食品真空冷冻联合干燥技术研究进展_张丽文
真空冷冻干燥技术在食品中的应用
前言(引言):真空冷冻干燥是将湿物料冻结到共晶点温度下,使物料中的水分变成固态冰然后在较高真空环境下,通过给物料加热,将冰直接升华成水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。
由于干燥过程是在低温、真空状态下进行,物料中水分直接从固态升华为气态,因而可最大限度保持被干物料色、香、味、形状和营养成分,而且干燥后的制品呈多孔海绵状结构,极易溶于水(甚至在冰水中),能够迅速复原,密封包装后保存期长。
目前,真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学、农副产品深加工甚至古旧书画修复和动植物标本制作等领域有着广泛应用。
在食品工业方面,尤其在高价值食品和高附加值食品加工中,真空冷冻干燥是干燥技术领域科技含量高、涉及知识面广的一门技术,被认为是目前最优良、最为先进的干燥技术之一。
由于干燥过程是在低温、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。
由于该技术具有其他干燥方法所无法比拟的优点,目前,正逐渐应用于很多行业,尤其在食品工业方面。
而该技术下的冻干产品能够很好地吻合绿色食品”、保健食品”、方便食品”三大发展趋势,因此,冻干食品工业逐渐被人们所关注和亲睐。
1.真空冷冻干燥设备食品用冻干设备已经实现了大型化,一般都采用自动控制系统,同时为保证冻干产品的质量和节能,常采用冻干设备和其他干燥设备组合在一起的组合冻干设备,例如,喷雾冻干设备等等。
1.1真空冷冻干燥机主要由真空冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制系统等几部分组成。
干燥箱是一个真空密闭容器,是干燥过程中传热和传质的场所,他的性能好坏直接影响到冷冻干燥设备的性能。
如果带有蒸汽消毒灭菌功能,冻干箱还应是一个低压内压容器。
干燥室的形状主要有圆形和矩形两种。
圆形干燥室操作容易、强度高、制作费用低,但其内部空间利用率低。
真空系统包括机械泵(旋片式真空泵)和增压泵(罗茨真空泵)。
食品微波真空干燥技术研究进展
食品微波真空干燥技术研究进展一、本文概述随着科技的不断进步,食品干燥技术也在持续革新,其中,食品微波真空干燥技术作为一种新型的食品干燥方式,近年来受到了广泛关注。
本文旨在全面综述食品微波真空干燥技术的研究进展,以期能为食品工业的发展提供有益的参考。
本文将首先介绍微波真空干燥技术的基本原理和特点,阐述其在食品干燥中的应用优势,包括干燥速度快、产品品质高、节能环保等。
接着,文章将回顾食品微波真空干燥技术的研究历程,包括国内外在该领域的研究现状和取得的重要成果。
然后,将重点讨论食品微波真空干燥技术在不同类型食品中的应用,以及应用过程中遇到的关键问题和解决策略。
文章将展望食品微波真空干燥技术的未来发展趋势,以期为食品工业的技术升级和产业发展提供新的思路和方向。
通过本文的综述,我们期望能够加深对食品微波真空干燥技术的理解,推动其在食品工业中的广泛应用,也为食品科技工作者和研究者提供有益的参考和启示。
二、微波真空干燥技术的基本原理微波真空干燥技术结合了微波加热和真空干燥两种技术的优势,其基本原理在于利用微波能量直接作用于物料内部的极性分子,使其在高频电磁场的作用下快速振动并产生热能,从而达到加热干燥的目的。
在微波真空干燥过程中,物料被放置在微波谐振腔内,受到微波电磁场的作用。
微波能量穿透物料,直接作用于物料内部的极性分子,如水分子的偶极子。
这些偶极子在微波电磁场的作用下快速旋转和振动,摩擦产生热能,使物料温度升高。
同时,由于真空环境的存在,物料表面水蒸气压力降低,水的沸点也随之降低,从而实现了在较低温度下对物料的干燥。
微波真空干燥技术的基本原理决定了其具有加热均匀、热效率高、干燥速度快、能耗低等优点。
由于微波加热是内部加热方式,物料内外受热均匀,避免了传统干燥方法中的热传导和热对流引起的温度梯度,从而减少了物料干燥过程中的变形和开裂现象。
然而,微波真空干燥技术也存在一些局限性,如对于某些非极性物料或含水量较低的物料,微波加热效果可能不佳;微波加热可能会引起某些物料的热敏性成分发生变化,从而影响其品质。
真空冷冻干燥技术在食品工业中的应用
真空冷冻干燥技术在食品工业中的应用作者:杨振国来源:《城市建设理论研究》2012年第36期【摘要】真空冷冻干燥是一种集合以往已经存在的真空技术、冷冻及干燥技术为一体的新的、科学的、先进的食品加工方法。
本文就在介绍了真空冻结干燥技术的基础上,介绍了真空冷冻干燥加工工艺产品的特点,指出了真空冷冻干燥技术在国内外的发展水平和现状,介绍了真空干燥在技术在食品工业中的广泛应用,提出了真空冷冻干燥应注意的问题。
【关键字】真空冷冻干燥,食品工业,应用中图分类号:P747+.2文献标识码: A 文章编号:前言从以往在食品工业中使用真空冷冻干燥技术的经验来看,由于食品失去水分的过程是在低温、缺氧、没有日光照射的条件下完成的,所以食品的有效成分都得到了比较好的保留,食品的颜色、味道、形状、香气都仍然存在。
所以,总体而言,真空冷冻干燥技术是目前在食品工业中使用的比较先进的一种技术,它在使用的过程中,比较好的保留了食品的本身营养元素和各种外观特征,食品的存储也不需要防腐剂和添加剂,是应该大大提倡和使用的一种食品干燥方法。
真空冷冻干燥技术所谓的真空冷冻干燥技术就是指使食品能够在一种低温、低压下进行水分的蒸发的一种食品干燥方法。
通过这种方法得到的干燥食品的质量比较高,营养元素和食品自身所具有的色、香、形、味都不会产生太大的变化。
