果蔬真空冷冻干燥工艺与技术

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由于冻干食品避免了传统脱水技术方法带来的变色、变味、营养成分损失大、复水性差等缺陷,具有保持原食品形、色、香、味、营养不变、复水性好、重量轻、可常温贮藏等优点。因此,冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食品4~6倍,是速冻食品7~8倍。它在登山、航海、探险、军队野战等特殊场合中具有不可替代的地位,也是宇航员在太空中的主要食品。

冻干食品在一些发达工业国家已经达到相当高的普及水平,美国、日本冻干食品的比重已达到40%以上。椐有关部门统计,目前,美国每年消费冻干食品500万t,日本160万t,法国150万t,其他国家也很可观。日本每年约需花1000亿日圆进口冻干食品,香港、新加坡和南韩每年进口冻干食品达500亿日元。日本、美国及欧洲等每年约需冻干大蒜粉6000t,可见冻干食品的国际市场之大。

随着我国经济的可持续发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品质量的要求越来越高,特别是对高质量的婴幼儿食品和保健食品的需求量急剧增加。另外,我国旅游、探险、航海事业必将有大的发展,同时高档餐饮业的迅速崛起、人们生活节奏的加快,都对方便即食食品的需求量越来越大。因此,发展冻干食品具有广阔的国际、国内市场。

5.7.2冻干食品生产的基本原理

与其它干燥方法一样,要维持升华干燥的不断进行,必须满足两个基本条件,即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段,如果物料温度相对较高,升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行,物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度,此时,若没有外界供热,升华干燥便停止进行。在外界供热的情况下,升华所生成的蒸汽如果不及时排除,蒸汽分压就会升高,物料温度也随之升高,当达到物料的冻结点时,物料中的冰晶就会融化,冷冻干燥也就无法进行了。

供给热量的过程是一个传热过程,排除蒸汽的过程是一个传质的过程,因此,升华干燥过程实质上是一个传热、传质同时进行的过程。自然界中所发生的任何过程都有驱动力,升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差,而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器(或冷阱)之间的蒸汽分压差。温差愈大,传热速率愈快;蒸汽分压差愈大,传质(即蒸汽排除)速率愈快。

冻干时,既要保持产品的优良品质,又要取得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由热源通过外界传热过程传送到被干燥物料的表面,然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸气必须通过内部传质过程到达物料的表面,再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈”,它取决于冻干设备的设计、操作条件以及被干燥物料的特征。只有同时提高传热、传质效率,增加单位体积冻干物料的表面积,才能取得更快的干燥速率。

在冰晶的升华过程中,每升华1g冰晶约需吸收2822.4J的热量,假如没有热量来源,冰晶升华时将会从制品中吸热,亦即通过降低制品的温度来维持升华所必须的热能,当制品的温度降低后,其冰晶饱和蒸汽压亦降低,当降低到与环境中绝对压力相等时,升华亦即停止,因此,冻干过程中,必须给制品施加热能,但是,要在真空环境中传输热能,也不是一件容易的事情,为此,人们设计出下列种种加热方式:

①接触传热方式这是一种最简单的加热方法,在干燥室内设置可加热的多层搁板,上面放置装有被干燥食品的干燥盘。利用干燥盘与搁板接触传导加热。在这种情况下。加热搁板与干燥盘,干燥盘与干

燥食品间不能完全良好地接触,因此利用这中方法进行加热时,干燥时间多少较其它方法长些,但其优点是干燥是构造简单,并可充分利用空间。

②复式加热方式接触传导仅加热食品的一面,而在本法中被干燥的食品两面都与加热板接触,因此传热良好而可缩短干燥时间,所采用的方式将被干燥食品在与加热板接触前,先以金属网状铝板夹住,以打开升华时水蒸汽的通道并减少其阻力,然后用液压加上搁板,使之与网状铝板接触,此法优点是可缩短干燥时间,但为能与上搁板接触,搁板必须是活动的,因此必须使用液压装置,而导致构造复杂,并降低干燥室的利用率,故设备费用高昂,此外,对非平面而不定形被干燥食品,则有不能充分发挥效果的缺点。

③有钉板加热方式这是上述复式加热方式的变形,此法是利用装有多枚钉子的2片加热板将被干燥食品夹在中间以进行加热,这种方式的加热接触面积扩大到被干燥食品的内部,因而能有效地进行热供给,利用此方式,干燥时间可大幅度缩短,这正是被希望的方式,但相反的是,大量处理被干燥食品时,干燥前与干燥后的操作繁杂,需要人力与时间,另外还涉及卫生的问题,因此在实用规模装置上几乎都不采用。

④辐射加热方式此种方式是将被加热干燥的食品置于干燥盘或干燥网上,然后插入两片加热板之间,使之不与加热板接触,而由加热板辐射来供给热量,因此加热板可加热到容许温度以上的高温,而被干燥食品的温度则保持在容许温度之内,这样可以缩短干燥时间,且被干燥食品的形状若不是定型时也不会有所防碍。干燥前后的操作也很容易,特别是在大型连续干燥装置中更加有效,已经设计出适当的控制方式,并提高加热板的辐射能转换效率,其干燥时间已缩短至可以与复式加热相匹敌的程度,因此,该加热方式已演变成冻干食品设备的基本形式。

⑤微波加热方式微波照射能使不同形状的食品内外都得到加热,大大缩短干燥时间(约10%~20%)。此外,干燥室的利用率也较高。尽管微波加热具有明显的优点,但是到目前为止还没有在工业上成功的例子。这是因为产生微波形式的能量是昂贵的,其费用为蒸汽费用的10~20倍。另外,微波加热过程很难控制。如果供热量有余,会导致升华界面有少量冰融化,而水的介电常数比冰的介电常数大得多,水将吸收更多的热量使温度升高而使更多的冰融化,最终导致干燥失败。

⑥红外线加热在干燥室安装红外线发生器产生红外线辐射。但由于其维持费用相当高,故很少应用于冷冻干燥食品方面。

综上所述,各种加热方法各有其特点。人们在不断认识冻干过程本质的基础上,探索出了多种加热、辐射的组合,如传导-辐射加热法、传导-微波加热法、辐射-微波加热法等。其目的都是期望能在保证产品质量的前提下,提高干燥速率,降低能耗。

5.7.3冻干食品的生产设备

5.7.3.1主要设备

冻干食品生产最主要的设备为食品用真空冷冻干燥机组,该机组的性能,能耗和操作自动化程度的高低决定了冻干食品生产企业的技术水平的高低,食品用冻干机分间歇式和连续式。连续式机组在国内企业尚属少见。间歇式冻干机由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统、控制系统等5部分组成。

⑴干燥箱体有圆筒形及方形两种主要的形式,各有优点,圆筒形制造容易,但无法利用的空间多;方形则相反,空间利用率高,但制造较困难。

⑵加热系统大多数采用辐射传热,辐射板由阳极电镀铝制成,导热介质有导热油,饱和水、二次蒸汽,有机溶剂如丙二醇、甘油等,热源均系用高压水蒸汽。

⑶真空系统采用机械真空泵,有罗茨泵+油封泵及罗茨泵+罗茨泵+大气喷射+水环泵两种,两者主要区别是前者不能抽水蒸汽,因此对冷阱效率要求较高,优点是能耗小,后者则正好相反,能抽吸少量水蒸汽,缺点是能耗较大。

⑷制冷系统由制冷机组与冷却排管构成,作水蒸汽捕集器(亦称冷阱)依其与辐射板组件的相对位置,有如下几种形式:①底置式:放置在辐射板组件的底部;②侧置式:放置在辐射板组件的两侧;③

后置式:放置在辐射板组件的后面;④另置式:放置在辐射板组件不在同一容器内,另外一个容器放置,两容器之间有一个短而粗的管件连接。

⑸控制系统有手动控制及自动控制两大类,自动控制又分仪表自动控制与PLC可编程序控制两类。以PLC可编程序控制最先进,现在已有专用的冻干程序控制仪问世,是在PLC基础上按冻干要求而设计的,能自动完成冻干过程中复杂的控制操作,并且有贮存数据的功能。

