20世紀(jì)90年代初期，我國(guó)才開(kāi)始從事食品凍干技術(shù)的開(kāi)發(fā)和凍干設(shè)備的制造。近三五年來(lái)，凍干食品產(chǎn)業(yè)從沿海到內(nèi)地發(fā)展較快，已有50多條生產(chǎn)線，但生產(chǎn)規(guī)模較小，干品年總產(chǎn)量大約只有5000t。從國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求情況看，我國(guó)的凍干食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景極其廣闊。

  一、凍干原理

  將含水的新鮮食品脫水成為干品，可實(shí)現(xiàn)的方式有兩種：一種是加熱蒸發(fā)，另一種是凍結(jié)升華。人們常見(jiàn)的曬干、晾干、烤干等，都屬加熱蒸發(fā)方式。凍結(jié)升華方式，在日常生活中是不常見(jiàn)的。從原理上講，生產(chǎn)凍干食品的過(guò)程就是：先在低溫條件下讓食品凍結(jié)(食品內(nèi)水分形成微小冰晶)，然后再在低氣壓(真空狀態(tài))條件下讓冰晶升華，從而獲得干燥食品。

  二、凍干食品的品質(zhì)

  真空凍干食品同其他方式生產(chǎn)的脫水食品相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)�？梢院�(jiǎn)單概括為：營(yíng)養(yǎng)成分、形狀、顏色、味道與鮮品基本相同，而且復(fù)水性好。形成這些優(yōu)點(diǎn)的原因在于以下幾個(gè)過(guò)程。

  1．物料在真空條件下脫水

  在脫水過(guò)程中物料處于缺氧環(huán)境中不僅易氧化的成分不致于氧化變質(zhì)，而且還能抑制某些細(xì)菌的有害作用。

  2．物料在低溫狀態(tài)下脫水

  在低溫狀態(tài)下脫水，不僅熱敏成分不致于破壞，而且色澤和芳香物質(zhì)損失也極少。

  3．物料在凍干狀態(tài)下脫水

  物料凍結(jié)后形狀得到固定，組成物料的物質(zhì)形成骨架，細(xì)小的冰晶充夾在其間。在升華過(guò)程中，冰晶升華脫走后，不僅物料骨架保持原狀，而且冰晶位置形成極易吸水的微孔。

  4．水分子由表及里脫走

  物料內(nèi)的冰晶升華脫走是從表面開(kāi)始逐步深向內(nèi)部的，因而水汽通道總是暢通的。另外，冰晶升華時(shí)只有水分子脫走，溶解于水中的溶質(zhì)仍保留于原處，水汽通道不會(huì)受到堵塞，也不會(huì)因溶質(zhì)外移而引起物料收縮和硬化。

  三、凍干食品的發(fā)展

  在凍干食品的發(fā)展初期，由于產(chǎn)量低、價(jià)格貴，僅限于宇航、遠(yuǎn)洋航行、極地考察、山區(qū)作業(yè)等特殊工作人員享用。進(jìn)入20世紀(jì)80--90代以來(lái)，凍干食品的品種和數(shù)量都迅猛增長(zhǎng)。而且，不僅對(duì)絕大部分的蔬菜、水果、肉食、水產(chǎn)都可進(jìn)行凍干，而且對(duì)牛奶、豆?jié){、果汁、菜汁、蜂王漿等也可凍干�，F(xiàn)在，在食品工業(yè)原料、烹飪?cè)�料、土特產(chǎn)品、調(diào)味品、補(bǔ)品、飲料、休閑食品等各個(gè)方面，也都出現(xiàn)了日益增多的凍干產(chǎn)品。近些年來(lái)，凍干食品又發(fā)展到一個(gè)更高的層次。