这种技术利用的是冰品升华的原理,食品的水分在高真空的环境下被冻结,直接升华,由固态冰直接变成水蒸气蒸发。
真空冷冻干燥技术的过程一般有三个:冰冻、升华、解析。
它与其他的食品干燥方法相比主要特点就在于,通过在真空条件下蒸发的水分的空间在食品自身中仍然存在,所以这种情况下,冻干食品的速溶性就非常高,能够快速的复水。
同时在升华过程中溶于水的可溶性物质就地析出,溶于水的无机盐还均匀地存在,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而营养损失等现象。
三.真空冷冻干燥食品的特点食品冷冻干燥是目前最先进的食品保鲜技术之一,它其有许多独特的优点,主要如下:1、冷冻干燥法能最好的保存食品原有的色、香、味和营养成分冷冻干燥是在低温和高度缺氧的状态下进行的,因而微生物和酶不起作用,食品也不受氧化,食品的色、香、味和营养成分所受损失极小,所以特别适合极为热敏和极易氧化的食品干燥。
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。
真空冷冻干燥技术在果蔬中的应用与发展
真空冷冻干燥技术在果蔬中的应用与发展一、概述真空冷冻干燥技术,作为一种先进的食品干燥技术,近年来在果蔬加工领域得到了广泛的应用与发展。
该技术利用真空环境下物质从固态直接升华成气态的原理,对果蔬进行快速且高效的干燥处理。
通过真空冷冻干燥技术处理的果蔬产品,能够最大限度地保留其色、香、味、形及营养成分,从而极大地提升了产品的品质和附加值。
中国作为世界果蔬生产大国,拥有丰富的果蔬资源。
我国的果蔬产品大多以初级加工或原料出口为主,缺乏深加工和增值环节。
随着人们生活水平的提高和消费观念的转变,对高品质、高附加值的果蔬产品需求日益增长。
发展真空冷冻干燥技术,将其应用于果蔬加工领域,对于提升我国果蔬产业的竞争力,推动农业和农村经济的持续发展具有重要意义。
真空冷冻干燥技术也符合当前食品工业的发展趋势。
随着全球生态环境日益恶化,无污染的绿色食品越来越受到人们的青睐。
真空冷冻干燥技术作为一种无污染、低能耗的干燥方式,能够有效地保持果蔬产品的绿色、健康特性。
该技术还具有操作简便、生产效率高等优点,使得其在果蔬加工领域的应用前景十分广阔。
真空冷冻干燥技术在果蔬加工领域的应用与发展具有重要的现实意义和广阔的市场前景。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大,真空冷冻干燥技术将在果蔬加工领域发挥更加重要的作用,为我国果蔬产业的持续发展和转型升级提供有力的技术支持。
1. 介绍真空冷冻干燥技术的基本原理真空冷冻干燥技术,作为一种先进的食品加工技术,近年来在果蔬领域得到了广泛的应用。
其基本原理是利用升华现象,即在真空环境下,使物料中的冰晶直接由固态转化为气态,从而去除物料中的水分,达到干燥的目的。
真空冷冻干燥技术首先将湿物料或溶液在较低的温度下冻结成固态,确保物料中的水分以冰晶的形式存在。
在高度真空的环境下,这些冰晶不经过液态阶段,而是直接升华为水蒸气。
通过持续控制真空度和温度,物料中的冰晶逐步升华,最终实现物料的脱水干燥。
这种干燥方式具有诸多优点。
白萝卜真空冷冻干燥实验报告
白萝卜真空冷冻干燥实验报告实验目的:
通过真空冷冻干燥技术,研究白萝卜在不同条件下的冷冻干燥效果,探索最佳
的干燥参数。
实验步骤:
1. 将新鲜白萝卜切成薄片。
2. 将白萝卜薄片放入真空冷冻干燥机中,分别设置不同的温度和时间参数进行
干燥处理。
3. 观察不同条件下白萝卜的干燥效果,记录干燥时间、质量损失和外观变化等
数据。
实验结果:
经过实验,我们发现在温度为-40°C,真空度为0.1Pa,干燥时间为24小时的
条件下,白萝卜的干燥效果最佳。
在这种条件下,白萝卜薄片完全干燥,保持了较好的形状和颜色,质量损失较小。
实验结论:
通过本次实验,我们验证了真空冷冻干燥技术对白萝卜的有效性,找到了最佳
的干燥参数。
这对于白萝卜的保存和加工具有重要意义,也为其他蔬菜的冷冻干燥提供了有益的参考。
自查报告:
在实验过程中,我们严格按照实验步骤进行操作,确保了实验的准确性和可靠性。
但在记录数据和观察结果时,可能存在一定的主观性和误差。
在今后的实验中,
我们将进一步提高实验操作的规范性和数据记录的准确性,以确保实验结果的可靠性和科学性。
真空冷冻干燥技术在我国农产品加工中的应用
真空冷冻干燥技术在我国农产品加工中的应用真空冷冻干燥技术是一种利用真空条件下将冷冻的物料中的水分直接从固态升华为气态,使得物料在低温下迅速干燥的技术。
它是目前世界上应用最为广泛的干燥技术之一,主要用于食品农产品的加工和制造过程中。
在我国,随着科技的不断进步和农产品加工业的发展,真空冷冻干燥技术在农产品加工中也得到了广泛的应用。
本文将详细介绍真空冷冻干燥技术在我国农产品加工中的应用现状和发展趋势。
真空冷冻干燥技术在我国农产品加工中的应用主要集中在水果、蔬菜和海产品等方面。
在水果加工中,真空冷冻干燥技术能够将水果中的水分迅速冻结,并通过真空环境下的升华过程将水分从固态直接转化为气态,从而实现水分的快速蒸发和干燥,保留水果的原始风味和营养成分。
在蔬菜加工中,真空冷冻干燥技术同样可以实现蔬菜中水分的快速蒸发和干燥,保持蔬菜的色香味和营养品质。
而在海产品加工中,真空冷冻干燥技术能够有效的去除海产品中的水分,延长其保存期限,保持其新鲜度和口感。
真空冷冻干燥技术在我国农产品加工中的应用也在不断地取得新的突破和进展。
随着科技的不断发展,真空冷冻干燥技术的设备和工艺也在不断地创新和改进。
目前,我国在真空冷冻干燥技术领域已经具备了一定的生产和研发能力,能够生产出各种规格和性能的真空冷冻干燥设备,并且还能够根据客户的需求进行定制化的设计和生产。
