凍干食品的品質及應用

一、凍干食品的*

食品脫水，通常采用烘烤或日曬等方法來實現(xiàn)，這種脫水方法的實質是加熱蒸發(fā)，加熱蒸發(fā)必然對食品產生相當?shù)钠茐淖饔?。食品脫水的另一種方法是將食品先凍結再在真空條件下使食品中的冰晶升華（冰直接變成汽叫升華）脫走?！皟龈墒称贰本褪遣捎萌藗儽容^生疏的凍結升華方法獲得的脫水食品，可在室溫下長期保存，一般五年不壞。

凍干食品是在低溫和真空條件下生產的，在這種生產條件下，易氧化、易揮發(fā)、熱敏性的物質都能保存，而且能抑制菌和酶的有害作用， 因而凍干食品的形、色、味、營養(yǎng)成份都能保持同鮮品基本一樣，而且復水性好。凍干食品在生產過程中不需任何添加劑，因而是真正的綠色食品。

二、應用

1、方便食品領域高檔次的方便面和方便米飯的配料， 已采用色、香、味俱全且復水特快的凍干肉丁、蝦仁、雞蛋以及小蔥、胡蘿卜、香菜等。

2、即時湯料領域用凍干食品搭配的各種湯料，用開水即沖即喝，既美味可口，又方便衛(wèi)生。

3、速溶飲品領域繼用凍干技術生產的速溶奶粉和速溶咖啡之后，又開發(fā)出速溶茶、速溶菜汁粉、速溶果汁粉等。這類速溶飲料，具有原汁原味原營養(yǎng)、保質期長、飲用方便等特點。

4、顆粒蔬菜領域選多種凍干蔬菜,根據人體營養(yǎng)需求合理搭配，制成顆粒。這種蔬菜顆粒含有天然的葉綠素、維生素、 胡蘿卜素以及人體必需的微量元素，特別適宜兒童、老人、病人以及一些難于吃到蔬菜的人食用。

5、保健藥品、鹿血膠囊、活性參、藏藥等，藥物保療效，干粉保速溶。在保健食品家族中，真空冷凍干燥蛇膽粉、蜂皇漿等高檔營養(yǎng)保健食品已逐漸推出。

6、凍干脫水蔬菜類：胡蘿卜、油菜、蘑菇、蔥、蒜、青豆、玉米、菠菜等。

7、凍干脫水肉類：牛肉、豬肉、雞肉等。

8、凍干脫水水產品類：蝦仁、魚片、蟹肉等。

9、凍干脫水菜包以凍干脫水菜為主，經配方而成的牛肉包、雞肉包、海鮮包、蔬菜包等。

10、脫水速食營養(yǎng)方便食品：蛋花湯、速食粥、滋補湯料等。

11、對于沙漠、高原、極地、太空、潛艇、軍艦、遠洋貨輪等特種地域生活人群以及供給，戰(zhàn)略儲備來源，真空冷凍干燥脫水食品無疑是很好的選擇。

12、果蔬脆片：由于凍干食品是幾乎不含水份的多孔結構，因此它既脆又酥，利用該特任性制成的片狀果蔬凍干品（片、塊、粒）是及佳的高檔休閑食品。其色、香、味及保存時間是目前市場上其他工藝制造的脆片無法可比的。

食品凍干機現(xiàn)狀與前景

一、凍干食品前景

國際市場凍干食品供不應求，但國內凍干食品工業(yè)尚處于發(fā)展初期，產量還很低。因此我國應加快發(fā)展凍干食品，把豐富的農產品進行深加工增值、外銷創(chuàng)匯。目前，我國生產的凍干食品主要包括：湯料、蝦仁、半成品(如雞蛋粉)、保健品(如凍干人參)及方便面調料(如方便面中的脫水菜、肉丁)等，年產量不足3000噸。據，到2010年，僅我國高檔方便面輔料一項，約需凍干食品4萬噸，加上各種快餐配料、湯料、飲料答，每年凍干食品的消費量將超過10萬噸。國內外對凍干食品的巨大需求，為我國發(fā)展凍干食品工業(yè)，提供了大好的機遇。我國是農業(yè)大國，有豐富的蔬菜、肉食及水產資源，長期以來，我國的農牧產品一直徘徊在出口原料或初級加二階段。給人一種技術含量低的總體感覺。發(fā)展我國的凍干食品產業(yè)，必須開發(fā)我國的食品凍干設備。