国外著名的冻干设备生产厂家有丹麦阿特拉斯工业公司(ATLAS)、日本真空技术株式会社(ULVAC)、美国奥特公司(Virtis)、英国爱德华公司(Edwards)、日本共和真空技术株式会社(KYOWAC)等设备制造商;台湾也有多家冻干设备生产厂,但良秀不齐,有些是低劣产品。

国内有名的冻干设备生产厂家有中国科学院兰州物理研究所研制的ZDG型、清华大学核能技术设计研究所研制的DH—FD型、深圳万宝真空保鲜设备公司生产的DF型、广州长城制冷工业设备厂生产的SZDG 型、中国航天工业总公司沈阳新阳速冻设备制造公司生产的LG型等食品冻干设备。

5.7.3.2简易冻干食品生产线的配置

⑴前处理设备有:

①多用切片机1台,生产能力200~500kg/h,国产的即可,如有条件,可购买台湾、日本、美国产的切片机,以美国厄舍公司的最为先进。

②冷却槽杀青后的冷却槽可用清洗槽代替,简易生产线通常因自来水冷却沥水可选用振荡沥水机,如有条件,最好选用离心机。

③速冻库速冻库的配置与冻干机的处理能力相适应,以日班生产配料,满足2~3班冻干为宜。冷源最好单独或半单独设置(低压循环部分独立)以防止在速冻库热负荷较大时,影响到正在冻干过程中的冷阱温度。

⑵冻干车间冻干车间是冻干食品生产的关键工序,它的设置同时要考虑到产品质量受影响的程度,一般速冻库与冻干箱门之间的距离越短越好,并且此通道最好专用,仅作为物流通道,而不兼作人流通道,冻干箱门端与冻干机其它部分及设备最好隔开,以减少环境对半成品的污染。

⑶卸料与包装间卸料与包装间应密闭,地面至少要用水磨石加打蜡,墙体要用白瓷砖贴至1.5m 高,以上部分要刷白色防水涂料,此车间须装设空调除湿设备,空调制冷可与冷库系统合用,除湿设备宜选用转轮式除湿机,以利降低除湿成本,车间最好无窗户,门尽可能密闭,最好采用无尘净化室专用的密封门,并要有换气、消毒、灭菌等设施。

包装时一般要有不锈钢工作台,抽真空充氮封口机,抽真空设备宜选用水环式真空泵,抽速约20L/s,充氮气源为工业用氮气,经减压过滤充入即可。

5.7.3.3现代化流水生产线配置

` 现代化流水生产线与简易生产线相比,仅在前处理增加了清洗、去皮、杀毒、冷却、输送等自动化机械设备,以减少前处理中手工作业量,因清洗、去皮等操作中没有标准化通用设备,在此不作详述,其它与简易生产线相同。

5.7.4冻干果蔬的生产工艺

工艺流程

原料选择→整理→预冻结→升华干燥→后处理→包装、贮藏。

操作要点

⑴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(有关冷冻工艺及设备参见本书“9.果蔬速冻”),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,选择一个最优的冻结速率,在保证冻干食品质量的同时,使所需的冷冻能耗最低。

⑵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,冻干机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。

⑶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。

⑷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。

冻干食品所具有的多孔海绵状结构,既有其有利的一面,也有其不利的一面:一是产品一旦暴露于空气中容易吸湿和氧化降质,所以,冻干食品应抽真空包装,最好充氮包装;二是冻干食品所占体积相对较大,不利于包装、运输、销售,因此冻干食品常被压缩后包装。此外,多孔疏松状结构使得冻干食品在运输、销售途中极易破碎,因此,对于那些不便压缩包装的冻干食品,应具有一定保护作用的包装材料或包装形式。

冻干食品常用的包装材料为PE袋及复合铝铂袋,PE袋常用作大包装用,复合铝铂袋常用作小包装用,外包装通常都选用牛皮瓦楞纸板箱,其大小符合集装箱运输之需要,用PE袋作内包装时,为强化其隔绝氧、水、汽的作用,常用双层,必要时,还可采用铁罐包装,但价格较高,应用不很普遍。不论采用何种包装材料,均需采用抽真空充氮,并添加除氧剂及干燥剂。

冻干食品应贮存在阴凉、干燥处,如有条件,最好放置在低温低湿的环境中,保质期通常为1~2年,采用铁罐包装时可适当延长。

5.7.5冻干食品的质量标准

冻干食品的质量要求较为严格,质量检验时,抽样率占每批总数的10%(客户有特需要求除外)每

件随机抽取小样,混匀后作待检样品,由于冻干食品目前尚无国家标准,亦无可参照的国际标准,下述检验项目均为行业推荐指标,大致如下:

⑴感官指标

色泽:应有该品种原料的色泽。

香味:应有该品种的香味(或熟制后的香味)。

粒度:指规格,依客户要求而定,其中粉末≤2%。

⑵水分≤5%

⑶夹杂物不得检出(指非原料或其裂解物)。

⑷微生物细菌总数≤500个/g;大肠菌群≤10个/100g;致病菌:不得检出,或依客户要求另定。

⑸重金属砷(以As计)≤1.0mg/kg;铅(以Pb计)≤2.0mg/kg;铜(以Cu计)≤60mg/kg。

⑹装量不低于标示量。

⑺包装材料依客户要求而定。

5.7.6冻干食品生产质量控制

冻干食品作为高档食品,绝大部分均出口往发达国家或地区,由于这些国家或地区都普遍实行了食品“GMP”标准,因此,外商对其质量要求极为严格,不仅对产品质量有严格的要求,而且要对厂家进行实地考察,往往要求至少关键工序要达到标准。

GMP的指导思想:产品质量是在生产过程中制造出来的,而不是在检验中检测出来的,因此,在实施过程中它要求要以合格、称职的技术人员,对员工进行反复不断的培训,使他们始终明白GMP对他的工作岗位的具体要求,此外,它对工厂的硬件也有具体的要求,笔者结合自己的工作经验,把冻干食品生产质量控制措施归纳如下:

⑴厂房

①冻干食品生产企业必须有整洁的生产环境,生产区周围应无污染源,空气场地、水质应符合食品卫生要求,生产区内及周围应无露土地面,并增加绿化面积。

②厂区应接行政、生活、生产、辅助系统划分布局。行政、生活与生产区应相距一定距离、生产厂房按产品工艺特点要求会理布局,间距适当,无交叉污染,在同一厂房及领近厂房进行的各项操作,不得相互妨碍。

③厂房内必须足够的空间和场所,能整齐,合理地安置设备和物料,按照工艺要求,工序衔接合理,人流,物流分开,防止不同品种相互混淆,交叉污染和遗漏生产,检验步骤。

④厂房内应具备适当的照明,取暖及通风设备,必要时需要空调设备,使室内保持适当的温度和湿度。照明、采暖设备及各种管通与生产车间的空间隔离。

⑤厂房应能防止动物和昆虫进去,其内部表面应光滑少缝隙,不得脱荡或吸附颗粒性粉尘。

⑥厂房必须按生产工艺和质量要求,划分等级,一般生产区(指无菌落数要求的生产车间、房间等),控制区(指对菌落数有一定要求的生产车间及辅助房间),并应采取相应的保证措施。

⑦控制区车间内墙、平顶和地坪要材质坚硬,平整光滑少缝隙,无颗粒性物质脱落,易清洗,易消毒,有外窗的房间,其窗应密封,门要求光滑,造型简单,关闭严密,开启方向应朝向卫生程度高的房间。进入控制区内的空气须经初效、中效过滤,最好还须经高效过滤,室内温度、湿度应符合工艺要求,一般应保持1~2Pa的正压,并在合适的地方装设紫外灯。

⑧操作人员应须经更衣后,经缓冲室方能进入生产控制区,生产控制区的服装至少须采用无扣白大褂,最好选用无尘工作服。

⑨进入生产控制区的物料和工具,应通过缓冲室清洁,消毒后才能进入。

⑵设备

①生产设备须与所生产食品相适应,并按工艺流程合理布局,便于操作,拆卸清洗、消毒及灭菌。

②设备及管道的材质应与物料不起化学反应,凡食品直接接触的设备表面均需光洁、平整、易清洗、

耐腐蚀、不吸附,不污染所加工的物料。

③设备的转动及管道系统要密封良好,防止润滑油、冷却剂等对食品的污染。

④所有设备均要造册登记,主要设备(仪器)应建立档案资料,其主要内容有:原始技术资料(包括设备使用维修说明书原件)、设备装配总图、施工图、零件、易损件、备件清单,检修、维护保养和事故记录等。

