凍干食品的品質(zhì)及應(yīng)用
一、凍干食品的*
食品脫水，通常采用烘烤或日曬等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種脫水方法的實(shí)質(zhì)是加熱蒸發(fā)，加熱蒸發(fā)必然對(duì)食品產(chǎn)生相當(dāng)?shù)钠茐淖饔?。食品脫水的另一種方法是將食品先凍結(jié)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(jié)升華方法獲得的脫水食品，可在室溫下長(zhǎng)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(chǎn)的，在這種生產(chǎn)條件下，易氧化、易揮發(fā)、熱敏性的物質(zhì)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(yíng)養(yǎng)成份都能保持同鮮品基本一樣，而且復(fù)水性好。凍干食品在生產(chǎn)過(guò)程中不需任何添加劑，因而是真正的綠色食品。
二、應(yīng)用
1、方便食品領(lǐng)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(fù)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(shí)湯料領(lǐng)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(lǐng)域繼用凍干技術(shù)生產(chǎn)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(yíng)養(yǎng)、保質(zhì)期長(zhǎng)、飲用方便等特點(diǎn)。
4、顆粒蔬菜領(lǐng)域選多種凍干蔬菜,根據(jù)人體營(yíng)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(yíng)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(chǎn)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(jīng)配方而成的牛肉包、雞肉包、海鮮包、蔬菜包等。
10、脫水速食營(yíng)養(yǎng)方便食品：蛋花湯、速食粥、滋補(bǔ)湯料等。
11、對(duì)于沙漠、高原、極地、太空、潛艇、軍艦、遠(yuǎn)洋貨輪等特種地域生活人群以及供給，戰(zhàn)略儲(chǔ)備來(lái)源，真空冷凍干燥脫水食品無(wú)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(jié)構(gòu)，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(shí)間是目前市場(chǎng)上其他工藝制造的脆片無(wú)法可比的。
食品凍干機(jī)現(xiàn)狀與前景
一、凍干食品前景
國(guó)際市場(chǎng)凍干食品供不應(yīng)求，但國(guó)內(nèi)凍干食品工業(yè)尚處于發(fā)展初期，產(chǎn)量還很低。因此我國(guó)應(yīng)加快發(fā)展凍干食品，把豐富的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行深加工增值、外銷創(chuàng)匯。目前，我國(guó)生產(chǎn)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(diào)料(如方便面中的脫水菜、肉丁)等，年產(chǎn)量不足3000噸。據(jù)，到2010年，僅我國(guó)高檔方便面輔料一項(xiàng)，約需凍干食品4萬(wàn)噸，加上各種快餐配料、湯料、飲料答，每年凍干食品的消費(fèi)量將超過(guò)10萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)外對(duì)凍干食品的巨大需求，為我國(guó)發(fā)展凍干食品工業(yè)，提供了大好的機(jī)遇。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，有豐富的蔬菜、肉食及水產(chǎn)資源，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的農(nóng)牧產(chǎn)品一直徘徊在出口原料或初級(jí)加二階段。給人一種技術(shù)含量低的總體感覺(jué)。發(fā)展我國(guó)的凍干食品產(chǎn)業(yè)，必須開發(fā)我國(guó)的食品凍干設(shè)備。
二、食品凍干機(jī)現(xiàn)狀