真空冷冻干燥技术在我国的农产品加工中也得到了政府和企业的大力支持和推广,一些农产品加工企业已经开始积极引进和应用真空冷冻干燥技术,以提高产品的品质和竞争力。
真空冷冻干燥技术在我国农产品加工中的应用还有着广阔的市场前景和发展空间。
随着人们生活水平的不断提高和对食品品质的要求不断增加,更加健康、方便、营养和口感良好的农产品加工品将会得到更多消费者的青睐。
而真空冷冻干燥技术正是能够满足人们这一需求的理想选择,它不仅可以保持农产品的原有口感、色泽和营养成分,还可以延长农产品的保鲜期限,增加其销售和出口的机会。
真空冷冻干燥技术在食品中的应用及发展
真空冷冻干燥技术在食品中的应用及发展摘要:真空冷冻干燥技术(简称冻干技术)是在真空低温环境下,研究被冻干物料内外传热传质过程、特点和规律的科学。
它是一门跨学科的复杂技术。
冻干技术的发展需要真空、制冷、加热、液压、自动控制等技术的支持;冻干技术的应用涉及到生物工程、医药工程、食品工程、材料工程等领域。
近些年来,冻干技术在高新技术领域中的应用倍受人们关注,这说明冻干技术的应用不但量大面广,而且进入了高精尖的行列。
关键词:真空冷冻干燥技术;原理;食品工业;应用前景Vacuum freeze drying technology in food applications and development Abstract:the vacuum freeze drying technology (abbreviation freeze-dry technology) in vacuum cryogenic environment, study of freeze dried material and heat and mass transfer process, characteristics and laws of science.It is an interdisciplinary field of complex technology.Freeze dry technology development needs of vacuum, refrigeration, heating, hydraulic, automatic control and other technical support; freeze-dried technology application related to biological engineering, pharmaceutical engineering, food engineering, materials engineering.In recent years, freeze drying technique in the field of high technology application times get people attention, the freeze-drying technology application not only quantity bedding face is wide, and entered the advanced ranks.Key words: vacuum freeze drying technology; principle; food industry; application prospect食品在加工、贮藏和运输中会发生各种物理的、化学的和生物的变化。
真空冷冻干燥技术的研究现状和发展
真空冷冻干燥技术的研究现状和发展[摘要]介绍了真空冷冻干燥技术的现状和发展趋势,提出目前国内外对冻干工艺的研究主要集中于在冻干过程中控制晶核的形成和成长,使整个冻干过程置于严格控制之下两方面。
从制冷系统、控制系统和整合的冻干生产线3个方面分析了冻干设备的发展,阐述了冻干技术在医药行业的发展和意义,指出国内冻干设备的发展现状与国际水平差距很小,具有广阔的应用前景。
[关键词]真空冷冻干燥技术:冻干工艺:冻干设备1、引言真空冷冻干燥简称冻干,是指将含水物料冷冻成固体,在低温低压条件下利用水的升华性能,使物料低温脱水而达到干燥目的的一种干燥方法经真空冷冻干燥后的物料,其物理、化学和生物状态基本不变,物质中的营养成分损失很小,结构呈多孔状,其体积与干燥前基本相同,具有理想的速溶性和快速复水性,因此冷冻干燥技术被广泛应用于生物工程、医药工业,食品工业等众多行业。
在整个冻干流程中,冻干工艺是最为关键的工艺,冻干机是最为关键的核心设备,因此做好冻干制品的关键集中体现在冻干工艺和冻干机技术。
2、真空冷冻干燥技术2.1冻干技术的特点及应用范围低压下进行干燥,可避免药品中热敏成分分解变质,同时由于低压缺氧,又可使物料中的易氧化成分不致氧化变质,尤其适于热敏性高,极易氧化的物料,如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力:(2)由于物料在升华脱水前先经冻结,形成稳定“骨架”,所以干燥后会保持原形,不会出现收缩现象,且内部呈疏松多孔的海绵结构;冻干技术与其他干燥方法相比具有许多优点":(1)物料在低温(3)脱水彻底,干燥时能排除95%-99%的水分,干燥后可在常温下长期保存,并且因质量轻而便于运输;(4)复水性极好,冻干制品能迅速吸水复原,其色泽、品质与鲜品基本相同。
2.2冻干技术的历史冻干技术最早出现在1911年,随着真空泵和制冷机的出现,有人将冷冻和干燥这两种方法结合起来,用于生物体的脱水,并逐渐提出了冷冻干燥的概念。
真空冷冻干燥技术的研究进展
7 6・的研 究进展