⑤用于生产和检验的仪器、衡器、量具等应经计量检定,并作定期检查,凡精度不能保证产品质量的仪表、仪器、衡器、量具不得用于生产和检验。

⑥设备使用、检修人员应了解设备的原理、结构、材质、性能与用途、切实做到会使用、维修、保养,会排除故障。

⑶生产过程中产品质量的关键控制点(以小香葱生产为例)

①原料的新鲜程度要有专人检查,并作相应的记录,如有异常情况应及时处理。

②分检工序是控制夹杂物的关键工序,应严格把关,任何夹杂物均不得流入下一道工序,同时须将不合格的原料剔除。

③清洗工序的重点是洗去泥沙,但不能泡水太久,因为葱的吸水能力是较大的,吸水太多时要用离心机甩去过多的水分。

④切段时应注意葱段的尺寸应在允许的误差范围内。

⑤铺盘工序最好在控制区内进行,以使微生物含量不至于超标,且铺盘时计量必须准确,表面须刮平整,否则易造成欠干。

⑥预冻结要尽快降温冻结,当多个物料中心温度达-18℃以下后,维持0.5h即可,以减少能耗,也不必将物料温度降得太底。

⑦冻干工序应遵照冻干曲线进行,当冻干机出现异常情况时要尽可能保住产品不至于溶化,关键是想办法维持升华条件,切去热源。

⑧卸料及半成品分检、包装工序,要方止微生物污染、吸潮、要特别注意操作人员着装,环境的湿度、温度及室内卫生。

5.7.7冻干果蔬生产实例

5.7.7.1小香葱

⑴工艺流程

原料→分检→清洗→切段→铺盘→预冻结→冻干→卸料→半成品分检→包装→入库。

⑵操作要点

原料要求新鲜,无病害、无枯黄叶、无损伤,色泽青绿。

分检按原料验收方法将合格的原料挑选出来,注意剔除夹杂物,

清洗用流动水漂洗,洗去表面泥沙。

切段用切片机切成4~5mm的小葱段。

铺盘把截切好的葱段均匀铺入冻干盘中,装载量为8~9kg/m2。

速冻铺好盘后的小香葱连同冻干盘一起放置在专用吊车上,推入急冻库中速冻,注意放置好测温探头,当温度达到-18℃以下,维持0.5h即可。

冻干把预冻结好的物料迅速推入准备好的冻干机中,动作越快越好,迅速关上干燥箱门,并立即开始抽真空,完成上述部骤的时间一般在10~15min左右,太长则有可能引起物料表面的熔化。到工作压力后,开始按设定的加热曲线加热,冻干小香葱加热曲线一般分成6段:①在30mim内,均匀升温至120℃,性能优良的设备可在15min内达到;②在120℃维持恒温3h;③在1h内,均匀降温至80℃;④在80℃维持恒温2h;⑤在1.5h内,均匀降温至60℃;⑥在60℃维持恒温2h。整个冻干周期约10h,由于各台动干设备的性能有所不同,上述参数仅供参考,能否采用,应先试验后确定。

卸料卸料应在密闭、少尘埃的洁净区域内进行,室内相对湿度50%以下,温度22~25℃,卸料后如来不及进行半成品分检,则应先密闭口在容器中。

半成品分检主要挑去夹杂物,分切不良及其它不合格品,其环境要求与卸料同。

包装按与客户签订合同时的规格包装,通常有5kg/箱、8kg/箱、10kg/箱可供选择,为防止堆叠时外包装箱变形,外箱常设计成高箱式(四方底,高为底边长的两倍半左右),且装料时只装至离顶2~2.5cm 为宜。

5.7.7.2荔枝

⑴工艺流程

原料选择→挑选→洗果→去壳、去核→清洗→切分→预冻结→冻干→包装。

⑵操作要点

荔枝选择、前处理和预冻结参考本书荔枝速冻(9.7.1)。把切分好的荔枝肉预冻结至-30℃。冻干时首先将冷阱温度预冷至-35℃,打开干燥仓门,装入冻透的荔枝,关上仓门,启动真空机组进行抽空,当真空度达到60Pa时,开始加热,加热过程中需要保证稳定的工作真空度,而且保证物品最高温度不超过50℃。冻干后抽真空充氮包装。

5.7.7.3蘑菇、大蒜、胡萝卜

蘑菇、大蒜、胡萝卜都是采用冷冻干燥主要品种。这3种蔬菜的前处理参见前面的热风干燥;预冻结参

考本书的“9.果蔬速冻保藏”部分;冻干及后处理参考前面的内容。

果蔬真空冷冻干燥技术

果蔬真空冷冻干燥技术 果蔬加工产业化发展对促进区域特色农业经济发展、提高农业经济效益、增加农民收入均有重要作用。生鲜果蔬干燥是果蔬加工的方法之一,通过干燥来降低果蔬的水分含量,所得干制产品便于贮藏和运输,对特色农产品尤为适用。当前,食品加工技术的一个重要发展趋势是最大限度地保持食品的营养和物理特性,而干燥工艺和设备的选择对干制品的营养、色、香、味和形有很大影响。冻干技术是国际公认的生产高品质脱水食品的首选方法。冻干农产品国际市场供不应求,深受港澳、东南亚欧美人们的青睐,是出口创汇附加值极高的产品。冻干技术是真空冷冻干燥技术的简称。其原理是将含水物料预先冻结到其共晶点温度以下,使其内部水分完全冻结为冰,然后在真空条件下使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统的捕水器或者制冷系统的水气凝结器将水蒸 气冷凝,从而获得干制品。冻干技术是真空技术与冷冻技术相结合的一种新型的可以明显提高干制品质量和档次的干 燥脱水技术。传统干燥方法如晒干、煮干、烘干等的时间长,均在0℃以上或更高的温度下进行,干燥所得的产品,一般体积缩小、质地变硬,甚至有些物质发生了氧化,一些易挥发的成分有所损失,有些热敏性的物质,如蛋白质、维生素等也会发生变性。微生物失去生物活力,干燥后的物质不易

在水中溶解等。且与干燥前相比,产品在性状上有很大的差别。如传统的烘干方法加工的草莓干易出现干缩及褐变现象,复水性差,且破坏了功能成分。真空冻干中,物料的干燥基本上在0℃以下的温度进行,即在产品冻结的状态下进行,直到后期需进一步降低产品的残余水分含量时,才会升至0℃以上的温度,且一般不超过40℃。与传统干燥方法相比,具有以下优势:①冻干技术是在高真空度、低温环境条件下进行的干燥,不会破坏热敏性物质,微生物和酶的作用受到抑制,能有效地保持物料的色泽、香味和营养物质,形成疏松多孔的组织结构,产品具有较好的口感;②杀菌、抑菌。冻干过程中低温、缺氧的环境可起到灭菌或抑制某些细菌细胞内酶活性的作用;③脱水彻底,贮存、运输、销售方便。物料冻干时可排除90%~95%的水分,脱水彻底,抑制了微生物生长,重量轻,便于长途运输,且保存期长,常温下可存放3-5年,真空包装或充氮包装可保存数十年;④保持食品原有的形状赋予产品很好的速溶性和复水性。复水性好,速度快,且复原后的产品色、香、味、形不变,品质与鲜品基本或完全相同;⑤减少物料的表面硬化和营养物质的损失; ⑥无需任何添加剂,天然营养卫生。但冻干产品成本较高,约为热风干燥的5-7倍,速冻食品的7-8倍,喷雾干燥的7 倍(汪廷彩,2002)。就单纯的生产成本来看,冻干产品较 其他产品造价高。但据美国农业部提供资料表明,从整个流

第八讲几种果蔬汁生产工艺

第八讲几种果蔬汁生产工艺 1.柑橘汁 柑橘类果汁由于其具有甜、酸、微苦的综合性风味,气味芳香,色泽柔和,富含多种维生素和矿物质而成为国内外市场上最受人们欢迎的饮料之一。以甜橙汁为代表产品,主产国有美国、巴西、以色列、日本等,我国是世界上种植柑橘历史最悠久的国家。 生产工艺流程 原料 验收、储存 选果、清洗 榨汁 果汁果渣过滤、分离调配制作饲料 杀菌脱气 浓缩均质 装填杀菌 浓缩汁灌装、封口天然果汁产品 工艺流程描述