自改革開放以來(lái)，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)副產(chǎn)品的產(chǎn)量節(jié)節(jié)攀升，已經(jīng)完成了由一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品貧乏到農(nóng)產(chǎn)品豐富、甚至略有富余的轉(zhuǎn)變過(guò)程，全國(guó)各地的地方官員也都在為富余的農(nóng)產(chǎn)品尋找出路。 在這種背景下，一種被認(rèn)為是高技術(shù)、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(guó)各地紛紛投資建廠，據(jù)食品行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)：截至于1999年底為止，國(guó)內(nèi)共安裝了約330臺(tái)/套食品凍干設(shè)備，但是，由于種種原因，許多企業(yè)的設(shè)備并沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，形成了典型的“開廠之日，就是關(guān)門之時(shí)”的怪現(xiàn)象，導(dǎo)致許多投資領(lǐng)域的“豆腐渣工程”，給社會(huì)和政府造成了沉重的負(fù)擔(dān)。某凍干食品企業(yè)的廠長(zhǎng)向別人訴說(shuō)：每天有百十號(hào)人忙活，煤燒了幾十噸，卻只能生產(chǎn)出一小棒蔥，叫人看了真想哭！生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品含水量不合格，表面皺縮，產(chǎn)品質(zhì)地柔軟，可壓縮而不碎，內(nèi)行人都不可能認(rèn)為是凍干產(chǎn)品，更別提出口創(chuàng)匯了，而一些人卻依然強(qiáng)行當(dāng)成凍干食品在國(guó)內(nèi)銷售，其后果就象前幾年的果蔬脆片一樣，砸了自家市場(chǎng)。而真正的凍干食品：含水量≤5%、外觀完整、基本不收縮、產(chǎn)品質(zhì)地特脆，略壓即碎。食品用凍干機(jī)與科研凍干機(jī)雖然同是凍干設(shè)備，由于應(yīng)用的場(chǎng)合不同而存在許多差異，僅從表面上看，兩者幾乎毫無(wú)相似之處，但它們本質(zhì)上卻是相同的，它們都遵從同樣的凍干原理，由于具體應(yīng)用的對(duì)象不同而采用了不同的技術(shù)手段，這是具體問(wèn)題具體分析的結(jié)果，國(guó)內(nèi)外各設(shè)備制造商，由于認(rèn)識(shí)水平上的差異，在食品凍干機(jī)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(jié)構(gòu)的組合，遠(yuǎn)未形成國(guó)內(nèi)某些自稱是“專家”的人所希望存在的標(biāo)準(zhǔn)組合。對(duì)用戶而言，非常重要的一點(diǎn)是：在各種不同的基本主體結(jié)構(gòu)組合當(dāng)中，其造價(jià)與能耗水平既不一致，也不構(gòu)成任何比例關(guān)系。而現(xiàn)在有許多凍干制造商沒(méi)有認(rèn)識(shí)這些，因此造成設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣、能耗較大。制藥行業(yè)的產(chǎn)品附加值很高，所以凍干機(jī)得到了廣泛的運(yùn)用，可食品行業(yè)產(chǎn)品附加值很低，凍干機(jī)巨大的能耗、高額的維護(hù)費(fèi)、操作員工的技術(shù)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(chǎng)銷量。制約食品凍干機(jī)發(fā)展的瓶頸便是凍干食品的生產(chǎn)成本，更具體地說(shuō)就是食品凍干及的能耗、產(chǎn)品合格率及自動(dòng)化程度。
三、食品凍干機(jī)前景
真空冷凍干燥技術(shù)是一項(xiàng)對(duì)食品護(hù)色、保鮮、保質(zhì)的高新加工技術(shù)。用凍干技術(shù)加工的食 品為凍干食品。目前凍干食品在歐美、日本市場(chǎng)迅速流行，凍干脫水后的蔬菜、水果、肉類、水產(chǎn)、調(diào)料等，除應(yīng)用于宇航、登山、旅游、勘探、采礦等行業(yè)外，并已廣泛進(jìn)入餐館和家庭。在日本消費(fèi)市場(chǎng)凍干食品的比重已達(dá)49％。凍干食品在國(guó)際市場(chǎng)的價(jià)格是熱風(fēng)干燥脫水食品的4倍—6倍，正成為國(guó)際貿(mào)易的大宗食品。 我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，有豐富的蔬菜、肉食及水產(chǎn)資源，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的農(nóng)牧產(chǎn)品一直徘徊 在出口原料或初級(jí)加二階段。凍干食品的技術(shù)含量高，品質(zhì)優(yōu)良，凍干食品已被國(guó)內(nèi)外廣大消費(fèi)者*為高檔次的脫水食品，而且正在廣泛地應(yīng)用到食品行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。食品凍干機(jī)的開發(fā)研究被列為我國(guó)的九五重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，使得我國(guó)的凍干機(jī)開發(fā)研究進(jìn)入了新的時(shí)期。發(fā)展我國(guó)的凍干食品產(chǎn)業(yè)，必須開發(fā)我國(guó)的食品凍干設(shè)備。目前制約凍干食品發(fā)展的主要因素是：凍干機(jī)的巨大的能耗、凍干品合格率低下、凍干周期長(zhǎng)。這些成了我們發(fā)展凍干食品的攔路虎。隨著技術(shù)的進(jìn)步、人們的努力，必定會(huì)引起食品凍干機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，誕生出自動(dòng)化程度高、凍干周期短（小于12小時(shí)）、產(chǎn)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(jī)。