  1．凍干方便面

  不僅調(diào)料是凍干的，而且面條也是凍干的，還有按營(yíng)養(yǎng)搭配足量的凍干蔬菜。

  2．凍干湯料

  用凍干的調(diào)味品、蔬菜、雞蛋等合理搭配，即沖即食，方便可口。

  3．粉末蔬菜

  凍干技術(shù)與超微粉碎技術(shù)相結(jié)合，把各種蔬菜制成極易消化吸收的超微粉末，加入面條、餅干、糕點(diǎn)、糖果、飲料等食品中，制成新一代保健食品，極宜幼兒和老人食用。

  4．顆粒蔬菜

  日本人將凍干的油菜、菠菜、蘿卜葉、芹菜、豌豆、胡蘿卜、南瓜、雪里紅等混合制成顆粒。這種素食顆粒既含有豐富的葉綠素、胡蘿卜素、各種維生素和礦物質(zhì)等天然營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又有鮮美的味道，極宜病人或營(yíng)養(yǎng)不良者食用。

  四、食品凍干設(shè)備

  凍干設(shè)備主要包括對(duì)物料進(jìn)行凍結(jié)的速凍庫(kù)和進(jìn)行升華脫水的干燥倉(cāng)，以及為它們建立工作條件的制冷、真空、加熱等輔助系統(tǒng)。干燥倉(cāng)是最核心的設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)能滿足對(duì)已凍結(jié)的物料在其中升華脫水的要求。蘭州科近真空凍干技術(shù)公司(由中科院近代物理研究所技術(shù)開(kāi)發(fā)部改制)研制的JDG系列凍干機(jī)的干燥倉(cāng)，都是臥式圓筒，圓筒中部有多層能產(chǎn)生熱輻射的加熱板。多層料盤可插入多層加熱板之間，不與加熱板接觸，水汽冷阱可以放在倉(cāng)內(nèi)兩側(cè)，也可以放在倉(cāng)外。制冷系統(tǒng)為速凍庫(kù)和水汽冷阱供給足夠的制冷量。真空系統(tǒng)為干燥倉(cāng)內(nèi)建立必要的低氣壓。加熱系統(tǒng)為加熱板供給必需的熱量。水汽冷阱捕獲由物料升華出的水汽。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

  盛于料盤中的物料，先在速凍庫(kù)中凍結(jié)，再送入干燥倉(cāng)，倉(cāng)內(nèi)形成低氣壓條件后，物料中的冰晶便可升華，升華脫出的水汽，不斷被水汽冷阱捕獲。為加快升華速度，需要控制加熱系統(tǒng)向物料供給升華熱，這里的升華熱是通過(guò)加熱板以輻射的方式傳給物料。

  五、凍干食品生產(chǎn)線

  一條凍干食品生產(chǎn)線，可視生產(chǎn)規(guī)模大小，由一套或數(shù)套凍干機(jī)組成。每套凍干機(jī)都有各自的水汽冷阱、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。一般1個(gè)速凍庫(kù)每次可凍結(jié)1個(gè)干燥倉(cāng)的物料，為便于生產(chǎn)調(diào)度，每個(gè)干燥倉(cāng)配1個(gè)速凍庫(kù)較為恰當(dāng)。凍干食品的生產(chǎn)流程基本有4步：前處理，速凍，升華脫水和后處理，生產(chǎn)線的全部設(shè)備和安裝設(shè)備的車間要根據(jù)生產(chǎn)流程合理布局，這個(gè)布局是否合理，對(duì)是否便于生產(chǎn)調(diào)度和是否有利于生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，關(guān)系極為密切。運(yùn)料天軌循環(huán)于精處理車間、凍干車間和后處理車間。物料經(jīng)粗處理和精處理后，計(jì)量裝盤并放入物料架，物料架沿天軌推進(jìn)速凍庫(kù)，凍結(jié)后沿天軌推進(jìn)干燥倉(cāng)，脫水后再沿天軌推到后處理車間，卸料后的空架推回到前處理車間，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。干品在后處理車間進(jìn)行篩選，挑選、包裝，然后送入干品庫(kù)。