1)原料的选择 品种—酸甜适口、色泽橙黄、香气浓郁、汁液丰富的适宜加工的品种;要求新鲜、完整、成熟度好。 2)清洗、分选 原料经验收合格后,通过流送槽输送,除去附着物和泥沙,然后经提升机输送到洗果机进行进一步清洗,并经选果传送带选果后进行分级、榨汁。 3)榨汁 柑橘与苹果、梨相比结构复杂,详见课本193页图109. 外果皮:中间有油胞,内含精油、苎萜、萜品类物质,因而易于产生萜品臭。 白皮层:存在于油胞和砂囊之间,呈白色海绵状,存在大量的黄酮和柠碱,易于产生苦味。 因此,在柑橘榨汁中不易采用破碎压榨法取汁,一般采用的是錐汁机。 为了取到优质的果汁,需注意如下事项: * 果汁中不得含大量果皮油; * 防止白皮层和囊衣混入,以免产生苦味; * 避免种子破碎; * 出汁率要高、榨汁成本要低。 4)过滤 * 粗滤:用20目振动筛去除果汁中的果皮碎片、囊衣、粗的果

肉浆、种子等。 * 精滤:80目筛 * 分离:采用蝶式分离机进行,除去部分果油,并使果肉浆控制在3%-5%,以利于饮料加工。 5)混合与调配 通过添加果汁、糖、酸以及辅料,使果汁的可溶性固形物达到15%-17%,总酸%%。 6)脱气与脱油 目的: * 防止Vc损失; * 防止香气及色泽变化 * 防止果肉上浮 * 防止好气菌繁殖 手段: 真空脱气机完成此步骤。一般有2%-3%的水分及香气损失,先进的工艺流程应该增加香气回收装置。 7)均质 其目的在于将悬浮颗粒分裂成细小微粒,均匀而稳定地分散在饮料中。 常用设备—高压均质机。正常工作压力15-20MPa. 8)杀菌 灌装前杀菌: * 巴氏杀菌:85℃-90℃,15-30s. * 超高温瞬时灭菌:121℃,5-15s.

果蔬冻干工艺与技术

果蔬真空冷冻干燥工艺与技术 由于冻干食品避免了传统脱水技术方法带来的变色、变味、营养成分损失大、复水性差等缺陷,具有保持原食品形、色、香、味、营养不变、复水性好、重量轻、可常温贮藏等优点。因此,冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食品4~6倍,是速冻食品7~8倍。它在登山、航海、探险、军队野战等特殊场合中具有不可替代的地位,也是宇航员在太空中的主要食品。 冻干食品在一些发达工业国家已经达到相当高的普及水平,美国、日本冻干食品的比重已达到40%以上。椐有关部门统计,目前,美国每年消费冻干食品500万t,日本160万t,法国150万t,其他国家也很可观。日本每年约需花1000亿日圆进口冻干食品,香港、新加坡和南韩每年进口冻干食品达500亿日元。日本、美国及欧洲等每年约需冻干大蒜粉6000t,可见冻干食品的国际市场之大。 随着我国经济的可持续发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品质量的要求越来越高,特别是对高质量的婴幼儿食品和保健食品的需求量急剧增加。另外,我国旅游、探险、航海事业必将有大的发展,同时高档餐饮业的迅速崛起、人们生活节奏的加快,都对方便即食食品的需求量越来越大。因此,发展冻干食品具有广阔的国际、国内市场。 5.7.2冻干食品生产的基本原理 与其它干燥方法一样,要维持升华干燥的不断进行,必须满足两个基本条件,即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段,如果物料温度相对较高,升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行,物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度,此时,若没有外界供热,升华干燥便停止进行。在外界供热的情况下,升华所生成的蒸汽如果不及时排除,蒸汽分压就会升高,物料温度也随之升高,当达到物料的冻结点时,物料中的冰晶就会融化,冷冻干燥也就无法进行了。 供给热量的过程是一个传热过程,排除蒸汽的过程是一个传质的过程,因此,升华干燥过程实质上是一个传热、传质同时进行的过程。自然界中所发生的任何过程都有驱动力,升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差,而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器(或冷阱)之间的蒸汽分压差。温差愈大,传热速率愈快;蒸汽分压差愈大,传质(即蒸汽排除)速率愈快。 冻干时,既要保持产品的优良品质,又要取得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由热源通过外界传热过程传送到被干燥物料的表面,然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸气必须通过内部传质过程到达物料的表面,再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈”,它取决于冻干设备的设计、操作条件以及被干燥物料的特征。只有同时提高传热、传质效率,增加单位体积冻干物料的表面积,才能取得更快的干燥速率。 在冰晶的升华过程中,每升华1g冰晶约需吸收2822.4J的热量,假如没有热量来源,冰晶升华时将会从制品中吸热,亦即通过降低制品的温度来维持升华所必须的热能,当制品的温度降低后,其冰晶饱和蒸汽压亦降低,当降低到与环境中绝对压力相等时,升华亦即停止,因此,冻干过程中,必须给制品施加热能,但是,要在真空环境中传输热能,也不是一件容易的事情,为此,人们设计出下列种种加热方式: ①接触传热方式这是一种最简单的加热方法,在干燥室内设置可加热的多层搁板,上面放置装有被干燥食品的干燥盘。利用干燥盘与搁板接触传导加热。在这种情况下。加热搁板与干燥盘,干燥盘与干燥食品间不能完全良好地接触,因此利用这中方法进行加热时,干燥时间多少较其它方法长些,但其优点是干燥是构造简单,并可充分利用空间。 ②复式加热方式接触传导仅加热食品的一面,而在本法中被干燥的食品两面都与加热板接触,因此传热良好而可缩短干燥时间,所采用的方式将被干燥食品在与加热板接触前,先以金属网状铝板夹住,以打开升华时水蒸汽的通道并减少其阻力,然后用液压加上搁板,使之与网状铝板接触,此法优点是可缩

冻干蔬菜的加工工艺与条件

1概述 真空冷冻干燥技术是一项高新加工技术,被认为是生产高品质脱水食品的最好加工方法。其原理是在真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分不经过冰的融化直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而使物料干燥,称为真空冷冻干燥,简称冻干。用此方法生产的食品称冻干食品。 ⑴冻干食品的优点主要有:①保持食品组织结构、营养成分和风味物质基本不变,特别是生理活性成分保留率最高,这是某些功能性食品采用冻干食品为基料的主要原因。②外观不干裂,不收缩,维持食品原有的外形和色泽;③产品无表面硬化,组织呈多孔海绵状,因此复水性能好,食用方便,浸泡即可复原,从而决定了它在即食方便食品中的地位;④重量轻,耐保藏,对环境温度没有特别的要求,在避光和抽真空充氮包装时,常温条件下可保持2年左右,其贮存、销售等经常性费用远远低于冷冻食品。 ⑵冻干食品的缺点冻干食品的生产需要一整套高真空设备和低温制冷设备,因此,设备的投资费用较大。此外,为了防止物料中冰晶的融化,升华温度不宜太高。更主要的是,真空状态下多孔性物料的导热系数低,传热速率低,致使本来温度就不高的冰晶升华速率变得更低,所以,冷冻干燥的时间一般较长。在如此长的时间,设备一方面要不停地制冷,另一方面要不停地供热,还要不停地抽真空,致使设备的操作费用较高。所有这些,导致了冻干食品的生产成本较高,大限制了冻干食品的发展。这也一直是科学工作者致力于研究的课题。 ⑶国外冻干食品发展概况真空冷冻干燥技术早期用于生物体的脱水,第二次世界大战后才用于食品工业。经过几十年的发展,技术日渐成熟,设备日趋完善。70年代以来,随着人们对方便食品的要求日益增多,使冻干食品市场日趋扩大,冻干食品在发达工业国家已相当流行,成为国际贸易的大宗食品。以日本为例,97年日本国冻干食品的产量为7000t,同年日本还向美国、进口此类食品5000多t,目前欧州有冻干食品生产企业近100家,美国有80多家,日本有40多家,年产量达几万t,品种近100种,包括蔬菜、水果、速溶固体饮料、肉类、水产品等。主要用途是方便食品配菜、婴儿食品、方便主食品,特种场合需要等,中国则以汤料配伍为主。 我国在50年代引进真空冷冻干燥技术,引用于医药及生物制品。60年代末到70年代中期,、、、等地相继建起了冻干食品生产基地。但后来由于形势的原因以及当时的冻干产品成本高缺乏市场而相继停产或拆除。到了80年代后期,一些外商看中了中国丰富的原料市场,开始在大陆投资设厂。到了90年代,随着商品经济的发展和人民生活水平的提高,市场冻干食品的需求越来越大,特别是外商为打开中国市场,纷纷提供设备贷款以及包销部分产品,促使一些食品企业大胆引进国外设备建厂,而国一些厂家亦争先恐后推出国产冻干设备,一时间,冻干食品行业呈现一派兴旺和蓬勃发展的景象。但真正有经济效益的企业并不多,相当企业由于未经充分论证后即仓促建线生产,在原料供应、销售市场、工艺技术等均不占优势的情况下,只好暂时停产以观市场,昂贵的进口设备闲置或部分闲置,实在令人惋惜。更有个别企业花巨资购买(国产)或引进的是低劣冻干设备,产量低、品质差,根本不能进行商业化生产。 目前,、、、、、、新疆、等地又相继建成了一批冻干食品生产基地。截止97年12月止,中国大陆地区共有300台(套)食品用冻干机在运转,年产成品约几千t,主要品种有蘑菇、香菇、