周 扔 李臻峰 李 静 徐晚秀 ( 江南大学机械 工程 学院, 江苏 无锡 2 1 4 1 2 2 ) 摘 要: 冷冻干燥是 获得优质脱水产品最好 的方法 , 已在食 品药品等领 域获得 了广泛应用。主要 综述近年来 国内外对真空冷冻干燥 技术的研 究现状 , 分析 了现有 的冷冻干燥数 学模型 以及过程参数对冻干过程 以及产品品质的影响 , 阐述 了相 关联 合冷冻干燥技 术的研 究 进展 , 探讨 了冻干技 术的发展前景和有待解决的问题 。 关键词 : 冷 冻干燥 ; 过程参数 ; 联合干燥 冷冻干燥技术在食品药品加工业的应用越来越广泛 , 与其它干 物料进行冻干过程 的研究和模拟时 , 确定各种食 品的冻结速率有益 燥方法相 比, 它 具 有 以下 特点 l : 于 完 善 生 产 耗 能 以及 食 品 品质 的设 计 。 a . 冷 冻干燥在低 温下进行 , 且处 于高真空 状态 , 酶和 细菌不滋 2 . 2干燥 室压强。干燥 室的压 强与升华 、 解 吸过程的传热 、 传质 生、 食 品不 变 质 、 不氧化 、 营养损失少 , 特 别 适 用 于热 敏性 高 和 极 易 速率关 系密切 。干燥过程 同时进行着热量传递 和质量传递 两个过 氧 化 的食 品 的 干燥 。 程, 稳定 的压 强对 应着干燥仓 内食 品稳定 的升华温度 , 也决 定 了冻 b . 干燥 过程避免 了物 料变形 , 能保持原有 固体骨架 结构 , 干燥 干食 品残余 的含水量 。在 干燥过程 中 , 升华受传热 还是传质控制 后物料呈海绵状 , 具有多孔结构 , 能快速 吸水至原有状态 , 复水 后更 是很 多种因素影 响的 , 二者可互为转化【 l 3 J 。齐锡龄 、 涂伟萍 等[ 1 4 , 1 的 冻干试验结果表 明: 在一定加热方式下 , 干燥 室压 强存 在最佳值 , 这 c . 冷 冻干燥产 品价 格高 , 设备投 资大 , 成本 高 , 制 约了其在食品 个最佳值受物料种类 、 冻干设备 的性能等 因素影 响。 目前广泛用 于 中的应用 。这是 目前冷冻干燥技术所面临的主要 问题 。 计算真空压力对干燥时间的影 响公式为 : 1 冷 冻 干燥 的数 学 模 型 R 冷 冻干燥数学模型是用数学语 言来 刻画冻干过程 的行 为 , 它很 ) ( 2 ) 大程度地反 映了人们对冻干过程本质和机理的认知程度 。 最早用 于描述冻干过程 的模型是 K i n g 和S a n d a l l L  ̄ 在 1 9 6 7年提 式中 : 一气体常数 ; 一 绝对 温度 ; 出冰界 面均匀退 却模 型(U R I F模 型) , 建立 了二 维状态下 的质热传 x 一物料厚度 ;D一扩散系数 ; 递模型 , 可得到冻干过程所需 的能量 、 某一 时刻物料 的温 度分布 以 水 的分子量 ; 一水分所 占的体积 ; 及干燥所需 时间。此模型只考虑 自由水的脱除 , 没有考虑物料结合 传质系数 ; 一物料 内冰晶的蒸 汽压 ; 一环境蒸汽压。 水 的脱除 , 只能描述低干燥速率下物料 中自由水 的去除过程。 对于压强 的选择 , 国内已有各种相关试验 。曹 晓红【 t 6 1 干燥 红枣 S h e n g和 P e c k z 在 1 9 7 5年提出了吸附 一升华冻干模 型 , 对 冰的 时 , 通过试验得出最经济的压强为 9 0 P a; 秦红平f 7 1 通过试 验得出干 升华和水的吸附分别加 以描述 , 同时考 虑了水蒸气逸 出时温升的影 燥玫瑰花 的最佳压强为 4 0 P a; 宫元 娟【 t 8 1 通过试验得 出干燥 芦荟到 响, 预测精度也大大高于 U R I F模型 , 但此模型假设 了表 面积恒定 、 最佳压强为 1 0 8 P a。 干燥过程 由传热过程控制 , 以及结合水 是在所有 自由水升华后 才汽 许多学者进行进一步 的研究 , 采用 了循环压力 的方法。与恒定 化等条件 , 因此与实际情况仍 有差距 。 之后 , L i a p i s 和L i t c h i f e l d t s l 提出 压力法相 比, 循环压力法可 以更加节省 干燥 时间 。 Me H o r J D等人㈣ 了解 吸 一升华模 型 , 排 除了 S h e n g 与P e c k 模型 的假设条件 , 因此在 通 过 理 论 分 析 和 实 验及 工 业 实 践 证 明 , 循 环 压 力 法 可 以缩 短 干 燥 时 应 用 范 同上 有 所 扩展 。 间 。并 发 现 在 循 环 压 力进 行 冻 干 时 , 存 在 最 佳 循 环 压 力 的波 幅 和 波 数学模型的建立 , 都需要一些热物性参数 , 如导热系数 、 质扩散 形 。 系数 、 共晶点 和共熔点 、 孔 隙率 、 崩塌温度 、 平衡湿含量 、 比热和密度 对 不同 的干燥 室压强进行 分析和 比较 ,对调控 物料 的干燥速 等。 质热传递模型的建立 , 使得物料 的冷冻干燥过程 , 研究冷冻干燥 率 , 改善产品品质有重要意义。 过 程 机 理 得 到 充 分研 究 , 进 而 指 导 实 际生 产 。 2 . 3加 热 温 度 和 物 料 厚 度 。 目前 广 泛 采 用 的 加 热 方 式 是 隔 板 加 热, 通过热隔板把温度传递给物料。 在允许的范围温度 内, 隔板温度 过 程参数 主要包括 冻结速率 、 加热方式 、 干燥 室压 强 、 物料 厚 可直接上升到最高温度。 实验表明 , 在一定的范围内 , 物料的干燥速 度、 加热温度和加热方式等 。这些过程参数会对冻干过程 中食品的 率随隔板 的温度升高而加快。当隔板达到某一温度时 , 继续提高其 品质以及能耗等有较大影 响。 温度 , 会引起升华 界面温度上升 , 水蒸气压随之增大 , 造成升华 阻力 2 . 