我國(guó)有豐富的蔬菜、肉食、水產(chǎn)資源，開發(fā)生產(chǎn)凍干菜、牛肉干等大宗食品的出口，是一項(xiàng)前景好、利潤(rùn)大的出口創(chuàng)匯項(xiàng)目。我國(guó)人口眾多，消費(fèi)市場(chǎng)潛力巨大，凍干食品以它優(yōu)異的性能必將吸引眾多的國(guó)內(nèi)消費(fèi)者。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)的農(nóng)牧產(chǎn)品一直徘徊在出口原料或初級(jí)加工階段，技術(shù)含量低。如能確實(shí)解決現(xiàn)有食品凍干機(jī)的能耗和生產(chǎn)效率，通過(guò)應(yīng)用食品凍干這一*進(jìn)行食品加工，將提高我國(guó)出口食品的檔次，有利于促進(jìn)凍干食品內(nèi)需，獲得較高的附加值，將會(huì)形成我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，其產(chǎn)生的巨大社會(huì)效益是不可故量的。
凍干技術(shù)
凍干是從凍結(jié)的物料產(chǎn)品中去除水分的過(guò)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(chǎn)品的完整的生物和化學(xué)結(jié)構(gòu)及其活性。象其它許多的技術(shù)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(guò)程。傳統(tǒng)的干燥會(huì)引起材料皺縮，破壞細(xì)胞。這種情況將不會(huì)發(fā)生在凍干里，因?yàn)楣腆w構(gòu)成被在其位置上的堅(jiān)冰支持著。在冰升華時(shí)，它會(huì)留下孔隙在干燥的剩余物質(zhì)里。
凍干過(guò)程分為冷凍、升華、解析干燥三個(gè)階段，每一個(gè)階段都有相應(yīng)的要求，不同的物料其要求各不相同，各階段工藝設(shè)計(jì)及控制手段的差異直接關(guān)系凍干產(chǎn)品的質(zhì)量和凍干設(shè)備的性能。
一、冷凍階段
冷凍干燥先要把原料進(jìn)行凍結(jié)，使原料中的水變成冰，為下階段的升華做好準(zhǔn)備。凍結(jié)溫度的高低及凍結(jié)速度是控制目的，溫度要達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)以下，不同的物料其凍接點(diǎn)各不相同。凍結(jié)速度的快慢直接關(guān)系到物料中冰晶顆粒的大小，冰晶顆粒的大小對(duì)固態(tài)物料的結(jié)構(gòu)及升華速率有直接關(guān)聯(lián)。一般情況下，要求1--3小時(shí)完成物料的凍結(jié)，進(jìn)入升華階段。
二、升華階段
升華干燥是冷凍干燥的主要過(guò)程，其目的是將物料中的冰全部汽化移走，整個(gè)過(guò)程中不允許冰出現(xiàn)溶化，否則便告凍干失敗。升華的二個(gè)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(shuō)法應(yīng)是低于物料凍結(jié)點(diǎn)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(duì)水蒸氣壓和供熱溫度進(jìn)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(nèi)留下許多空穴，但物料的基質(zhì)內(nèi)還留有殘余的未凍結(jié)水分（它們以結(jié)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(jié)水分除去，終得到干燥物料。
凍干工藝