  六、生產(chǎn)流程

  前處理工作分粗處理和精處理，對(duì)不同的物料，前處理的具體內(nèi)容是不盡相同的，所用的設(shè)備也不完全一樣。一般來(lái)說(shuō)，如果做蔬菜，粗處理主要是對(duì)原料進(jìn)行挑選、摘枯、去皮、洗泥等；而精處理主要是進(jìn)一步清洗、切割、殺菌、防氧化，漂燙、甩干、裝盤等。所需基本設(shè)備主要是臺(tái)案、水槽、切菜機(jī)、甩干機(jī)等。

  速凍的操作比較簡(jiǎn)單，即在速凍庫(kù)溫度達(dá)到-30℃左右情況下，將滿載料盤的料架，推進(jìn)速凍庫(kù)即可。要根據(jù)物料的品種、形狀和重量、來(lái)適當(dāng)掌握凍結(jié)時(shí)間。在干燥倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行升華脫水是最關(guān)鍵的一步，對(duì)不同的物料有不同的工藝要求。后處理的內(nèi)容主要是篩選、挑選、包裝。篩選是把干品中的太大和太小者篩出，挑選是從干品中挑出少量品質(zhì)不合格者及碎小雜物。包裝可用大袋或小袋，可充氣或抽空，這取決于干品收購(gòu)者的要求。所需基本設(shè)備主要有挑選臺(tái)、篩選機(jī)、金屬探測(cè)器和包裝機(jī)等。

  1．凍結(jié)階段

  物料在速凍庫(kù)中凍結(jié)，一般溫度到共晶點(diǎn)以下10℃左右或更低。各種物料的共晶點(diǎn)的溫度是不相同的，多數(shù)蔬菜和水果的共晶點(diǎn)約在-2℃，一般凍到-12℃左右即可。為合理掌握凍結(jié)溫度，應(yīng)該對(duì)物料共晶點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真測(cè)量，在合適的凍結(jié)溫度下，一定要把物料凍透，如果因未凍透而在物料內(nèi)部仍存有少量液體，則在真空條件下這些液體便會(huì)蒸發(fā)，從而引起物料變形。凍結(jié)的速度也要合理掌握，一般經(jīng)1--2小時(shí)或更長(zhǎng)些時(shí)間達(dá)到凍結(jié)溫度，再保溫1--2小時(shí)使之凍透。

  2．升華階段

  干燥倉(cāng)內(nèi)恰當(dāng)?shù)牡蜌鈮?真空度)是實(shí)現(xiàn)升華的必要條件。要形成這個(gè)條件，水汽冷阱的溫度應(yīng)比物料溫度低約10℃，并且使倉(cāng)內(nèi)氣壓處于物料冰晶飽和蒸汽壓與冷阱霜層表面飽和蒸汽壓之間。只有這樣，從物料升華出的水汽才能不斷脫走而且不斷被冷阱捕獲。如果倉(cāng)內(nèi)氣壓過(guò)高(真空度過(guò)低)，高于物料飽和蒸汽壓，則升華無(wú)法進(jìn)行。如果倉(cāng)內(nèi)氣壓過(guò)低(真空度過(guò)高)，低于冷阱霜層飽和蒸汽壓，則冷阱不再捕獲蒸汽。升華進(jìn)入中后期，蒸汽量逐漸減少，倉(cāng)內(nèi)真空度升高，冷阱熱負(fù)荷變小，制冷量供給可以適當(dāng)減少。

  3．解析階段

  在升華階段結(jié)束后，物料中的機(jī)械結(jié)合水已不存在，但物化結(jié)合水還未脫出。物化結(jié)合水尚處于液態(tài)，可能為微生物繁殖和產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)提供條件。為改善干品貯存的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)保存期，必須盡量把物化結(jié)合水排出。排出的方法是進(jìn)一步提高物料溫度，進(jìn)入解析階段使這部分水分子獲得足夠能量從吸附中解析出來(lái)。