1 冻结速率 。 冻结速率直接影响冰晶颗粒 的大小 , 而冰 晶颗粒 增大 , 升华干燥时间反而开始增加。 的大小又会影响到之后 的升华过程 。1 9 1 3年 , P l a n k总结 了冻结公 物料 的厚度也会对干燥过程起 到较大 的影响 。增大物料的比表 式 面积或减小物料 的厚度都可 以降低干燥层 热 、 质传 递 的阻力 , 提 高 , : 【 + 】 干燥速率 , 但会导致导致生产能力 的下 降。在 干燥 速率 和生 产能力 ( 1 ) 之 间 找 到平 衡 点 是 选 择 物 料 厚 度 的关 键 。 这 需 要 通 过 试 验 来 得 出 结 式中 :t一冻结时间 ;P一物料密度 ; 论。张余诚等人 在冻 干草毒时 , 通过正交试验 , 得 出草莓片的最佳 r , 0一物料的冰点 温度 ; 一冷却介质 温度 ; 厚度为 6 ~ 8 m m。姚志华 在冻干胡萝 卜的试验 中发现 , 胡萝 卜 切片 P, R 一物料形状 系数 ; o , 一导热系数 ; X 一装料厚度。 的最佳厚度为 8 mm左 右 ,此 时的干燥 时间最 短 ,升华 干燥 能耗最 华泽钊 】 通过研究 , 完善 了冰晶形成理论 。肖鑫等㈣在此基础上 低 。所以 , 实 际生产中应合理选择 固形物料的厚度。 研究 了冻干速率 与内部孔隙率的分 布关 系, 通过微 c T扫描技术 , 间 3联合干燥技术的研 究 接得到 了冻结速率与产 品品质 的关系 。姚智华… ] 进行试验 发现 , 慢 联合干燥是指根据物料 的特性 , 将 两种或两种 以上 的干燥方式 冻形成的冰晶较大 , 有利于物料 中水分 的升华 , 但制品复水性较差 ; 进行 组合 , 利用各 自的优 点 , 在获得 高质量 的产 品的 同时 , 降低 能 快冻产生的冰晶细小 , 升华 速率慢 , 制成 品复原性好 。因此 , 对不 同 耗 , 可以避免单一干燥方式的缺 点 , 是未来的发展方 向。
真空冷冻干燥技术在食品中的应用研究
真空冷冻干燥技术在食品中的应用研究摘要:食品真空冷冻干燥技术的主要优点是能保持新鲜食品的色、香、味、形, 最大限度地保存了食品内部的维生素、蛋白质等营养成分, 且复水性好, 能在常温下保存较长的时间, 因而被广泛地用于方便食品、调理食品等方面。
它是干燥技术领域中科技含量高、应用广的一种技术,因其产品具有绿色、方便、保健功能,深受大家青睐。
本文介绍了真空冷冻干燥技术的基本原理、真空冷冻干燥食品的特点、应用、国内外现状及发展前景。
关键词:真空冷冻干燥技术;食品;应用食品在加工、贮藏和运输中会发生各种物理的、化学的和生物学的变化。
这些变化会改变食品的颜色和结构,也会发生使芳香物质变质、营养成分下降的生物化学反应。
所有这些物理的和生物化学的变化会导致食品品质和加工效率的降低。
特别是在加工高价值食品时,应选择有效的保藏方法。
[1]干燥是一种古老的保藏食品的方法,使脱水制品具有较长的保存期。
但是用热风干燥等传统方法干燥的制品通常会使原料品质降低。
相比于其他干燥方法来说,真空冷冻干燥是保持食品品质最好的方法。
冷冻干燥[2]基于冻结制品的升华来达到脱水的目的,由于干燥过程中没有液态水,水分以固体状态就地升华,且在低温、低氧下进行,大多数生物反应停滞,使物料的原有结构和形状受到最小程度的破坏,从而得到具有优良品质的产品。
真空冷冻干燥(又称冻干, 英文“Freeze Dried”简称“FD”)[3],是真空技术与冷冻技术相结合的新型干燥脱水技术。
冷冻干燥的简单定义是:先将湿物质冷冻,然后把它放到较低的水蒸气分压下,使冰直接升华成蒸汽的干燥方法。
在这里较低的气压就是大约低于600Pa(4.5mmHg),也就是水的三相点。
与其他干燥手段(水蒸气转变为气相)不同,物料中的水是固态直接转变为气态的。
真空冷冻产品具有很多优点[4],能提高产品附加值并促进地方经济发展,符合国家提出的农副产品加工要讲究高水平、高起点、高标准的发展方向。
真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用及展望 (1)
则分散在其他国家中。生产真空冷冻 干燥设备的厂家也很多。整体技术, 结构形式较先进的有丹麦、德国、日 本、英国、瑞典等几家大公司。世界 上 家冻干食品企业中,约 的冻干机,约 冻干机约 家 家 家采 采用了丹麦 采用德国 家采用美国 是美国的 或英国 公司的冻干机。 长期以来我国的农牧产品一直徘 徊在出口原料或初级加工阶段,技术 含量低,而我国冻干食品工业尚处在 发展初期,产量还比较低。而我国是 农业大国,有丰富的蔬菜、肉食、水 产资源等,同时,我国冻干食品生产 成本较低,由此引来国外商家的大量 求购。据国家海关总署、国家商检局 统计,进入 世纪 年代,我国脱 的速度增 水蔬菜每年出口量以 产量的 和 、
・ 专题综述 ・
真空冷冻干燥技术 在食品加工中的
汪廷彩 (
【摘
应用及展望
苏
平
祝水兰
浙江大学食品科学与营养系
江西省农业科学院食品加工中心)
要】 介绍了真空冷冻干燥的基本原理以及在食品加工过程中的应用,探讨了真空冷冻干燥
技术在国内外的发展状况和趋势。 【关键词】 冷冻干燥;即溶粉体;工艺流程 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: ( )
程结束,得到干燥产品。物料干燥前 的预冻处理和干燥过程中冷阶的冷耗 均由制冷系统提供,各系统由控制系 统统一控制操作。
《粮油加工与食品机械》!""! 年第 #! 期
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・ 专题综述 ・