冷冻干燥工艺流程及其应用-

冷冻干燥工艺流程及其应用-

冷冻干燥工艺流程及其应用

目录 冷冻干燥工艺的原理及特点………………… 真空冷冻干燥机组成………………………… 冷冻干燥工艺……………………………………食品冷冻干燥技术的运用…………………… 冻干食品的特点…………………………………我国食品冻干技术面临的问题……………… 冷冻干燥工艺的应用前景…………………… 结论…………………………………………………参考文献……………………………………………

冷冻干燥工艺流程及其应用 1冷冻干燥工艺的原理及特点 1.1冷冻干燥工艺原理 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质,预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来,而物质本身留在冻结的冰架子中,从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构,保持物料原有的形态,且制品复水性极好。然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥,等升华结束后再进行解吸干燥,除去部分结合水,从而获得干燥的产品的技术。冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥(升华干燥)、二次干燥(解吸干燥)、和密封保存五个步骤。利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质,通常是含有微生物组织的水溶液,或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下,这时包含冰的升华,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化,从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。

图1:水的平衡相图 1.2冷冻干燥工艺存在的优缺点 1.2.1冷冻干燥工艺的优点 (1)冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性; (2)蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生物活性的降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常适合[1]; (3)冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。制品为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性能好,重复再溶解迅速完全,便于

三种干燥方法对蔬菜干制品品质的影响研究

三种干燥方法对蔬菜干制品品质的影响研究 以热风干燥、真空干燥和冷冻干燥三种方式制得的菠菜、水菜及胡萝卜干制产品为对象,对其复水性、色泽、营养指标等情况进行了测定。结果表明,真空冷冻干燥的产品质地疏松、复水性好、色泽保存好;热风干燥的产品密度大、复水性差、颜色有显著变化;胡萝卜干制品的品质优于菠菜和水菜干制品。 干制品需经过复水以后食用,所以其复水性是衡量干燥工艺技术的一个重要指标。影响复水性的因素有很多,不同的干燥方式和参数对于制品的质量影响很大。 近年来国内外对干制品的品质研究有较多相关报道。研究表明,用3%的盐和6%的蔗糖的混合溶液对蔬菜原料进行渗透性预处理,将显著提高产品的复水性同时减少产品皱折的产生;热风干燥在处理过程中因为容易引起蔬菜表面硬化和皱折收缩,因此热风干燥得到的产品难于复水。 有学者以三种干制方法制得的胡萝卜、菠菜、水菜干制品为对象,研究它们的产品复水性以及色泽、质地、营养成分等指标差异。研究发现:(以下采用热风干燥、真空干燥和真空冷冻干燥制得的干制品分别简称为HD、VD和FD) 复水性 菠菜干制品:用沸水和冷水进行复水试验时复水比都随复水时间的延长而上升。HD、VD 和FD用沸水的最大复水比分别为3.27、4.68和4.78,用冷水的最大复水比分别为2.47、3.29、3.97;100℃的复水比均高于25℃的复水比;在100℃复水时间约为8min,8min以后复水比变化很小,25℃下大约需45min。相同温度下,复水比最高的是FD,在25℃和100℃时分别为3.97和4.78,而相应的HD只有2.4和3.37。 水菜干制品:用沸水和冷水进行复水试验时复水比都随复水时间的延长而上升。HD、VD 和FD用沸水的最大复水比分别为5.37、5.16和5.90,用冷水的最大复水比分别为3.01、2.76和4.0;FD和VD菠菜比HD复水比高,复水比最高的是FD,在25℃和100℃时分别为4.0和5.90;100℃的复水比均高于25℃的复水比;在100℃复水时间约为8min,8min以后复

真空冷冻干燥技术的工艺和设备

真空冷冻干燥技术的工艺和设备 真空冷冻干燥技术是将含水物料在低温状态下冻结,然后在真空条件下,使冰直接升华成水蒸气并排掉脱水物料中的水分使物料干燥的一门高新技术。它是随制冷、真空、生物、电子等技术的发展而迅速兴起的一门多学科综合应用技术。 随着冻干食品的迅速发展与应用,国内冻干食品的生产厂家也越来越多,如何运用冻干设备生产出合格的产品对生产厂家来讲都已熟知。但如何将冻干机理、冻干工艺的研究成果运用到实际的生产过程中,使整个冻干工艺达到最优值,降低成本,提高生产率,是急待解决的问题。因为真空冷冻干燥产品可以最大限度的保持新鲜物料的原有色、香、味、形和营养成分。本文通过对玫瑰花的真空冷冻干燥实验的分析,对影响真空冻干的过程参数进行了试验研究。试验表明:隔板温度、干燥室真空度是很重要的两个参数;冻结速率对总冻干时间没影响。 在试验测试的基础上,讨论了过程参数隔板温度、干燥室真空度的影响,目的在于减少冻干时间和降低能耗。得出最优化参数是:温度为55℃,压强为39Pa,较优工艺参数的验证结果表明优化结果符合实际情况。最后通过对小型的真空冷冻干燥机的设计,探索了食品冻干设备的设计理论。 第一章绪论 1.1真空冷冻干燥的原理 真空冷冻干燥技术是技术含量比较高、涉及知识面比较广的一种技术,也是一门实验性很强的技术。真空冷冻干燥是先将湿物料冻结到共晶点温度以下,使水份变成固态的冰,然后在适当的温度和真空度下,使冰升华为水蒸汽,再用真空系统的捕水器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动过程。由于这种变化和移动是发生在低温和低压下。因此,真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。化学热力学中的相平衡理论是真空冷冻干燥技术原理的基础。在一定的压力和温度下,水的三种形态之间达到一定的相平衡,据此得到水的相图(图1一1)。三相点显示了水的气、液、固三相共存的压力和温度条件。

果蔬的烘干技术

果蔬的烘干技术 为了减少果蔬产后巨大的损失,除了广泛采用预冷、保鲜等方法外,果蔬干制也是调节供求、消化季节性剩余、减少产后腐烂损失的一个有效途径,是新鲜蔬菜的有效补充;同时,果蔬干制能有效提高产品的附加值,成为提高农民收入、推动当地经济发展的有效途径。 果蔬的干制,也称为“烘干”、“脱水”,就是在自然条件或人工调控条件下使果蔬内部的水分向外界蒸发,使之达到特定的含水率,最终加工成初级商品如干果或干菜等的过程。果蔬干制的作用主要有三方面: 一是降低果蔬的水分、增加可溶性物质的浓度,使微生物难以利用,产品不易腐烂; 二是抑制果蔬中所含酶的活性,使制品能够长期保存; 三是使制品保留果蔬原有的营养成分、口感和风味。 在果蔬的干制加工中常见技术主要有2种:一是热风烘干技术;二是真空冷冻干燥技术。热风烘干技术仍然是目前果蔬干制中应用最广泛的技术,普及率约占90%。 影响果蔬烘干的主要因素:

