食品凍干機技術原理以及操作步驟要點分析

真空冷凍干燥技術是目前國際上先進的食品脫水加工技術,與常用的烘干方法相比，用該技術生產而成的凍干食品，具有保質期長,復水性好,并且其色、香、味、營養成份俱佳等特點，干燥后的食品體積、形態基本不變，物質呈海綿狀，無干縮現象，可廣泛應用于蔬菜、水果、調味品、水產品、生物制品、藥品、飲料、標本等領域。

工作原理：
所謂真空冷凍干燥就是將含水物質，經預處理后，在-30℃急速冷凍和真空環境下，使其中的水份從固態升華成氣態，以除去水分而保存物質的干燥方法。

食品凍干機與醫用凍干機雖然同是凍干設備，由于應用的場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，但它們本質上卻是相同的，它們都遵從同樣的凍干原理，由于具體應用的對象不同而采用了不同的技術手段。

真正的食品凍干機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、產品質地特脆，略壓即碎。

食品凍干機操作要點：

1、預處理 
一般預處理是指升華干燥前的所有處理，所以干燥前凍結也屬于預處理。原料預處理和常規的果蔬干燥及果蔬速凍制品相同，如需進行挑選、清洗、去皮、切分、燙漂、冷卻等處理，具體操作參見本書有關內容，在此不作詳述。在進行果汁或蔬菜汁凍干時，則先用較低廉的加工方法預先將其濃縮，后在預凍結時將產品變成粒狀。

預凍結是把經前處理后的原料進行冷凍處理，它是凍干的重要工序。由于果蔬在冷凍過程中會發生一系列復雜的生物化學及物理化學變化，因此預凍的好壞將直接影響到凍干果蔬質量。冷凍過程中重點考慮的是被凍結物料的凍結速率對其質量和干燥時間的影響。速凍與慢凍有以下差別：速凍產生的冰晶較小，慢凍產生的冰晶較大；大的冰晶有利于升華，小的冰晶不利于升華；小的冰晶對細胞的影響較小，冰晶越小，干燥后越能反映出產品原來的組織結構和性能。但凍結速率高，所需的能耗也高。應綜合考慮，選擇一個好的凍結速率，在保證凍干食品質量的同時，使所需的冷凍能耗低。

2、升華干燥  
是凍干食品生產過程中的核心工藝，要控制好工藝條件：
①裝載量  
干燥時，機器的濕重裝載量即單位面積干燥板上被干燥的質量，是決定干燥時間的重要因素。被干燥食品的厚度也是影響干燥時間的因素。
冷凍干燥時，物料的干燥是由外層向內層推進，因此，被干燥物料較厚時，需要較長的干燥時間。在實際干燥時，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裝載的物料量，應根據加熱方式及干燥食品的各類而定。在采用工業化大規模裝置進行干燥時，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，為能縮短干燥時間，必須有效地供給冰晶升華所需要的熱量，因此設計出各種實用的加熱方式。干燥溫度必須是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不會因過熱而引起熱變性的范圍內。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控制在70～80℃，干燥中期在60℃，干燥后期在40～50℃。

③干燥終點的判斷  
干燥終點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間；泵組（或冷阱）真空計與干燥室真空計趨于一致，并保持一段時間；干燥室真空計冷阱溫度基本上回復到設備空載時的指標并保持一段時間；對有大蝶閥的凍干機，可關閉大蝶閥，真空機基本不下降或下降很少。以上4個判定依據，即可單獨使用，亦可組合或聯合使用。

3、后處理  
后處理包括卸料，半成品選別，包裝等工序。
凍干結速后，往干燥室內注入氮氣或干燥空氣破除真空，然后立即移出物料在一個相對濕度50%以下，溫度22～25℃，塵埃少的密閉環境中卸料，并在相同的環境中進行半成品的選別及包裝。因為凍干后的物料具有龐大的表面積，吸濕性非常強，因此需要在一個較為干燥的環境下，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，從而導致凍干食品的逐漸變質。其次，大多數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，溫度也是一個影響此類化學反應的重要因素。因此，凍干食品的包裝主要考慮如何防止或減輕上述4個因素的影響。