真空冷冻干燥技术..ppt

真空冷冻干燥技术在食品工业真空冷冻干燥技术在食品工业中的应用中的应用小组成员：小组成员：真空冷冻干燥技术真空冷冻干燥技术概念概念原理原理操作流程及要点操作流程及要点冻干食品的特点冻干食品的特点应用应用结论结论真空冷冻干燥技术简称冻干真空冷冻干燥技术简称冻干技术，是真空技术与冷冻技技术，是真空技术与冷冻技术相结合的新型干燥脱水技术相结合的新型干燥脱水技术。是将食品先冻结，然后术。是将食品先冻结，然后在较高的真空度下，通过冰在较高的真空度下，通过冰晶升华作用将水分出去而获晶升华作用将水分出去而获得干燥的方法。得干燥的方法。它包含真空、制冷、流体、生物工程、它包含真空、制冷、流体、生物工程、传热传质和自动控制等方面知识。由于干传热传质和自动控制等方面知识。由于干燥过程实在低温、真空状态下进行，物料燥过程实在低温、真空状态下进行，物料中的水分直接从固态升华为气态，因而可中的水分直接从固态升华为气态，因而可以最大限度地保持被干物料的色、香、味、以最大限度地保持被干物料的色、香、味、形状和营养成分，而且复水性能好。应用形状和营养成分，而且复水性能好。应用该技术的冻干产品能够很好地吻合该技术的冻干产品能够很好地吻合“绿色绿色食品食品”、“保健食品保健食品”、“方便食品方便食品”三三大食品的发展趋势，因此冻干食品逐渐被大食品的发展趋势，因此冻干食品逐渐被人们关注和青睐。人们关注和青睐。真空冷冻干燥基本原理是基于水的三种变化。水真空冷冻干燥基本原理是基于水的三种变化。水（H2OH2O）有三种相态，即固态、液态和气态，三相）有三种相态，即固态、液态和气态，三相态既可以相互转换也可以共存。态既可以相互转换也可以共存。三相点所对应的温度为三相点所对应的温度为0.00980.0098，水蒸气为，水蒸气为610.5610.5（4.58mmHg4.58mmHg），在这样的温度和水蒸气压下，），在这样的温度和水蒸气压下，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。只有在三相点以下，冰才能由固相直接转变为气只有在三相点以下，冰才能由固相直接转变为气相，这个过程成为升华。在高真空状态下，利用相，这个过程成为升华。在高真空状态下，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气被除去，从冰的融化）直接以冰态升华为水蒸气被除去，从而达到冷冻干燥的目的。而达到冷冻干燥的目的。原料原料前处理前处理预冻预冻真空脱水干燥真空脱水干燥后处理后处理1.1.前处理前处理真空冷冻干燥食品的原料若按其组真空冷冻干燥食品的原料若按其组织形态来分，可分为固态食品和液织形态来分，可分为固态食品和液态食品。态食品。对固态食品原料的预处理过程，包对固态食品原料的预处理过程，包括选料、清洗、切分、烫漂和装盘括选料、清洗、切分、烫漂和装盘等。等。其目的是清除杂物，易升华干燥。其目的是清除杂物，易升华干燥。液态原料一般采取真空低温浓缩或液态原料一般采取真空低温浓缩或冷冻浓缩的方法进行预处理冷冻浓缩的方法进行预处理。2.2.预冻预冻物料首先要预冻，然后抽真空。预冻的温物料首先要预冻，然后抽真空。预冻的温度选择应低于物料的共熔点度选择应低于物料的共熔点55左右。因隔左右。因隔板的温度有所不同，需要有充分的预冻时板的温度有所不同，需要有充分的预冻时间，从低于共熔点温度算起，预冻时间约间，从低于共熔点温度算起，预冻时间约2 2小时。小时。预冻的速度控制在每分钟下降预冻的速度控制在每分钟下降1414为宜，为宜，过高过低都会影响产品质量，不同的物料过高过低都会影响产品质量，不同的物料的预冻速度由实验确定。的预冻速度由实验确定。3.3.速冻速冻速冻的目的是将食品内的水分固化，并使冻干速冻的目的是将食品内的水分固化，并使冻干后产品与冻干前具有相同的形态，以防止在升后产品与冻干前具有相同的形态，以防止在升华过程中由于抽真空而使其发生浓缩、起泡、华过程中由于抽真空而使其发生浓缩、起泡、收缩等不良现象的发生。收缩等不良现象的发生。冻结得越快，物品中结晶越小，对细胞的机械冻结得越快，物品中结晶越小，对细胞的机械损坏作用也越小。冻结时间短，蛋白质在凝聚损坏作用也越小。冻结时间短，蛋白质在凝聚和浓缩作用下，不会发生变质。