1、烘干介质温度:在一定湿度下烘干介质温度越高、烘干速度越快。但介质温度应适宜,而不宜过高,否则会产生如下不良现象: ①水分含量高的果蔬在高温下表皮容易破裂; ②高温下果蔬中糖分和其他有机物容易分解、焦化或变质; ③高温、低湿条件下,果蔬原料表面容易产生结壳现象。 这三种现象都会损害果蔬干制后的外观和风味。因此在烘干过程中,要控制烘干介质的温度稍低于果蔬变质的温度,尤其对富含糖分和芳香物质的原料,应特别注意。 2、烘干介质湿度:在一定温度下相对湿度越小,热空气吸收水蒸气的能力就越强,果蔬烘干速度越快。反之,则越慢;热空气吸收水蒸气达到饱和后,则丧失了烘干能力。 3、烘干介质流动速度:在一定的温、湿度条件下,烘干空气流动速度越大,果蔬表面水分蒸发也越快;反之,则越慢。但烘干空气流动速度不宜过大,否则易使物料从烘干盘、烘干机中散落或吹出。 4、物料种类、状态:果蔬的种类不同,内部化学成分及组织结构也有差异,因而相同条件下不同种物料的烘干速度也不

草莓片的真空冷冻干燥工艺的研究(一)

草莓片的真空冷冻干燥工艺的研究(一) 摘要本文对冻干草莓片的生产加工工艺进行研究和分析,确定了速冻草莓粒在-10±2℃条件下回软48小时左右再进行切片,制定草莓片的真空冷冻工艺曲线并在生产中应用。关键词草莓片切片工艺冻干工艺曲线草莓,又叫洋莓,红莓,原产欧洲,本世纪初初传入我国.草莓外观呈心形,颜色鲜艳粉红,果肉多汁,酸甜适口,芳香宜人,营养丰富,故有”水果皇后”之美称。据报道,每100克草莓果肉中含糖8至9克、蛋白质0.4至0.6克,维生素C50至100毫克,比苹果、葡萄高7至10倍。而它的苹果酸、柠檬酸、维生素B1、维生素B12,以及胡萝卜素、钙、磷铁的含量也比苹果、梨、葡萄高3至4倍。但由于草莓皮薄多汁,容易损伤,采收期短,不耐贮运。将草莓加工成真空冷冻干燥的产品,能较好地保持草莓的营养成份,能长时间贮运,食用方便,大大提高了草莓的商品价值。利用速冻草莓加工冻干草莓片可不受草莓生产季节限制。1、材料与方法1.1材料与设备单体速冻草莓粒。采用DF-2000真空冷冻干燥机(日本真空株式会社),用AH521-NNN12打点记录仪(日本产)监测草莓片的中心温度、加热搁板温度、媒体温度、干燥槽内真空度和冷阱温度。URSCHEL切丁机美国制造101-2型电热恒温干燥箱(上海仪器总厂)测定产品的水份、JA系列电子天平。1.2工艺流程速冻草莓粒→-10±2℃冷藏48小时→切片→铺盘→速冻→升华干燥→解析干燥→挑选→包装→成品→入库。1.3操作要点新鲜草莓皮薄多汁,切片时易碎、流汁,速冻、冻干后会结团,碎片多。本工艺是采用单体速冻的草莓粒,在-10±2℃条件下冷藏48小时回软后切片、铺盘、速冻、冻干。1.3.1回软切片前将速冻好的草莓粒移到-10±2℃冷藏库冷藏48小时回软。要注意控制好库温和时间,温度太高时间太长,草莓太软,切片时会软烂,成型不好;温度太低时间太短,草莓太硬,容易损伤刀具,切片易碎,碎屑多。1.3.2切片采用URSCHEL切丁机拆除环切和横切刀具进行切片,切片规格6~7mm,`切片必须在-10~-5℃的冷藏库内进行,注意保持库温稳定,防止草莓片解冻粘连在一起。1.3.3铺盘切片后快速铺盘、速冻。铺盘重量为12~14kg/m2左右,厚度25~30mm。1.3.4预冻铺盘后的草莓片移到速冻库速冻至草莓的共晶点温度以下,共晶点温度是指物料完全冻结时的温度。据资料介绍:草莓的共晶点温度为-15℃〔1〕,一般预冻温度要比共晶点温度降低5~10℃,草莓预冻到-25℃,维持2小时左右。1.3.5升华干燥将速冻好的草莓片移到干燥槽内,然后抽真空至40Pa左右开始加热升华干燥,升华干燥是真空冷冻干燥过程中最重要的工序,升华过程中需要不断补充升华潜热,并保证升华界面的温度低于共熔点温度以下,共熔点是指完全冻结的物料在加热过程中其冰晶体刚出现熔化的温度。所以冻干升华阶段加热温度的控制原则是:尽量使升华温度接近其共熔点但又必须低于共熔点,升华的产品如果低于共熔点温度过多,则升华的速率降低,升华阶段的时间会延长;如果高于共熔点温度,则产品会发生熔化,干燥后的产品将发生体积缩小,出现气泡,颜色加深,复水困难等现象。冻干热量传递途径是外热经辐射给物料表面,然后热量再由物料表层以传导方式传到升华界面。干燥初期升华界面在物料表面,热量极易供给,只要在保证物料不解冻的前提下,尽量提高加热温度,增加热量供给,使干燥室与冷凝室的蒸汽压差增大即可加快干燥速率。冻干升华阶段媒体温度控制在100℃,时间5小时,真空度控制150Pa以下。随着干燥不断深入升华界面的后移,此时热量的供给须经干层传导到升华界面,为保证产品品质,此时须降低加热温度,在保证不损伤已干层情况下,将热量渗透传导到升华界面。

真空冷冻干燥技术及其在果蔬加工中的应用样本

真空冷冻干燥技术及其在果蔬加工中应用 摘要:中华人民共和国是世界蔬菜生产大国,并且水果以鲜食为主,发达国家70%水果都通过了加工解决,随着果蔬加工飞速发展,真空冷冻干燥作为果蔬加工中不可缺少环节,同步被广泛应用于果蔬干制中。本文重要简介了真空冷冻干燥技术原理和特点、重要设备、生产线配备,综述了果蔬冻干生产工艺、操作要点、国内外发呈现状及其在果蔬加工方面应用。核心词:真空冷冻干燥技术,长处,应用,果蔬加工应用。 Abstract:China is the world's largest producer of vegetables,and fruit with fresh based,developed countries 70% fruit after processing,with the rapid development of fruit and vegetable processing and vacuum freeze drying as a fruit and vegetable processing is an indispensable link. It is also widely used in fruit and vegetable of dried. Are introduced in this paper the principle of the vacuum freeze drying technology,main equipment and production line configuration,summarizes the fruits and vegetables freeze-dried the production process,operation points,advantages and disadvantages,domestic and foreign development status and its application in the processing of fruits and vegetables. Key words:vacuum freeze drying technology,advantages,application,application of fruit and vegetable processing. 1、引言 中华人民共和国是世界果蔬生产大国,苹果产量达1700多万吨,居世界第一位,柑橘产量为1000万吨,居世界第三位。但中华人民共和国人均水果占有量仅为发达国家七分之一,且中华人民共和国水果以鲜食为主。据理解,当前中华人民共和国果蔬加工量不及l0%,而发达国家70%以上果蔬都通过了加工解决。随着果蔬加工飞速发展,干燥作为果蔬加工

