳大利亚昆士兰科技大学（QUT）Azharul Karim 教授课题组访学期间积累的资料。
本书的出版，是在鲁东大学2023年度优秀教材出版培育项目的资助下完成的，项目从始至终离不开鲁东大学教务处领导和老师的支持，离不开食品工程学院领导和同仁的关心和支持，在此表示感谢！
由于编者专业水平有限，且时间较为仓促，不足之处敬请各界人士批评指正。

曲航
2025年4月于山东烟台