黄花菜的加工原理

一、平衡水分与自由水分在干燥过程中，植物材料中的水分根据其能否被排除而分为平衡水分和自由水分。

1、平衡水分

在一定温度和湿度条件下，某一植物材料的含水率和周围的空气湿度达到平衡，即植物材料排出的水分水分量相等，此时植物材料的含水量称为该温度、湿度条件下的平衡水分，又称平衡湿度或平衡含水率。只要外界的温湿度条件不变，植物材料自身的含水量将维持不变，也就是说一种植物材料在一定的温湿度环境条件下其平衡水是恒定的。平衡含水率是在这个温湿度条件下干燥程度所能达到的极限。材料的平衡水分随干燥介质的温度、湿度的改变而改变。介质中湿度升高，即水蒸气含量减少时，植物材料的平衡水分也随之降低。在湿度不变的情况下，温度升高，平衡水分就降低；温度降低，平衡水分随之升高。植物材料含水量达到平衡水分状态时，水分的蒸发作用即行停止，同时植物材料的温度与干燥介质的温度相等，干燥过程即告结束。

2、自由水分是植物材料在于燥过程中能排除的水分，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离水，也有一小部分是胶体结合水。

二、水分外扩散与水分内扩散

植物材料的水分向外蒸发依赖两种作用，即水分外扩散与水分内扩散。

水分的外扩散

即水分从植物材料表面蒸发到干燥介质中的过程。植物材料的，表面积、空气流动速度、湿度及空气的相对湿度等与水分从植物材料表面的蒸发速度有着密切的关系。除相对湿度与蒸发速度呈负相关外，其它均与蒸发速度呈正相关。

水分的内扩散

即水分在植物材料内部，从含水是高的部位向含水量低的部位移动的过程。通常在干燥过程中，植物材料表面水分逐渐蒸发，汉表面含水量低于内部时，造成植物材料内部与表面水分间的水蒸汽压差，水分就由含水量较高的内部向含水量较低的表面移动。

植物材料在干燥过程中，水分蒸发是依赖水分的外扩散与内扩散两种作用共同完成的。这两种扩散作用的平衡状态会直接影响干燥花的质量。例如水分外扩散速度远远超过内扩散速度，植物材料表面会形成结壳现象，阻碍水分的进一步蒸发，此时植物材料外干内湿。如内部蒸气压继续升高，体积继续膨胀，常常会压迫较软、薄的组织或表面，使之胀裂。

三、表面汽化控制与内部扩散控制

1、表面汽化控制

水分外扩散受表面汽化速度控制。可溶性物质含量低的植物材料的水分内部扩散速度往往高于表面水分的汽化速度，这时水分在表面汽化的速度控制着植物材料的干燥速度，这种情况称表面汽化控制。属于这类情况的植物材料，其干燥速度受干燥介质状况的影响较大。空气干燥或吸湿性强的吸湿剂可加速干燥。

2、内部扩散控制

可溶性物质含量高的植物材料，内部水分扩散速度较表面汽化速度低，这时内部水分扩散速度对干燥过程起控制作用，称为内部扩散控制。属于这种状况的植物材料要促使其迅速干燥，就要加快水分内扩散的速度。例如对植物材料进行热处理后，可大大加快植物材料水份的内扩散速度。

四、恒速干燥与减速干燥

植物材料在干燥过程中分恒速干燥与减速干燥两个阶段。

恒速干燥

在干燥过程初期，一定温度下，单位时间水分的蒸发速度是恒定的，这时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，干燥速度不随时间延长而变化，称为恒速干燥。减速干燥当植物材料的含水量减少到50％一60％时，自由水已大量减少，除蒸发自由水外，开始蒸发部分束缚水。在一定温度下，单位时间水分蒸发的速度随干燥时间的延长而减慢，这种干燥过程称减速干燥。这时植物材料内部水分的扩散速度比表面汽化速度水，水分的内部扩散速度对干燥过程起控制作用。

五、湿度梯度与温度梯度

植物材料内水分干燥的动力，是湿度梯度与温度梯度。湿度梯度湿度梯度是水分内扩散的动力，它使水分在植物材料内部移动。通常水分分布呈由内层向外层逐步降低的状态，对植物材料不同层次的观察可见内层的含水量最高，表面含水量最低，水分由含水量高的内部向含水量低的外部移动。湿度梯度的差异愈大水分内扩散速度就愈快。

温度梯度

影响水分内扩散的还有温度梯度。由于表面蒸发，植物材料内部的温度高于表面温度，形成温度梯度，水分借助温度梯度沿热流方向向外移动至表面，水分在植物材料表面汽化蒸发，从面降低了植物材料表面的热量。

六、微波的干燥作用

微波技术是近代发展起来的新兴技术，微波干燥技术对干花的加工有着重要的意义。微波是指频率为300兆赫至300千兆赫，波长在1mm-1m的电磁波。微波对水分的作用，简单地说就是材料在微波场中，将吸收微波能量转化成热量，使材料中水分升温，从面加快蒸发过程。微波有很强的穿透能力，它对黄花菜的加热过程为内一外一起加热，一般不会产生结壳的现象。由于微波只作用于极性分子，故为选择性加热，可黄花菜干燥均匀。微波干燥效率极高，可几十倍成百倍地缩短干燥时间，对保证黄花菜品质极为有利。