! 在食品加工中的应用
目前适合用真空冷冻干燥加工的 食品 有 近 百 种,包 含 了 大 部 分 的 果 蔬、水产、肉禽等。 由于冻干技术有着特有的优势, 对于营养保健类食品更是热衷于采用 这一技术,如人参、鲜蜜、鹿茸、花 粉等等,同时为了改善一些粉状食品 的理化特性通常也要利用该项技术。 如速溶饮料就是采用冻干技术、膜分 离技术及超滤技术生产的,产品有速 溶茶、速溶咖啡等。美国进口的茶叶 有 用于加工成速溶茶。日本每年 。 都从中国进口乌龙茶及其浓缩液,茶 饮料 已 占 日 本 饮 料 市 场 的 此外,采用超微细粉碎技术与冻干技 术将各类食品原料加工成超微粉,即 为食品超微粉,它具有很强的表面吸 附力 和 亲 和 力,并 且 香 气 好,分 散 性、溶解性极佳,易于消化吸收。目 前全部或部分使用超微粉为原料制成 的食品有:调味品、婴幼儿及老年保 健食品、冰淇淋和雪糕等的稳定剂、 优质面粉的营养添加剂等。另外,还 有由多种果蔬混合干燥制成的一种叫 素食 颗 粒 的 新 型 果 蔬 宝,其 营 养 丰 富,味道鲜美。 !"# 即溶食用粉体的制备 即溶食用粉体如咖啡、速溶茶等 已形成相当的工业生产规模,而且市 场需求还在不断增长,规模还有进一 步扩大的趋势。速溶咖啡是从炒磨咖 啡豆中提取有效成分后经干燥而生产 炒 磨 咖 啡 浓 郁 纯 正。因 此,自 年速溶咖啡诞生以 来,回 复 炒 磨咖啡的风味和口感就一直成为速溶 咖啡生产者不断努力的方向,并且逐 步发展了“喷雾干燥咖啡” 、 “凝聚增 香咖啡” 、 “冻干咖啡”三代速溶咖啡 产品。其中,利用真空冷冻干燥技术 生产的冻干咖啡是目前世界上品质最 佳、风味和口感最好的速溶咖啡,它 彻底避免了喷雾干燥咖啡或凝聚增香 咖啡生产中高温干燥过程对咖啡品质 的损害,完好地保留了炒磨咖啡的风 味和口感,速溶咖啡的品质从此得到 很大的提高。当然其售价也比“喷干 咖啡”高出 香咖啡”高出 倍,比“凝聚增 倍甚至 倍。冻干 门。因此,近年来速溶茶的生产与销 售得到了迅速发展,同时速溶茶中含 有抗氧化能力的茶多酚,是一种已被 普遍受到重视的功能性食品。速溶茶 需要保持茶叶中原有的生物活性成分 及色泽、香气、滋味等,其生产技术 的难度远远高于速溶咖啡。为最大限 度地 保 持 茶 叶 中 原 有 的 生 物 活 性 物 质,在生产速溶茶时,除了在浸提过 程中采用高新技术,尽可能地提取出 茶叶中原有的生物活性物质外,在干 燥过程中,人们也常采用真空冷冻干 燥技术作为干燥手段。速溶茶的一般 工艺流程:茶叶 !拼配!浸提!净化 !浓缩!预冻结!冻干!包装。如速 溶乌 龙 茶 的 整 条 生 产 线,其 生 产 流 程:多功能提取罐!过滤!精滤装置 !平衡罐!超滤装置!反渗透装置! 储液输送罐!自动罐注机!速冻库! 真空冷冻干燥箱!制粉!包装。 !"! 功能有效成分的保护 许多保健作用良好的食品原料, 往往在生产加工过程中,由于技术条 件和一些理化参数的不稳定,使得其 中的功能成分被破坏或损失。在这类 食品的加工时,就极需要运用高新技 术手段克服这一难题,目前采用的高 新技 术 手 段 有 膜 过 滤 分 离、微 胶 囊 化、辐照技术、超临界萃取、食品生 物技术、高压加工、无菌包装以及真 空冷冻干燥等等。如奶牛初乳含有丰 富的 免 疫 活 性 物 质,其 中 免 疫 球 蛋 白、乳铁蛋白、溶菌酶等免疫活性成 分含量高于常乳的几十倍至几千倍, 是目前最理想的保健食品添加剂。由 于其活性难于加工保存,对加工技术 提出了较高要求。李云飞等在对奶牛 初乳进行冷冻干燥试验时,采用复形 调优法找出了低能耗下较优的工艺参 数,冻干室压力 厚度 ,初乳装填 , ,初 乳 浓 度
食品真空冷冻联合干燥技术研究进展
食品真空冷冻联合干燥技术研究进展张丽文;罗瑞明;李亚蕾;李俊丽;牛佳【摘要】The vacuum freeze drying materials can maximize the retention of physical and chemical quality of original materials.It is a good way of drying materials, but there are defects of high energy consumption, long time and high production cost.Therefore, combine vacuum freeze drying and other drying methods to get the products with good quality and low energy consumption is the main research direction of future food drying.Introduce domestic and foreign food vacuum freeze combined drying technology, and summarize the relative research and application status, put forward the problems and countermeasures of vacuum freeze combined drying technology applied in the field of food processing.%采用真空冷冻干燥方式干燥物料能最大限度保留原有物料物理、化学品质,是一种较好的干燥物料方式,但存在能耗高、时间长、生产成本高的不足.因此,将真空冷冻干燥与其他干燥方式联合得到品质好、能耗低的产品是未来食品干燥主要研究方向.文章简述了国内外关于食品各种真空冷冻联合干燥技术,并总结了相应研究成果和应用现状,提出了真空冷冻联合干燥技术在食品加工领域应用中存在的问题及对策.【期刊名称】《中国调味品》【年(卷),期】2017(042)003【总页数】5页(P152-156)【关键词】食品;真空冷冻干燥;联合干燥;研究进展【作者】张丽文;罗瑞明;李亚蕾;李俊丽;牛佳【作者单位】宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学农学院,银川750021【正文语种】中文【中图分类】TS205.7用干燥方式保藏食品的方法历史悠久,但传统干燥方法通常会改变食品原有的色泽和结构,不仅会损失挥发性风味物质,还会导致营养成分下降,最终降低食品的食用品质。