和浓缩作用下，不会发生变质。冻结终了温度约为冻结终了温度约为-30-30，使物料的中心温度，使物料的中心温度在共晶点以下（溶质和水都冻结的状态称为共在共晶点以下（溶质和水都冻结的状态称为共晶体，冻结温度称为共晶点）。晶体，冻结温度称为共晶点）。4.4.真空脱水干燥真空脱水干燥(1)(1)升华干燥。冻结后的食品需迅速进行真空升华干燥。升华干燥。冻结后的食品需迅速进行真空升华干燥。食品在真空条件下吸热，冰晶就会升华成水蒸气而从食品食品在真空条件下吸热，冰晶就会升华成水蒸气而从食品表面逸出。升华过程是从食品表面开始逐渐向内推移，在表面逸出。升华过程是从食品表面开始逐渐向内推移，在升华过程中，由于热量不断被升华热带走，要及时供给升升华过程中，由于热量不断被升华热带走，要及时供给升华热能，来维持升华温度不变。华热能，来维持升华温度不变。(2)(2)解析干燥。升华干燥后，食品中仍含有少部分的结合解析干燥。升华干燥后，食品中仍含有少部分的结合水，较牢固，所以必须提高温度，才能达到产品所要求阶水，较牢固，所以必须提高温度，才能达到产品所要求阶段的水分含量。料温由段的水分含量。料温由-20-20升到升到4545左右，当料温与板左右，当料温与板层温度趋于一致时，干燥过程即可结束。层温度趋于一致时，干燥过程即可结束。真空干燥时间约为真空干燥时间约为8989小时。此时水分含量减至小时。此时水分含量减至3%3%，停止，停止加热。加热。5.5.后处理后处理当仓内真空度恢复接近大气压时打开仓门，开始当仓内真空度恢复接近大气压时打开仓门，开始出仓，将已干燥的食品立即进行检查、称重、包出仓，将已干燥的食品立即进行检查、称重、包装等。装等。由于冷冻食品保持坚硬，逸出的水分留下通道，由于冷冻食品保持坚硬，逸出的水分留下通道，冻干食品组织呈多孔状，因此与氧气接触的机会冻干食品组织呈多孔状，因此与氧气接触的机会增加，为防止其吸收大量水分和氧气，可采用真增加，为防止其吸收大量水分和氧气，可采用真空包装或充氮包装。空包装或充氮包装。为保持干制食品含水在为保持干制食品含水在5%5%以下，包装内应放入干以下，包装内应放入干燥剂以吸附微量水分。包装材料要求密闭性好，燥剂以吸附微量水分。包装材料要求密闭性好，强度高，颜色深。强度高，颜色深。物料干燥是在低温下进行物料干燥是在低温下进行（-40-40），且处于高真空），且处于高真空状态，因此，特别适用于热状态，因此，特别适用于热敏性高和极易氧化的物料的敏性高和极易氧化的物料的干燥，可以保留新鲜物料色、干燥，可以保留新鲜物料色、香、味及营养成份不损失；香、味及营养成份不损失；干燥制品不失原有的固体骨架结干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态；构，保持物料原有的形态；冻干制品成海绵状，无干缩，故冻干制品成海绵状，无干缩，故复水性极好，比其它干燥方法产复水性极好，比其它干燥方法产生的物料复水后更接近新鲜物料生的物料复水后更接近新鲜物料原形原形在升华过程中溶于水中的可溶性物在升华过程中溶于水中的可溶性物质就地析出，避免了一般干燥方法质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而将中因物料内部水分向表面迁移而将无机盐和营养物携带到物料表面而无机盐和营养物携带到物料表面而造成表面硬化和营养损失的现象；造成表面硬化和营养损失的现象；冻干制品采取真空或充氮包装及避光保冻干制品采取真空或充氮包装及避光保存，可保持存，可保持5 5年不变质。由于质量轻，年不变质。由于质量轻，可室温贮运销售，对营销十分有利。与可室温贮运销售，对营销十分有利。与速冻制品相比，免除了运输储存和销售速冻制品相比，免除了运输储存和销售过程中小号很高的冷藏链。真空速冻干过程中小号很高的冷藏链。真空速冻干燥技术被国内外认为是生产高品质制品燥技术被国内外认为是生产高品质制品的理想的加工方法。因此，冻干食品在的理想的加工方法。因此，冻干食品在国际市场的价格似乎热风干燥食品的国际市场的价格似乎热风干燥食品的4646倍，是速冻食品的倍，是速冻食品的7878倍。倍。蔬菜类：如蘑菇、香菇、香椿、黄花菜、芦笋、芹菜、青豆、荷兰蔬菜类：如蘑菇、香菇、香椿、黄花菜、芦笋、芹菜、青豆、荷兰豆、豌豆、胡萝卜、番茄、菜花、卷心菜、菠菜、洋葱、辣椒、香豆、豌豆、胡萝卜、番茄、菜花、卷心菜、菠菜、洋葱、辣椒、香菜、玉米等。