常規(guī)的真空冷凍干燥,是把物料經(jīng)*凍結(jié)后,在一定的真空度下,使冰晶升華,從而達(dá)到低溫脫水的目的。由于真空冷凍干燥的產(chǎn)品具有許多其它干燥方法*的優(yōu)點,應(yīng)用在食品加工方面,其優(yōu)點是:(1)凍干食品食用方便,這種食品因為在制作過程中已洗凈、切好、密封包裝,食用時只需用水一泡便可復(fù)原食用;(2)從營養(yǎng)成份保持角度來講,由于它采用的干燥工藝是先速凍,后在真空環(huán)境中升華干燥,可保持食品的物質(zhì)結(jié)構(gòu)不變,如在蔬菜和水果中zui易損失的維生素C亦能保持90%以上;(3)凍干后的蔬菜和水果外觀好看,不干裂,不收縮,維持物品原有的形態(tài)和色澤;(5)凍干后的食品重量輕,肉類和蛋類可減輕50~60%、蔬菜和水果可減輕70~90%;(6)凍干食品可長時間保存而不變質(zhì),一般冷藏和氣調(diào)保鮮能保存幾個月,zui多不超過一年,而凍干食品在密閉的鐵罐中可保存長達(dá)5年以上。
但由于凍干食品在生產(chǎn)過程中要消耗巨大的能量,成本很高,因此自60年代有工業(yè)化生產(chǎn)以來,產(chǎn)品的一半以上是供應(yīng)給軍需、航海、航天、極地考察、地質(zhì)探礦、邊疆等特殊場合工作的人食用,給他們的工作生活帶來極大方便,其余部分大部作為嬰兒食品或方便食品。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,近年也有一部分方便食品采用了凍干香蔥、香菜、蝦仁、牛肉等作調(diào)味品或添加物。
快速真空冷凍干燥,是把經(jīng)凍結(jié)的物料,放在真空容器中,利用一種可食用的、與水互不相溶的、具有與水相當(dāng)?shù)谋葻岬奈镔|(zhì)作熱的傳媒(現(xiàn)在僅有食用油脂這一類,今后有可能使用的是食用油脂的替代品或?qū)榇思夹g(shù)而開發(fā)的符合上述要求的傳熱介質(zhì)),在一定溫度下積聚大量熱能,通過直接接觸已凍結(jié)的物料方式使冰晶在極短的時間內(nèi)吸收大量熱能,直接汽化或來不及液化而直接汽化的一種脫水方式,其本質(zhì)是一種特殊狀態(tài)下的升華,為了與常規(guī)真空冷凍干燥(以下簡稱常規(guī)凍干)的升華相區(qū)別,根據(jù)這一特殊狀態(tài)下升華的特點,故命名為快速真空冷凍干燥(以下簡稱快速凍干)。
這種特殊情況下的升華,就筆者所能見到的文獻(xiàn)資料,未見有關(guān)類似的報道,筆者認(rèn)為有如下理由認(rèn)為這是升華狀態(tài):
1、對比其時間—壓力曲線與常規(guī)凍干的時間—壓力曲線,兩者的形狀和走向非常相似,相當(dāng)于把常規(guī)凍干曲線的時間單位由小時改為分鐘。
常規(guī)凍干時間--壓力曲線 快速凍干時間--壓力曲線
2、快速凍干的產(chǎn)品與常規(guī)凍干的產(chǎn)品相比,在脫水比率、復(fù)水性能、復(fù)水 率、脆度、外觀形狀、色澤等方面非常接近。
3、用常規(guī)凍干的理論分析其脫水過程,均與實驗結(jié)果相符。
有人也許會認(rèn)為,這其實就是真空低溫油炸技術(shù),實際上,這兩者存在本質(zhì)的區(qū)別:真空低溫油炸技術(shù),是把未凍結(jié)的物料放在真空容器中油炸,在剛開始的瞬間,是發(fā)生了上述特殊情況下的升華,但此后因熱油與冰晶之間被一個剛升華出來的熱蒸汽層隔開,傳熱效率大為降低,熱能的傳輸無法滿足那種特殊情況下的升華了,轉(zhuǎn)而變成了冰(固)—→ 水(液)—→汽(氣)的過程,由于兩者的相變不一樣,所加工出來的產(chǎn)品差別很大,快速凍干的產(chǎn)品在脆度、含油率、營養(yǎng)活性物質(zhì)的保存率、復(fù)水性能等方面是真空低溫油炸技術(shù)的產(chǎn)品所無法達(dá)到的。
常規(guī)凍干的產(chǎn)品與快速凍干的產(chǎn)品相比各有優(yōu)缺點,常規(guī)凍干產(chǎn)品的營養(yǎng)活性保存率較高,產(chǎn)品無油,貯藏期長等;快速凍干的產(chǎn)品在營養(yǎng)活性物質(zhì)的保存率上高于其它烘干的方法,僅次于常規(guī)凍干,由于食用油脂(傳熱介質(zhì))的殘留,貯藏期僅一年左右,但含油率不高,干品約為5—8%(而真空低溫油炸的產(chǎn)品為15-20%),復(fù)水后約為0.5—1%,與日常飲食差不多,作為食品加工來說,這一特點是可以接受的,而且快速凍干的產(chǎn)品在加工過程中有一個高溫熟化和滅菌的過程,且其復(fù)水性能,營養(yǎng)活性物質(zhì)的保存率等接近于常規(guī)凍干的產(chǎn)品,因此,在許多場合可取代常規(guī)凍干產(chǎn)品,同時亦可以直接食用。