果蔬加工工艺设计复习资料整理

果蔬加工工艺复习提纲 填空题 1、果蔬干制要求原料有的干物质含量。 2、大小分级是分级的主要内容,方法主要有分极和分级。 3、常用的化学洗涤剂有盐酸、、漂白粉和。 4、果蔬去皮的方法主要有手工去皮、、热力去皮和真空去皮。 5、果蔬所用的抽空液常用盐水和护色液。 6、酶褐变的关键作用因子有酚类底作物、和。 7、果蔬罐藏容器主要有、和蒸煮袋。 8、装罐方法可分为和。 9、在干燥介质温度不变的情况下,相对湿度愈低,则空气的愈大,果蔬的干燥 速度。 10、果蔬汁澄清的方法有、明胶单宁法、和其它方法。 11、蜜饯的糖制方法可分和两种。 12、果蔬汁原料要求出汁率,取汁。 13、蔬菜腌渍加工原料一般要求水分含量,干物质多,肉质厚,风味, 粗纤维少者为好。 14、目前常用的果蔬分级机械有分级机,振动筛和。 15、液去皮处理方法有法和法两种。 16、果蔬抽真空方法具体有法和法。 17、果蔬罐头排气的方法有和真空排气法。 18、绝大多数能形成芽孢的细菌在基质中具有最大的抗热力,随着食品 下降,其抗热力逐渐下降甚至受到抑制。 19、罐头冷却用水必须清洁,符合标准。 20、影响果蔬干燥速度的因素有干燥介质的温度,相对湿度、、果蔬的种类状态 和。 21、对果蔬汁能起到均质作用的设备有、趋声波均质机和。 22、高甲氧基果胶胶凝过程中,酸起到消除果胶分子中的作用,使果胶分子因 氢键吸附而相互连成网状结构。 23、果蔬干制要求原料内质厚而,粗纤维。 24、果蔬加工原料选择时应考虑原料的、和新鲜完整、饱满的状诚。

25、常用的化学洗涤剂有、氢氧化钠、和高锰酸钾。 26、果蔬去皮的方法主要有、机械去皮、碱液去皮、和真空 去皮。 27、抽空处理的条件和参数主要有真空度、、抽气时间和。 28、酶褐变的关键作用因子有、酶和氧气 29、罐藏工艺中空罐的准备工作包括空罐的检验、和。 30、排气方法主要有和。 31、自然干燥一般包括的干燥作用和干燥作用两个基本因素。 32、酶法澄清果蔬汁时果胶酶作用的适合pH为,温度。 33、形成良好果胶胶凝最适合的比例是果胶含量,糖浓度65-67%。pH值2.8-3.3。 34、果蔬干制要求内质而致密,粗纤维少。 35、蔬菜腌渍加工原料一般要求水分含量较少,干物质,风味特殊,粗纤维少 者为好。 36、果蔬分级包括大小分级、分级和色泽分级。 37、碱液去皮时三个重要的参数是、和碱液温度。 38、果蔬常用的抽空液为糖水、和。 39、在果蔬加工预处理中常用的防止酶褐变的方法有食盐水护色、、酸溶液 护色、热处理护色和。 40、影响罐头食品传热速度的主要因素有罐头容器的种类和型式、食品种类和装罐状态、 和。 41、罐头的冷却按冷却介质可分为和。 42、影响果蔬干燥速度的因素有干燥介质的、相对湿度、气流循环速度、 和原料的装载量。 43、果蔬汁的脱气方法主要有、置换脱气法和。 44、果胶物质以原果胶、和三种状态存在于果蔬中。 45、果酱类制品浓缩的方法有常压浓缩和。 46、果蔬干制要求原料厚而致密,粗纤维少。 47、果蔬原料根据其成熟度的不同,一般可划分成绿熟、和。 48、果蔬分级包括分级、成熟度分级和分级。 49、碱液去皮时三个重要的参数是碱液浓度,处理时间和。 50、抽空处理的条件和参数主要有、温度、和果蔬受抽面积。 51、在果蔬加工预处理中常用的防止酶褐变的方法有食盐水护色,亚硫酸溶液护色、

果蔬粉工艺

(一)湿法生产工艺 工艺过程:清理--打浆--过滤--浓缩--干燥--包装 优点--速溶性好,可直接做饮品冲剂,无沉淀产生 缺点--有废渣排放; 采用喷雾干燥瞬间温度高(喷口处温度达200℃),成分损失;出粉率低,成本高。 (二)干法生产工艺 1、工艺过程:清理--切片--干燥--粉碎--包装 2、干燥方式 冷冻干燥:投资大成本高,适合高附加值产品,优点是完全保存营养成分且复水性好; 热风干燥:传统干燥设备,适合于高含水量果蔬的前期干燥; 微波干燥:新型干燥设备,兼有杀菌功能,适合于含水量低(<30%)果蔬的干燥。 3、微细粉碎加工 目前市面上见到的基本上是普通加工果蔬粉,细度一般在40-100目左右,口感粗糙拉碴,不受消费者欢迎,主要是干燥过程中部分表面形成"硬壳"现象和长纤维硬化造成,实际是细胞和纤维干体的团聚物。该产品的食品应用实际是粗粮制作。 只有通过微细粉碎工艺才能将"硬壳"团聚物打开,使细胞壁、纤维束断离,使其果蔬有效成分析出,一般细度在300-1250目,在彻底改善食用口感的基础上,使人体易吸收和消化。果蔬超细粉也能改善果蔬粉在水溶液中的悬浮状态,促进果蔬茶的开发。 目前超微细加工有以下几种形式: (1)以涡流冲击磨为主机的微细粉碎系统 涡流冲击式粉碎机是根据植物特点而专门设计的一种适合于柔韧性、纤维性和含水性物料的超微粉碎加工设备,该机能解决一般粉碎机难于粉碎的物料,粉碎效率高、粒度细,并具有除湿功能。该设备的工作原理是应用转子高速旋转所产生的湍流,将物料在气流中形成高频振荡,使物料的运动方向和速度在瞬间发生剧烈变化,物料颗粒间发生急速撞击、磨擦,经过很多次的反复碰撞而裂解成微细粉。该机冲击线速度达到14Om/秒,撞击频率每秒钟达30万次。粉碎粒度可达200-1000目。能保持各类植物原有的自然味道和生物的活性。该设备做为系统粉碎主机,与烘干机、粗粉碎机、分选机、收集器配套成的系统设备,即形成生产果蔬、保健品、中药等的制粉成套生产系统。平均细度在300-500目。 (2)以多筒振动磨为主机的微细粉碎系统 多级振动研磨机是根据植物纤维特点而专门设计的一种适合长纤维和纤维束紧密、高糖和高胶质物料的超微粉碎加工设备,该机能解决一般粉碎机难于粉碎的物料,同时粉碎效率高、粒度细,适用于脱水果蔬、中药、保健品的微细粉碎。该设备的工作原理是利用研磨介质作高频振动所产生的冲击、摩擦、剪切等作用力,来实现对物料颗粒的微细粉碎,并同时起到混合分散作用。该机根据植物物料特性一改传统振动研磨机的长而大容积(单筒)的做法,采用短而小容积(多筒串联)的设计思路,以增强物料在研磨腔内的流动性、研磨频率和有效研磨能量,粉碎效率是普通振动磨机的一倍以上。以该机为主机而形成的连续系统,产量大、自动化程度高、粒度可调。平均粒度可达500-1000目。该设备作为系统粉碎主机,与粗粉碎机、分选机、收集器配套成的系统设备,即形成生产脱水果蔬、保健品、中药等的制粉成套生产系统。