由于廠家制造凍干機(jī)水平食品真空凍干機(jī)是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在我國(guó)尚處于發(fā)展初期，這一點(diǎn)是我們的現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)眾多的食品凍干機(jī)（不管是進(jìn)口還是國(guó)產(chǎn)）其品質(zhì)參差不齊，凍干品產(chǎn)量質(zhì)量及能耗各說(shuō)己見(jiàn)，有些甚至把落后的工藝手段吹噓成水平，其科學(xué)態(tài)度及不嚴(yán)肅。凍干機(jī)涉及真空、制冷、熱工、微機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域，它是把速凍、制冷、真空、熱工、自控等工藝過(guò)程有機(jī)結(jié)合的一個(gè)整體，采用的工藝過(guò)程不同、其各工藝過(guò)程結(jié)合的不同，都關(guān)系到凍干機(jī)的性能。但不管怎樣，只要凍干品質(zhì)量好、產(chǎn)量高、設(shè)備能耗低（水電汽）、自動(dòng)化程度高（操作簡(jiǎn)便：從物料放入按鈕開機(jī)，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關(guān)機(jī)出料）、設(shè)備可靠性高、維護(hù)成本低且方便，用戶認(rèn)可，就可以認(rèn)為是好設(shè)備。
凍干過(guò)程：速凍（時(shí)間快慢對(duì)凍干品質(zhì)量有影響，1至3小時(shí)完成）---抽真空至一定的工作點(diǎn)（時(shí)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(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)）---凍干結(jié)束（判斷凍干結(jié)束點(diǎn)）出料
一、速凍
原料經(jīng)過(guò)挑選、漂洗、整形、放盤等前道工藝后，便可以進(jìn)入凍干階段。凍干的步必須對(duì)凍干物料進(jìn)行速凍，把放了物料的料盤置于凍干機(jī)中進(jìn)行速凍（有的凍干機(jī)不帶速凍功能，要另配速凍機(jī)）。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(zhì)中進(jìn)行快速凍結(jié)。此法凍結(jié)速度快。
2、風(fēng)冷法：對(duì)物料吹低溫冷風(fēng)，使物料在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)凍結(jié)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(dá)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(dá)到制冷目的。
不管采取何種方式，都應(yīng)該保證物料在基本不變形的前提下在規(guī)定時(shí)間內(nèi)凍結(jié)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(jìn)行，必須使箱內(nèi)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(shí)現(xiàn)：
1、多級(jí)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(fù)荷，設(shè)計(jì)合理的冷阱基本不會(huì)導(dǎo)致真空泵失效，能耗也低，不過(guò)對(duì)制冷系統(tǒng)、冷阱的設(shè)計(jì)要求較嚴(yán)。
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(bǔ)充熱量。熱量補(bǔ)充太少會(huì)降低升華速率，熱量補(bǔ)充太快會(huì)引起冰的溶化，導(dǎo)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(jìn)行，其加熱介質(zhì)有蒸汽、油、424介質(zhì)，而油、424介質(zhì)既可當(dāng)加熱介質(zhì)又可以做制冷媒體（速凍時(shí)）。
四、自控系統(tǒng)
由于凍干過(guò)程較復(fù)雜，且工作狀態(tài)范圍較窄，稍有不慎便會(huì)造成凍干品質(zhì)量下降，因此要求采用自控系統(tǒng)。凍干機(jī)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求操作簡(jiǎn)便，從物料放入按鈕開機(jī)，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關(guān)機(jī)出料。有關(guān)的溫度、壓力控制點(diǎn)要精心選擇、合理控制，速凍、真空保持、加熱的關(guān)聯(lián)應(yīng)控制恰當(dāng)，針對(duì)不同的物料設(shè)置工藝曲線。
真空冷凍干燥原理制造，結(jié)構(gòu)緊湊合理，維護(hù)便利、費(fèi)用低廉，全自動(dòng)控制、操作簡(jiǎn)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(shè)定而煩惱；操作人員僅需按鈕開機(jī)、根據(jù)指示燈關(guān)機(jī)出料便可；功能周全，速凍、凍干一氣呵成，無(wú)需配套設(shè)施（蒸汽鍋爐、冷卻塔等），通上三相電便可獨(dú)立工作；的環(huán)境溫度適應(yīng)能力，在 40℃ 的高溫下能照常運(yùn)行；設(shè)計(jì)，運(yùn)行周期短，能耗極低，使低價(jià)格物料的凍干有利可圖。
產(chǎn)品規(guī)格及性能
20平米以下產(chǎn)品：
30平米以上凍干機(jī)規(guī)格性能（不帶速凍功能；料盤懸掛吊車輸送）