在加工品種范圍方面,快速凍干幾乎*覆蓋了常規(guī)凍干的范圍(少數(shù)香辛料除外),由于快速凍干的生產(chǎn)成本僅為常規(guī)凍干的成本的20%—50%,許多采用常規(guī)凍干方法幾乎無市場的產(chǎn)品在改用快速凍干后,變得市場竟?fàn)幜?,如糧食制品中的方便面,快速凍干的產(chǎn)品在外觀及內(nèi)在質(zhì)量上甚至優(yōu)于現(xiàn)行市售的微波干燥方便面;采用本技術(shù)加工的方便米粉、方便米飯等,真正成為方便的“米飯";在堅果制品中,快速凍干的產(chǎn)品比傳統(tǒng)的炒、烘、烤的方法加工的產(chǎn)品更具有酥、香、脆的口感,而且絕不會有焦糊等;采用快速凍干的技術(shù)加工的果蔬類產(chǎn)品,其質(zhì)地類似于膨化食品,具有與餅干相當(dāng)?shù)拇喽燃昂吐?,且在加工過程中沒有添加任何化學(xué)物質(zhì),是一種優(yōu)良的、高品質(zhì)的健康食品,適合于各個年齡階段的人群食用,單這一類產(chǎn)品的前景就非常廣闊;此外,快速凍干的海帶絲、紫菜、畜禽產(chǎn)品等,也同樣具有廣闊的市場??偨Y(jié)起來,可采用快速凍干的種類有:糧食類、果蔬菜類、畜禽類、海產(chǎn)類、水產(chǎn)類等多達(dá)百余種,可以說,目前還沒有那一種食品加工技術(shù)能有如此廣泛的實用范圍。
在技術(shù)參數(shù)上,快速凍干與常規(guī)凍干相比,具有明顯的更容易實現(xiàn)的特性,這是快速凍干成本低廉的關(guān)鍵所在。見下表:
項 目 | 快 速 凍 干 | 常 規(guī) 凍 干 |
絕 對 壓 力 (Pa) | 1333~2666 | 13.3~133 |
升 華 溫 度 (0C) | 70~90 | -05~-25 |
水蒸汽捕集器工作溫度(0C) | 25~35 | -25~-40 |
生 產(chǎn) 周 期 | 12~15分鐘 | 12~20小時 |
由上表可見,快速凍干的條件比常規(guī)凍干的條件更容易實現(xiàn),所以,它的設(shè)備投資,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等均大大低于常規(guī)凍干,常規(guī)凍干的zui小實用生產(chǎn)規(guī)模,就需500萬元以上的投資,而快速凍干的zui小實用生產(chǎn)規(guī)模,只需50萬元就足夠了,而且兩者的生產(chǎn)能力相當(dāng),其它生產(chǎn)規(guī)模相當(dāng)?shù)耐顿Y見下表:
項目 | 生產(chǎn)規(guī)模(年產(chǎn)) | 30~50T | 50~100T | 150~200T | 300~600T |
快速凍干 | 設(shè)備投資(萬元) | 50 | 100 | 300 | 600 |
廠 房 (m2) | 100~150 | 150~200 | 300~500 | 800~1000 | |
常規(guī)凍干 | 設(shè)備投資(萬元) | 500 | 1000 | 1500 | 2000 |
廠 房 (m2) | 800~1000 | 1000~2000 | 1200~1500 | 1500~2000 |
我國是一個農(nóng)副產(chǎn)品資源豐富的大國,不論大江南北、東海之濱、西部腹地,均有適宜采用快速凍干技術(shù)加工的原料,有許多還是當(dāng)?shù)氐奶厣Y源,由于保鮮、貯藏、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑?,每年都有一部分白白浪費(fèi)了,如果選用快速凍干技術(shù)來就地深加工(由于其投資規(guī)??纱罂尚。m合我國各地不同經(jīng)濟(jì)狀況的地區(qū)采用,此方案是可行的),由此而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,都是無法估量的。
由于該技術(shù)未見有關(guān)文獻(xiàn)報道,筆者的能力又十分有限,這里面有許許多多末能揭示的道理,其中的觀點也有許多偏頗,請國內(nèi)同行指正。
參考文獻(xiàn):
1、《食品工業(yè)制冷技術(shù)》 孫時中等譯 輕工業(yè)出版社 1987
2、《食品干燥》 邱建人著 中國臺灣復(fù)文書局 1984
3、《真空技術(shù)手冊》 達(dá)道安著 機(jī)械工業(yè)出版社 1987
4、《冰凍干燥法》 張志純譯 中國臺灣徐氏基金會出版 1987
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