二、食品凍干機現(xiàn)狀

自改革開放以來，我國農產品及農副產品的產量節(jié)節(jié)攀升，已經完成了由一個農產品貧乏到農產品豐富、甚至略有富余的轉變過程，全國各地的地方官員也都在為富余的農產品尋找出路。 在這種背景下，一種被認為是高技術、高附加值的食品加工方式——真空冷凍干燥脫水食品被許多地方選中，全國各地紛紛投資建廠，據食品行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計：截至于1999年底為止，國內共安裝了約330臺/套食品凍干設備，但是，由于種種原因，許多企業(yè)的設備并沒有運轉起來，形成了典型的“開廠之日，就是關門之時”的怪現(xiàn)象，導致許多投資領域的“豆腐渣工程”，給社會和政府造成了沉重的負擔。某凍干食品企業(yè)的廠長向別人訴說：每天有百十號人忙活，煤燒了幾十噸，卻只能生產出一小棒蔥，叫人看了真想哭！生產出來的產品含水量不合格，表面皺縮，產品質地柔軟，可壓縮而不碎，內行人都不可能認為是凍干產品，更別提出口創(chuàng)匯了，而一些人卻依然強行當成凍干食品在國內銷售，其后果就象前幾年的果蔬脆片一樣，砸了自家市場。而真正的凍干食品：含水量≤5%、外觀完整、基本不收縮、產品質地特脆，略壓即碎。食品用凍干機與科研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，這是具體問題具體分析的結果，國內外各設備制造商，由于認識水平上的差異，在食品凍干機上并未形成多少相同或相似的看法，因此存在各種不同的基本主體結構的組合，遠未形成國內某些自稱是“專家”的人所希望存在的標準組合。對用戶而言，非常重要的一點是：在各種不同的基本主體結構組合當中，其造價與能耗水平既不一致，也不構成任何比例關系。而現(xiàn)在有許多凍干制造商沒有認識這些，因此造成設備的結構復雜、操作繁瑣、能耗較大。制藥行業(yè)的產品附加值很高，所以凍干機得到了廣泛的運用，可食品行業(yè)產品附加值很低，凍干機巨大的能耗、高額的維護費、操作員工的技術水平成為制約要素，使得凍干食品成本，影響了凍干食品的市場銷量。制約食品凍干機發(fā)展的瓶頸便是凍干食品的生產成本，更具體地說就是食品凍干及的能耗、產品合格率及自動化程度。

三、食品凍干機前景

真空冷凍干燥技術是一項對食品護色、保鮮、保質的高新加工技術。用凍干技術加工的食 品為凍干食品。目前凍干食品在歐美、日本市場迅速流行，凍干脫水后的蔬菜、水果、肉類、水產、調料等，除應用于宇航、登山、旅游、勘探、采礦等行業(yè)外，并已廣泛進入餐館和家庭。在日本消費市場凍干食品的比重已達49％。凍干食品在國際市場的價格是熱風干燥脫水食品的4倍—6倍，正成為國際貿易的大宗食品。 我國是農業(yè)大國，有豐富的蔬菜、肉食及水產資源，長期以來，我國的農牧產品一直徘徊 在出口原料或初級加二階段。凍干食品的技術含量高，品質優(yōu)良，凍干食品已被國內外廣大消費者*為高檔次的脫水食品，而且正在廣泛地應用到食品行業(yè)的各個領域。食品凍干機的開發(fā)研究被列為我國的九五重點推廣項目，使得我國的凍干機開發(fā)研究進入了新的時期。發(fā)展我國的凍干食品產業(yè)，必須開發(fā)我國的食品凍干設備。目前制約凍干食品發(fā)展的主要因素是：凍干機的巨大的能耗、凍干品合格率低下、凍干周期長。這些成了我們發(fā)展凍干食品的攔路虎。隨著技術的進步、人們的努力，必定會引起食品凍干機的技術進步，誕生出自動化程度高、凍干周期短（小于12小時）、產品合格率高（90%以上）、能耗低（水電汽折合成電能，包括食品的速凍和凍干總能耗小于2度電/每脫1公斤水）的食品凍干機。