食品真空冷冻干燥技术研究
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载食品真空冷冻干燥技术研究地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容食品真空冷冻干燥研究付西光,董英,马海乐(江苏理工大学生物与环境工程学院,江苏镇江212013)摘要:真空冻干技术是干燥技术领域中科技含量高、涉及知识面广的一种技术,因其产品具有绿色、方便、保健功能,使该技术日受关注.文中阐述了冻干机理与工艺,通过真空冻干与热风干燥产品品质的比较,阐明冻干食品的特殊性,并从设备、工艺及特性三个方面指出真空冷冻干燥存在的问题.关键词:食品;真空;冷冻;干燥随着世界经济的发展,国内外食品市场上发生了很大的变化.其主要特点是无污染的天然绿色食品、高质量的合成功能食品、花样品种繁多的快速方便食品走俏市场.食品除了具有营养,供给人体活动所需能量的功能外,又附加了两个功能,即保健和防病治病的免疫功能.人们在追求食品的色、香、味及口感外,还追求其易食性[1,2].冻干技术能很好地吻合“绿色食品”、“方便食品”和“保健食品”的三大发展趋势,因此,应积极发展冻干食品工业.在一些发达国家,80%~90%的食品属于方便食品或合成功能食品,仅日本市场上销售的保健食品就有2000多种,欧美国家中可达5000余种[2,3].中国是一个农业大国,很多农产品的产量在世界上均名列前茅,农业在国民经济中的地位十分重要.但是落后的加工技术大大限制了中国农产品的产后加工技术,阻碍了农产品的商品化的进程,严重影响了中国农业的效益.可以肯定,随着世界经济的不断发展,生活节奏的逐步加快,人们对各种合成食品、快速方便食品的需求量也在迅速增加,特别是对这些食品的质量和花色品种的要求也愈来愈高.显然,这为农产品的深加工、精加工提供了广阔的市场,为提高农产品的效益创造了很好的条件.真空冷冻干燥技术是干燥技术领域中科技含量高、涉及知识面广的一种技术,同时也是干燥方法中设备最复杂、能耗最大、干燥成本最高的一种方法[4-10],但由于其干燥产品的特殊性:冻干食品具有复水性能佳、色泽保持好、营养成分损失少、产品重量轻、便于携带运输、易于长期保存,在品质上远优于其它干制食品的显著优点,使其成为干燥技术研究和发展的前沿[11-13].1 真空冷冻干燥原理及工艺过程1.1 干燥原理真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,在真空环境下加热,使物料中水分直接升华除去,从而使物料脱水获得冻干制品的过程.真空冷冻干燥属于物理脱水,理解其过程应从水的三相平衡图开始.如图1所示,AB、AC和AD线分别称之为升华曲线、溶解曲线和汽化曲线;三线交点A为固、液、气三相共存的状态,称为三相平衡点,其温度为0.0098℃,压力为610Pa,箭头1、2、3分别表示冰升华成水蒸气、冰融化成水和水气化成水蒸气的过程.升华现象是物质从固态不经液态而直接变成气态的过程,由该图可知,当压力低于610Pa时,不论温度如何变化,水的液态都不能存在,这时如果对冰进行加热,冰只能越过液态直接升华成气态,真空冷冻干燥就是基于此原理.1.2 工艺流程食品真空冷冻干燥工艺流程通常包括:预处理→预冻→干燥→后处理(1)预处理其目的是保证优质原料以及利于冻干与贮藏.对于固态食品,应进行清洗、筛分、漂烫、切分.清洗与筛分是保证冻干原料为合格品;漂烫是钝化酶活性的最有效方法,同时漂烫也能除去部分水,以减少干燥负荷;切分利于包装、食用,同时切分尺寸及切口方位也会影响冻干速率.对于液态食品,应进行灭菌与浓缩,浓缩利用真空或冻结方法进行,浓缩程度合理与否,将直接影响冻干速率及生产效率.(2)预冻冻结的速率与最终温度影响真空冻干食品的质量与冻干速率.目前研究认为[14-16],速冻有利于细胞结构的食品,可保持细胞壁的完整及避免细胞内有机液外溢.但速冻不利于液态食品,速冻易造成玻璃状冻结体,使冻干极难进行.最终温度通常取其共晶点以下5~10℃,过高或过低将严重影响食品质量与能耗.(3)干燥真空冻干的干燥阶段通常分为两段,即升华干燥段与解吸干燥段.升华干燥除去所有的冰晶体(物料中的自由水),约占总含水分的80%~90%,它是冻干过程的主体,这一过程以冰晶不融化为前提.解吸干燥除去物料固形物的物理、化学吸附水,这部分水分约占10%左右,这一过程以物料不过热变质为前提,为了获得理想的最终水分,此过程中冻干室的压强应更低一些,以保证脱除与固体结合较强的吸附水[17-19].至此,物料中的水分已达到要求,完成物料的冻干.(4)后处理该工艺是将已冻干的物料,进行后期加工处理的过程.冻干食品是多孔疏松状,表面积大,易吸湿与破碎,因此常用真空包装或充入惰性气体进行包装[20]2 冻干食品的品质特点冻干食品与传统的晒干、烘干及真空干燥相比,具有如下特点.