茉莉花真空冷冻干燥的工艺

茉莉花真空冷冻干燥的整套工艺 中文学名:茉莉花 拉丁学名:J asminum sambac (Linn.) Aiton 界:植物界门:被子植物门 纲:双子叶植物纲目:唇形目 科:木樨科 广西壮族自治区的东南部横县茉莉花:产量和质量都居全国之首。茉莉花每年暮春初夏开花,有单瓣、重瓣、单叶、复叶之分。花色有红白两种,以乳白色花为主。茉莉花花香清雅,可用于制作茉莉花茶、提炼香料等。 一、预冷 新鲜茉莉花采收后是仍然有生命的有机体,仍进行着旺盛的呼吸和蒸发,分解和消耗自身的营养成分,并放出呼吸热;同时,新鲜茉莉花从田间采收后还要释放大量的田间热,两者令摘后茉莉花周围的环境温度迅速升高,加速成熟衰老,随之鲜度和品质明显下降。因而必须在茉莉花采收后的最短时间内,在原料产地,将其冷却到规定的温度,使茉莉花维持低生命水平,延缓衰老,这一冷却过程称之为预冷。目前在国外经济发达国家,已把预冷作为茉莉花采收后加工的第一道工序。 茉莉花预冷的方法有空气预冷、冷水预冷、冰预冷、真空预冷和湿冷预冷五种。前三种我国已有应用,后两种起步比较晚,应用较少。空气预冷方法简易,成本低,是早期普通的冷却方法,但冷却速度慢,一次需12-24小时,易造成茉莉花表面干缩。冷水预冷设备简单,操作方便,冷却速度快,无干耗,成本低,缺点是茉莉花易受冷却水中细菌的污染,并造成水溶性营养成分的流失。由于冰的吸热量大(与冷水相比),所以冰预冷冷却速度快,食品无干耗,但制冰设备占地面积大,初投资高,一般只用于水产加工或冷藏运输。茉莉花类采用冰预冷,温度不易调节,容易造成冷害,温度也不易均匀,一般少用。 湿冷预冷是采用机械制冷、蓄积冷量的方法得到0.5℃的冷水,然后通过换热器使库内空气与冷水进行直接接触的热、质交换,获得接近冰点温度的高湿空气,再经强制通风用这高湿空气来冷却物料,冷却速度比常规空气冷却方法快1倍以上;保鲜效果好,能同时提供高湿、低温而利于茉莉花贮藏的综合条件;可以有效地抑制生物体的呼吸作用和微生物的繁殖,防止物料在冷藏期间失水萎蔫,有利于保持茉莉花的新鲜程度;适用于多数茉莉花的预冷和储藏保鲜,茉莉花对湿冷预冷方法的适应率高于空气冷却、冷水冷却和真空冷却方法;湿冷系统采用间接冷却方法,具有蓄冷作用,可降低制冷机组装机容量,电能消耗低;湿冷保鲜库造价低,产品可随进随出,使用方便。湿冷系统目前主要用于茉莉花的预冷和短期保鲜贮藏(1~2周),鱼、肉的微冻保鲜,要实现长期保鲜,还需设紫外线照射等其它杀菌消毒的辅助手段。 真空预冷就是将茉莉花放在真空预冷室内,用真空泵抽真空,造成一个低压环境,使茉莉花内部水份得以蒸发,由于吸收蒸发潜热,茉莉花自身被冷却。真空预冷方法冷却速度快,失水少,一般在20-30分钟,就可将茉莉花冷却到3℃,而茉莉花自身只失去1-3%,的水分,冷却均匀,无污染,保鲜效果最好,缺点是成本较高,对于有较大表面积的叶菜、鲜花类及细胞组织疏松的草莓、芹菜等

真空冷冻干燥技术在农产品加工中的应用

真空冷冻干燥技术在农产品加工中的应用 真空冷冻干燥,是一种在真空和低温条件下对物料进行脱水加工的先进干燥技术。它首先将物料冻结到共晶点温度以下,使物料中的水分变成固态的冰,然后在较高的真空条件下使冰直接升华为水蒸气,再利用真空系统中的水气凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品。 采用真空冷冻干燥技术,物料不易氧化,产品干燥后的形状基本不发生变化,有较高的速溶性和复水性,而且干燥产品无表面硬化现象,脱水彻底,易于长时间保存。利用此项技术对蔬菜、水果、花卉、肉类等农产品进行干燥加工,物料中的营养成分可以充分保留,而且经复水后,物料几乎可以完全恢复原有的色泽和新鲜程度,因此产品的附加值较高。 在国际市场上,冻干食品的价格通常是热风干燥食品的 4~6 倍,是冷冻食品的7~8倍。因此,尽管此项技术只有二三十年的发展历程,却已在发达国家普遍流行。目前,日本和美国食品市场上,冻干食品的比重已达 40%以上。中国在 20 世纪 90 年代初,开始引进、开发真空冷冻干燥技术与设备,目前中国自行研发制造的真空冷冻干燥设备整体性能已达发达国家 20 世纪 90 年代初同类产品的先进水平,并在蜂乳、蒜片、小葱、花卉及猪、牛肉干的干燥加工中获得实际应用。 目前在我国,低温冷冻干燥技术在茶叶深加工领域也得到了应用

和发展。以成品茶、半成品茶、茶叶副产品或鲜叶为原料,通过提取、过滤、浓缩、冷冻干燥等工艺过程,加工成一种易溶入水而无茶渣的颗粒状、粉状或小片状的新型饮料,具有冲饮携带方便,不含农药残留等优点。冷冻干燥的速溶茶,质地疏松,溶解性特别好,热溶冷溶都行。其特点体积较小,包装牢固,分量轻,运费少,饮用方便,既可冷饮又可热饮,又无去渣烦恼,符合现代生活快节奏的需要。 速溶茶品牌尹小茶,正是采用真空低温冷冻干燥技术,不做任何添加,还原自然的味道、色泽,让年轻人用年轻人的方式喝茶。尹小茶希望用此方式传承传统文化,也希望传统文化能结合科学技术,让现代人有一个简单品质的生活。

菠萝蜜真空冷冻干燥工艺

食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第4期 食品开发 · 69 ·菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam)为桑科木菠萝属植物,在我国南方等省市种植普遍。内藏无数金黄色肉包,清甜可口,香味浓郁,风味独特,被称为百果之王。菠萝蜜中含有丰富的糖类、蛋白质、B族维生素(V B1、V B2、V B6)、Vc、矿收稿日期:2011-10-18 *通讯作者 基金项目:海南省科学事业费项目(09-20407-0010)。 作者简介:张容鹄(1970—),女,湖北天门人,硕士,助理研究员,研究方向为农产品加工。 物质、脂肪油、微量元素等[1]。菠萝蜜常年挂果,亩产6~8 t,可食部分比例高达70 %。 Alok S [2]对菠萝蜜保鲜技术进行了研究,在适当条件下,菠萝蜜在37 ℃可以保持4月,在6 ℃可以保持8月,但应用有限,在国内菠萝蜜大多以鲜张容鹄,万祝宁,何 艾,谢 辉,窦志浩* (海南省农业科学院农产品加工设计研究所,海口 571100) 摘要:采用真空冷冻干燥方法冻干菠萝蜜,电阻法测定菠萝蜜的共晶点和共熔点,绘制了冻干曲线,通过优化确定了最佳冻干程序。试验分析了预冻方式、浸泡方式、切割宽度对冻干菠萝蜜品质的影响。结果表明:最佳程序为第一段,-20 ℃,5.5 h ;第二段,-10 ℃,6 h ;第三段,20 ℃, 4 h ;第四段,30 ℃,4 h 。进一步试验表明2种预冻方式对冻干产品影响不大,切条宽度为4~7 mm ,0.9% NaCl 溶液浸泡后冻干得到产品品质好。冻干菠萝蜜与市售菠萝蜜脆片比较具有更好的品质。 关键词:菠萝蜜;真空冷冻干燥;共晶点;冻干曲线 中图分类号: TS 255.3 文献标志码: A 文章编号:1005-9989(2012)04-0069-05 The vacuum freeze-drying process of jackfruit ZHANG Rong-hu, WAN Zhu-ning, HE Ai, XIE Hui, DOU Zhi-hao * (Agricultural Product Processing and Design Research Institute, Hainan Academy of Agricultural Sciences, Haikou 571100) Abstract : In this paper, vacuum freeze-drying method was applied to freezing-dry jackfruit. The eutectic point and consolute point were determined by electrical resistance method, freeze-drying curve was drew and the best freeze-drying procedure was definite by optimization.Then tests analyzed the influence factors on quality of freeze-drying jackfruit, such as pre-freezing method, different grade of maturity, slice wideth and soap method. Results indicated that the best freeze-drying procedure was :the first stage -20 ℃, 5.5 h; the second -10 ℃, 6 h; the third 20 ℃, 4 h; the forth 30 ℃, 4 h. Meanwhile, this showed little difference to the quality of products between two kinds of pre-freezing methods. Furthermore, in the addition of 90 percent maturity, 4~7 mm incision wideth and 0.9% NaCl solution soaping, the products of freezing-dry was high of quality. Compared with the sale jackfruit products, the freeze-drying products had better quality.Key words: jackfruit; vacuum freeze-drying; eutectic point; freeze-drying curve 菠萝蜜真空冷冻干燥工艺的研究

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