我國有豐富的蔬菜、肉食、水產資源，開發(fā)生產凍干菜、牛肉干等大宗食品的出口，是一項前景好、利潤大的出口創(chuàng)匯項目。我國人口眾多，消費市場潛力巨大，凍干食品以它優(yōu)異的性能必將吸引眾多的國內消費者。長期以來我國的農牧產品一直徘徊在出口原料或初級加工階段，技術含量低。如能確實解決現(xiàn)有食品凍干機的能耗和生產效率，通過應用食品凍干這一*進行食品加工，將提高我國出口食品的檔次，有利于促進凍干食品內需，獲得較高的附加值，將會形成我國國民經濟新的增長點，其產生的巨大社會效益是不可故量的。

凍干技術

凍干是從凍結的物料產品中去除水分的過程，凍干分為真空冷凍干燥和常壓冷凍干燥二種，由于一些條件限制目前采用的是真空凍干燥。凍干目的是保留產品的完整的生物和化學結構及其活性。象其它許多的技術步驟，一種凍干的類型被稱做升華，是自然發(fā)生的。升華指的是溶劑，比如水，象干冰一樣，直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。傳統(tǒng)的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。這種情況將不會發(fā)生在凍干里，因為固體構成被在其位置上的堅冰支持著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質里。

凍干過程分為冷凍、升華、解析干燥三個階段，每一個階段都有相應的要求，不同的物料其要求各不相同，各階段工藝設計及控制手段的差異直接關系凍干產品的質量和凍干設備的性能。

一、冷凍階段

冷凍干燥先要把原料進行凍結，使原料中的水變成冰，為下階段的升華做好準備。凍結溫度的高低及凍結速度是控制目的，溫度要達到物料的凍結點以下，不同的物料其凍接點各不相同。凍結速度的快慢直接關系到物料中冰晶顆粒的大小，冰晶顆粒的大小對固態(tài)物料的結構及升華速率有直接關聯(lián)。一般情況下，要求1--3小時完成物料的凍結，進入升華階段。

二、升華階段

升華干燥是冷凍干燥的主要過程，其目的是將物料中的冰全部汽化移走，整個過程中不允許冰出現(xiàn)溶化，否則便告凍干失敗。升華的二個基本條件：一是保證冰不溶化；二是冰周圍的水蒸汽必須低于610帕（正確的說法應是低于物料凍結點的飽和蒸汽壓）。升華干燥一方面要不斷移走水蒸氣，使水蒸汽壓低于要求的飽和蒸汽壓，另一方面為加快干燥速度，要連續(xù)不斷地提供維持升華所需的熱量，這便需要對水蒸氣壓和供熱溫度進行優(yōu)化控制，以保證升華干燥能快速、低能耗完成。

三、解析干燥

物料中所有的冰晶升華干燥后，物料內留下許多空穴，但物料的基質內還留有殘余的未凍結水分（它們以結合水和玻璃態(tài)形式存在）。解析干燥就是要把殘余的未凍結水分除去，終得到干燥物料。

凍干工藝

由于廠家制造凍干機水平食品真空凍干機是非標準設備，在我國尚處于發(fā)展初期，這一點是我們的現(xiàn)狀。國內眾多的食品凍干機（不管是進口還是國產）其品質參差不齊，凍干品產量質量及能耗各說己見，有些甚至把落后的工藝手段吹噓成水平，其科學態(tài)度及不嚴肅。凍干機涉及真空、制冷、熱工、微機等技術領域，它是把速凍、制冷、真空、熱工、自控等工藝過程有機結合的一個整體，采用的工藝過程不同、其各工藝過程結合的不同，都關系到凍干機的性能。但不管怎樣，只要凍干品質量好、產量高、設備能耗低（水電汽）、自動化程度高（操作簡便：從物料放入按鈕開機，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關機出料）、設備可靠性高、維護成本低且方便，用戶認可，就可以認為是好設備。

