食品凍干機(jī)技術(shù)原理以及操作步驟要點(diǎn)分析

真空冷凍干燥技術(shù)是目前國(guó)際上先進(jìn)的食品脫水加工技術(shù),與常用的烘干方法相比，用該技術(shù)生產(chǎn)而成的凍干食品，具有保質(zhì)期長(zhǎng),復(fù)水性好,并且其色、香、味、營(yíng)養(yǎng)成份俱佳等特點(diǎn)，干燥后的食品體積、形態(tài)基本不變，物質(zhì)呈海綿狀，無干縮現(xiàn)象，可廣泛應(yīng)用于蔬菜、水果、調(diào)味品、水產(chǎn)品、生物制品、藥品、飲料、標(biāo)本等領(lǐng)域。

工作原理：
所謂真空冷凍干燥就是將含水物質(zhì)，經(jīng)預(yù)處理后，在-30℃急速冷凍和真空環(huán)境下，使其中的水份從固態(tài)升華成氣態(tài)，以除去水分而保存物質(zhì)的干燥方法。

食品凍干機(jī)與醫(yī)用凍干機(jī)雖然同是凍干設(shè)備，由于應(yīng)用的場(chǎng)合不同而存在許多差異，僅從表面上看，兩者幾乎毫無相似之處，但它們本質(zhì)上卻是相同的，它們都遵從同樣的凍干原理，由于具體應(yīng)用的對(duì)象不同而采用了不同的技術(shù)手段。

真正的食品凍干機(jī)加工出來的凍干食品是這樣的：含水量≤5%、外觀完整、基本不收縮、產(chǎn)品質(zhì)地特脆，略壓即碎。

食品凍干機(jī)操作要點(diǎn)：

1、預(yù)處理 
一般預(yù)處理是指升華干燥前的所有處理，所以干燥前凍結(jié)也屬于預(yù)處理。原料預(yù)處理和常規(guī)的果蔬干燥及果蔬速凍制品相同，如需進(jìn)行挑選、清洗、去皮、切分、燙漂、冷卻等處理，具體操作參見本書有關(guān)內(nèi)容，在此不作詳述。在進(jìn)行果汁或蔬菜汁凍干時(shí)，則先用較低廉的加工方法預(yù)先將其濃縮，后在預(yù)凍結(jié)時(shí)將產(chǎn)品變成粒狀。

預(yù)凍結(jié)是把經(jīng)前處理后的原料進(jìn)行冷凍處理，它是凍干的重要工序。由于果蔬在冷凍過程中會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的生物化學(xué)及物理化學(xué)變化，因此預(yù)凍的好壞將直接影響到凍干果蔬質(zhì)量。冷凍過程中重點(diǎn)考慮的是被凍結(jié)物料的凍結(jié)速率對(duì)其質(zhì)量和干燥時(shí)間的影響。速凍與慢凍有以下差別：速凍產(chǎn)生的冰晶較小，慢凍產(chǎn)生的冰晶較大；大的冰晶有利于升華，小的冰晶不利于升華；小的冰晶對(duì)細(xì)胞的影響較小，冰晶越小，干燥后越能反映出產(chǎn)品原來的組織結(jié)構(gòu)和性能。但凍結(jié)速率高，所需的能耗也高。應(yīng)綜合考慮，選擇一個(gè)好的凍結(jié)速率，在保證凍干食品質(zhì)量的同時(shí)，使所需的冷凍能耗低。

2、升華干燥  
是凍干食品生產(chǎn)過程中的核心工藝，要控制好工藝條件：
①裝載量  
干燥時(shí)，機(jī)器的濕重裝載量即單位面積干燥板上被干燥的質(zhì)量，是決定干燥時(shí)間的重要因素。被干燥食品的厚度也是影響干燥時(shí)間的因素。
冷凍干燥時(shí)，物料的干燥是由外層向內(nèi)層推進(jìn)，因此，被干燥物料較厚時(shí)，需要較長(zhǎng)的干燥時(shí)間。在實(shí)際干燥時(shí)，被干燥物料均被切成15～30mm的均一厚度。單位面積干燥板所應(yīng)裝載的物料量，應(yīng)根據(jù)加熱方式及干燥食品的各類而定。在采用工業(yè)化大規(guī)模裝置進(jìn)行干燥時(shí)，若干燥周期為6～8h，則干燥板物料裝載量為5～15kg/m2。

②干燥溫度  
冷凍干燥時(shí)，為能縮短干燥時(shí)間，必須有效地供給冰晶升華所需要的熱量，因此設(shè)計(jì)出各種實(shí)用的加熱方式。干燥溫度必須是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不會(huì)因過熱而引起熱變性的范圍內(nèi)。因此，在單一加熱方式中，干燥板的溫度在升華旺盛的干燥初期應(yīng)控制在70～80℃，干燥中期在60℃，干燥后期在40～50℃。

③干燥終點(diǎn)的判斷  
干燥終點(diǎn)可用下列指征來判定：物料溫度與加熱板溫度基本趨于一致并保持一段時(shí)間；泵組（或冷阱）真空計(jì)與干燥室真空計(jì)趨于一致，并保持一段時(shí)間；干燥室真空計(jì)冷阱溫度基本上回復(fù)到設(shè)備空載時(shí)的指標(biāo)并保持一段時(shí)間；對(duì)有大蝶閥的凍干機(jī)，可關(guān)閉大蝶閥，真空機(jī)基本不下降或下降很少。以上4個(gè)判定依據(jù)，即可單獨(dú)使用，亦可組合或聯(lián)合使用。

3、后處理  
后處理包括卸料，半成品選別，包裝等工序。
凍干結(jié)速后，往干燥室內(nèi)注入氮?dú)饣蚋稍锟諝馄瞥婵眨缓罅⒓匆瞥鑫锪显谝粋€(gè)相對(duì)濕度50%以下，溫度22～25℃，塵埃少的密閉環(huán)境中卸料，并在相同的環(huán)境中進(jìn)行半成品的選別及包裝。因?yàn)閮龈珊蟮奈锪暇哂旋嫶蟮谋砻娣e，吸濕性非常強(qiáng)，因此需要在一個(gè)較為干燥的環(huán)境下，完成這些工序的操作。

4、包裝與貯存  
食品凍干后具有龐大的表面積，食品中的一些成分直接裸露到空氣中，易接觸到空氣中的氧及吸附水分，從而導(dǎo)致凍干食品的逐漸變質(zhì)。其次，大多數(shù)凍干食品均具有天然色澤，這些天然色素易在光照下降解。在氧化作用及色素降解過程中，溫度也是一個(gè)影響此類化學(xué)反應(yīng)的重要因素。因此，凍干食品的包裝主要考慮如何防止或減輕上述4個(gè)因素的影響。