菜、玉米等。水果类：荔枝、龙眼、香蕉、草莓、水蜜桃、樱桃、苹果、梨、桔水果类：荔枝、龙眼、香蕉、草莓、水蜜桃、樱桃、苹果、梨、桔子、哈密瓜、菠萝等。子、哈密瓜、菠萝等。水产类：鱼翅、虾仁、蟹肉、甲鱼、鱿鱼、海参、干贝、海蜇、海水产类：鱼翅、虾仁、蟹肉、甲鱼、鱿鱼、海参、干贝、海蜇、海带、海菜等。带、海菜等。禽肉类：猪肉、牛肉、蛇肉、羊肉、鸡肉、兔肉、火腿等。禽肉类：猪肉、牛肉、蛇肉、羊肉、鸡肉、兔肉、火腿等。方便食品类：碗仔面、盒装便餐、婴儿食品、旅游食品、老年食品、方便食品类：碗仔面、盒装便餐、婴儿食品、旅游食品、老年食品、军用食品、宇航食品等。军用食品、宇航食品等。饮品类：速溶咖啡、速溶茶等固体饮料，果汁、果茶、菜汁、保健饮品类：速溶咖啡、速溶茶等固体饮料，果汁、果茶、菜汁、保健茶、营养茶、营养冲剂、红绿茶等。茶、营养茶、营养冲剂、红绿茶等。调味料类：葱、姜、蒜、汤料、果酱、调料理、香料等。调味料类：葱、姜、蒜、汤料、果酱、调料理、香料等。保健品类：人参、鹿茸、冬虫夏草、天麻、当归、三七、首乌、山保健品类：人参、鹿茸、冬虫夏草、天麻、当归、三七、首乌、山药、蜂王浆、蜂蜜、花粉、鳖粉、甲鱼、龟类等。药、蜂王浆、蜂蜜、花粉、鳖粉、甲鱼、龟类等。食品工业原料类：蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白等。食品工业原料类：蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白等。其他类：动物胶原蛋白、酶素、血清、菌种、生物制品等。其他类：动物胶原蛋白、酶素、血清、菌种、生物制品等。近年来，中国渔业产量不断提高，水产品加工业近年来，中国渔业产量不断提高，水产品加工业取得了突破性进展，已形成冷藏、罐藏、调味食取得了突破性进展，已形成冷藏、罐藏、调味食品、鱼糜制品等几十个产业门类。品、鱼糜制品等几十个产业门类。然而作为一个水产大国，我国的水产品加工技术然而作为一个水产大国，我国的水产品加工技术仍处于起步阶段，发展速度与发达国家相比存在仍处于起步阶段，发展速度与发达国家相比存在较大差距。但我国可用于冻干的水产品数量大、较大差距。但我国可用于冻干的水产品数量大、品种多、质量高、价格低，这些优势将弥补技术品种多、质量高、价格低，这些优势将弥补技术上的缺陷，使我国的冻干食品在国际市场上同样上的缺陷，使我国的冻干食品在国际市场上同样具有较强的竞争力。具有较强的竞争力。如果采用真空冷冻如果采用真空冷冻干燥技术来加工水干燥技术来加工水产品，不仅可以保产品，不仅可以保证成品品质的均一证成品品质的均一性，还可改善其外性，还可改善其外观，提高经济效益。观，提高经济效益。我国传统的海产品如干贝、海参、鱼翅等，大多采用干我国传统的海产品如干贝、海参、鱼翅等，大多采用干制的方法加工而成。研究表明，采用自然风干或人工热制的方法加工而成。研究表明，采用自然风干或人工热风干燥加工海产品时，热敏性营养活性物质会造成很大风干燥加工海产品时，热敏性营养活性物质会造成很大损失，水溶性也会比较差。同时制品的体积缩损失，水溶性也会比较差。同时制品的体积缩 小严重，小严重，复水较难，影响了制品的质量。复水较难，影响了制品的质量。真空冷冻干燥技术可以明显提高制品的质量和档真空冷冻干燥技术可以明显提高制品的质量和档次，但却在水产品加工行业推广缓慢，究其原因，次，但却在水产品加工行业推广缓慢，究其原因，主要有四个方面：主要有四个方面：设备投资较大设备投资较大加工成本高加工成本高原料供应不稳定原料供应不稳定市场销路不畅市场销路不畅 俗话说：民以食为天。食品工业与国计民俗话说：民以食为天。食品工业与国计民生息息相关，只能越发展越进步，越发展生息息相关，只能越发展越进步，越发展越讲科学。功能食品、营养食品、保健食越讲科学。功能食品、营养食品、保健食品、方便食品以及儿童食品等，能够满足品、方便食品以及儿童食品等，能够满足人们不断增长的物质生活需要的新型食品人们不断增长的物质生活需要的新型食品的发展都离不开冻干技术。因此，食品真的发展都离不开冻干技术。因此，食品真空冷冻干燥技术必将成为空冷冻干燥技术必将成为2121世纪的重要应世纪的重要应用技术。用技术。