凍干過程：速凍（時間快慢對凍干品質量有影響，1至3小時完成）---抽真空至一定的工作點（時間5至40分鐘）---升華干燥（按工藝曲線加熱、保持真空度，此階段復雜，時間長）---凍干結束（判斷凍干結束點）出料

一、速凍

原料經過挑選、漂洗、整形、放盤等前道工藝后，便可以進入凍干階段。凍干的步必須對凍干物料進行速凍，把放了物料的料盤置于凍干機中進行速凍（有的凍干機不帶速凍功能，要另配速凍機）。速凍工藝有以下幾種：

1、浸泡法：將物料浸泡于液氮、液態(tài)氟里昂、低溫鹽水等介質中進行快速凍結。此法凍結速度快。

2、風冷法：對物料吹低溫冷風，使物料在規(guī)定的時間內凍結到一定的溫度。

3、直冷法：將制冷劑或冷媒置于蒸發(fā)排管中，吸收物料的熱量達到制冷目的。

4、真空制冷法：利用抽真空使物料中水份蒸發(fā)帶走熱量，冷卻物料達到制冷目的。

不管采取何種方式，都應該保證物料在基本不變形的前提下在規(guī)定時間內凍結到一定的溫度。

二、真空保持

為保證物料中的冰不溶化而直接汽化（升華），并不斷移走汽體，保證升華正常進行，必須使箱內真空度低于某一溫度下冰的飽和蒸汽壓（610pa以下）。真空度的保持可以用以下幾種裝置實現(xiàn)：

1、多級蒸汽噴射泵。

2、羅茨泵+水環(huán)泵。

3、冷阱+羅茨泵+水環(huán)泵。

4、冷阱+羅茨泵+滑片泵。

5、冷阱+滑片泵。

采用冷阱是為了捕捉水汽，降低真空泵的負荷，設計合理的冷阱基本不會導致真空泵失效，能耗也低，不過對制冷系統(tǒng)、冷阱的設計要求較嚴。

三、加熱方式

隨著冰不斷升華汽體的移走，也帶走物料的熱量，使物料溫度（冰溫）持續(xù)走低，從而引汽冰的飽和蒸汽壓降低，升華速度放慢。為保持一定的升華速率，就必須不斷給物料補充熱量。熱量補充太少會降低升華速率，熱量補充太快會引起冰的溶化，導致物料塌陷凍干失敗。加熱方式有以下幾種:

1、微波加熱法。

2、接觸加熱法。

3、輻射加熱法。

4、接觸、輻射混合加熱法。

2、3、4三種方法都利用加熱擱板進行，其加熱介質有蒸汽、油、424介質，而油、424介質既可當加熱介質又可以做制冷媒體（速凍時）。

四、自控系統(tǒng)

由于凍干過程較復雜，且工作狀態(tài)范圍較窄，稍有不慎便會造成凍干品質量下降，因此要求采用自控系統(tǒng)。凍干機自控系統(tǒng)設計要求操作簡便，從物料放入按鈕開機，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關機出料。有關的溫度、壓力控制點要精心選擇、合理控制，速凍、真空保持、加熱的關聯(lián)應控制恰當，針對不同的物料設置工藝曲線。

真空冷凍干燥原理制造，結構緊湊合理，維護便利、費用低廉，全自動控制、操作簡便；具有凍干曲線自整定、彩色液晶顯示記錄各參數(shù)功能，工作狀態(tài)一目了然，不必為凍干曲線的設定而煩惱；操作人員僅需按鈕開機、根據指示燈關機出料便可；功能周全，速凍、凍干一氣呵成，無需配套設施（蒸汽鍋爐、冷卻塔等），通上三相電便可獨立工作；的環(huán)境溫度適應能力，在 40℃ 的高溫下能照常運行；設計，運行周期短，能耗極低，使低價格物料的凍干有利可圖。

產品規(guī)格及性能

20平米以下產品：

30平米以上凍干機規(guī)格性能（不帶速凍功能；料盤懸掛吊車輸送）