食品冻干机技术原理以及操作步骤要点分析

真空冷冻干燥技术是目前国际上先进的食品脱水加工技术,与常用的烘干方法相比，用该技术生产而成的冻干食品，具有保质期长,复水性好,并且其色、香、味、营养成份俱佳等特点，干燥后的食品体积、形态基本不变，物质呈海绵状，无干缩现象，可广泛应用于蔬菜、水果、调味品、水产品、生物制品、药品、饮料、标本等领域。

工作原理：
所谓真空冷冻干燥就是将含水物质，经预处理后，在-30℃急速冷冻和真空环境下，使其中的水份从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的干燥方法。

食品冻干机与医用冻干机虽然同是冻干设备，由于应用的场合不同而存在许多差异，仅从表面上看，两者几乎毫无相似之处，但它们本质上却是相同的，它们都遵从同样的冻干原理，由于具体应用的对象不同而采用了不同的技术手段。

真正的食品冻干机加工出来的冻干食品是这样的：含水量≤5%、外观完整、基本不收缩、产品质地特脆，略压即碎。

食品冻干机操作要点：

1、预处理 
一般预处理是指升华干燥前的所有处理，所以干燥前冻结也属于预处理。原料预处理和常规的果蔬干燥及果蔬速冻制品相同，如需进行挑选、清洗、去皮、切分、烫漂、冷却等处理，具体操作参见本书有关内容，在此不作详述。在进行果汁或蔬菜汁冻干时，则先用较低廉的加工方法预先将其浓缩，后在预冻结时将产品变成粒状。

预冻结是把经前处理后的原料进行冷冻处理，它是冻干的重要工序。由于果蔬在冷冻过程中会发生一系列复杂的生物化学及物理化学变化，因此预冻的好坏将直接影响到冻干果蔬质量。冷冻过程中重点考虑的是被冻结物料的冻结速率对其质量和干燥时间的影响。速冻与慢冻有以下差别：速冻产生的冰晶较小，慢冻产生的冰晶较大；大的冰晶有利于升华，小的冰晶不利于升华；小的冰晶对细胞的影响较小，冰晶越小，干燥后越能反映出产品原来的组织结构和性能。但冻结速率高，所需的能耗也高。应综合考虑，选择一个好的冻结速率，在保证冻干食品质量的同时，使所需的冷冻能耗低。

2、升华干燥  
是冻干食品生产过程中的核心工艺，要控制好工艺条件：
①装载量  
干燥时，机器的湿重装载量即单位面积干燥板上被干燥的质量，是决定干燥时间的重要因素。被干燥食品的厚度也是影响干燥时间的因素。
冷冻干燥时，物料的干燥是由外层向内层推进，因此，被干燥物料较厚时，需要较长的干燥时间。在实际干燥时，被干燥物料均被切成15～30mm的均一厚度。单位面积干燥板所应装载的物料量，应根据加热方式及干燥食品的各类而定。在采用工业化大规模装置进行干燥时，若干燥周期为6～8h，则干燥板物料装载量为5～15kg/m2。

②干燥温度  
冷冻干燥时，为能缩短干燥时间，必须有效地供给冰晶升华所需要的热量，因此设计出各种实用的加热方式。干燥温度必须是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不会因过热而引起热变性的范围内。因此，在单一加热方式中，干燥板的温度在升华旺盛的干燥初期应控制在70～80℃，干燥中期在60℃，干燥后期在40～50℃。

③干燥终点的判断  
干燥终点可用下列指征来判定：物料温度与加热板温度基本趋于一致并保持一段时间；泵组（或冷阱）真空计与干燥室真空计趋于一致，并保持一段时间；干燥室真空计冷阱温度基本上回复到设备空载时的指标并保持一段时间；对有大蝶阀的冻干机，可关闭大蝶阀，真空机基本不下降或下降很少。以上4个判定依据，即可单独使用，亦可组合或联合使用。

3、后处理  
后处理包括卸料，半成品选别，包装等工序。
冻干结速后，往干燥室内注入氮气或干燥空气破除真空，然后立即移出物料在一个相对湿度50%以下，温度22～25℃，尘埃少的密闭环境中卸料，并在相同的环境中进行半成品的选别及包装。因为冻干后的物料具有庞大的表面积，吸湿性非常强，因此需要在一个较为干燥的环境下，完成这些工序的操作。

4、包装与贮存  
食品冻干后具有庞大的表面积，食品中的一些成分直接裸露到空气中，易接触到空气中的氧及吸附水分，从而导致冻干食品的逐渐变质。其次，大多数冻干食品均具有天然色泽，这些天然色素易在光照下降解。在氧化作用及色素降解过程中，温度也是一个影响此类化学反应的重要因素。因此，冻干食品的包装主要考虑如何防止或减轻上述4个因素的影响。