(1)冻干食品最好地保存原料的色、香、味和营养成分.食品冻干是在低温、真空条件下进行的,酶和细菌不滋生、食品不变质、不氧化、营养素损失少.据报道,冻干对肉、蛋、豆类、青菜类、甜玉米等食品中蛋白质无损害,VC、β胡萝卜素和其它水溶性维生素仅损失5%,脂溶性维生素VA、VD等完全不损失.表1列出了未加任何保护剂时,新鲜草菇、冻干草菇及真空包装室温贮藏3年的冻干草菇的氨基酸含量分析[21],表中值以100%新鲜物料为基准,可以看出,有9种氨基酸在冻干过程中保存了94%,在贮藏过程中约保存了68%.表2列出了传统烘干或晒干与冻干的活性枸杞成分分析,显然活性枸杞营养成分高于传统枸杞.由此可见,冻干法保存食品的营养素是最高的.(2)冻干食品很好地保持了原物料的体积形态与色泽.冻干是在冻结状态下进行的,冻干过程中的物理形态、化学和生物性质基本不变,干燥后物料呈海绵状,无干缩现象,因此冻干后能保持原物料的体积和形状,食用时能很快地吸水还原成冻干前的新鲜状态,复水率可达90%以上.表3列出冻干与热风干燥的蔬菜复水时间和复水后还原情况的比较,表4列出传统枸杞与活性枸杞感观上的一些差异.此可见,冻干的复水时间短,还原成原状,色泽好,口感风味也好,无任何干缩现象.(3)冻干食品脱水彻底,保存期长,可常温下贮藏,运输方便.冻干食品的残余水分仅为2%~5%,且其残余水分均匀.水是细菌繁殖生长的必要条件,细菌因无水而不能生长,同时采用真空或充入惰性气体包装,从而使脂肪不易氧化变质,延长保存期.冻干食品可在常温下贮藏、运输与销售,无需建立冷藏链.因冻干设备价格较高,干燥时间较长,加之能耗大、技术复杂、涉及知识面广,目前还未广泛推广.但由于其干燥产品的特殊性,近几年,该种干燥技术在我国食品加工业上开始应用.国内外现状及发展趋势真空冻干技术起源于19世纪初,但由于制冷技术与真空技术等限制,直至20世纪初才开始用于干燥生物制品,第二次世界大战中,由于急需人体血浆,真空冻干得以快速发展.战争结束后,在一些发达国家中先后将此技术用于食品加工上,一时间各类冻干食品厂蜂涌而起,当时有人预言,冻干食品将很快取代其它干制食品.可由于复杂的设备、巨大的能耗和很低的生产率,使高价格的冻干产品难以销售.60年代中期,某些真空冻干食品厂出现倒闭和转产.从此,人们开始在冻干理论上、设备上、工艺上及如何选择原材料上进行深入研究.据有关部门统计[22],目前,美国每年消费冻干食品500万吨,日本160万吨,法国150万吨,其它国家数量也很可观.日本每年需花1000亿日元进口冻干食品,日本、美国及欧洲等地每年约需冻干大蒜粉6000吨,可见冻干食品的国际市场很大.我国的冻干食品起步较晚,近年来一些科研院所对某些产品进行了冻干工艺的研究,东北大学徐成海教授对人参的冻干工艺进行了深入系统的研究,建立了传热传质理论模型,用此模型预测的冻干时间与实测结果较好吻合;华中理工大学姚爱如、郭亮等分别利用自制的冻干机分析了冻干参数对冻干速率的影响;中国农业大学牛江研究了草菇的冻干工艺;吉林大学对冻干鹿茸进行了化学成分的分析研究.真空冷冻干燥技术被国内外认为是生产高品质脱水食品的最好的加工方法.因此,冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食品的4~6倍,且其产量以每年30%的速度递增,正成为国际贸易的大宗食品.冻干技术可加工任何食品、药品,大致分类如下:蔬菜类:如蘑菇、芦笋、芹菜、辣椒、白葱、蒜片、姜、胡萝卜、菜花、荷兰豆、卷心菜等.水果类:荔枝、龙眼、香蕉、桔子、草莓、水蜜桃、樱桃、苹果、梨等.鱼肉类:虾仁、蛇肉、甲鱼、牛肉、猪肉、火腿等.方便面食品: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.调味品类:汤料、果酱、调理料、香料等.其他类:茶叶、速溶咖啡、中药材、动物胶原蛋白、人参、酶素、血清、菌种、生物制品等[21,23-26].食品真空冻干存在的问题真空冻干的食品若作为普通消费食品仍然存在成本高的问题,尤其在我国食品市场上很难见到真空冻干食品.目前我国真空冻干食品主要还是作为特殊用途的食品,如守岛部队、登山探险、旅游、礼品和保健品等,因其价格昂贵,普通消费者无法承受.若使冻干食品为人们广泛接受,必须从两个方面考虑:一是从消费者方面考虑,人们必须具有较高的生活水平才肯花钱买方便与享受;另一方面是冻干食品厂,必须使其技术不断完善,生产成本不断降低,使冻干食品在市场上具有竞争力.技术的完善应从两个途径入手:一是改善冻干设备及工艺,使其节能降耗;二是选择合理的冻干原料,使其具有高附加值.目前我国真空冻干很不完善,具体表现如下:冻干设备方面.冻干设备类型单一,性能落后,工作可靠性差,开发制造混乱.目前我国生产的真空冻干机绝大部分仍是仿制七、八十年代国外产品,其作业方式为间歇式,冻干室由冷热间隔的多层搁板组成.该种冻干机在生物领域及医药领域确实发挥很大作用,但用来冻干性质差异很大的食品物料很不合理.国外食品冻干搁板面积均为几十平方米,有的逾千平方米,作业方式有连续式和间歇式.而国内生产的冻干机搁板面积基本在十平方米以下,因此,许多单位不得不并用几台设备进行生产,造成冻干食品成本增加.真空冻干涉及干燥、真空、食品、生物等技术,国外在冻干机生产上已经形成专业化生产厂家,技术力量全面、雄厚,如Atalas、Edwards、Leybold等.国内生产的冻干机泄漏比较突出,工艺水平低,达不到技术要求.冻干工艺方面.目前对冻干工艺的研究多集中在小型冻干实验机上冻干某些具体物料的样品,而多数研究又都集中在工艺参数对冻干速率影响上,将其作为多变量因素进行研究,而这些研究工作脱离了食品冻干工艺过程的特点,对冻干工艺参数及其之间的关系缺乏系统的分析.其研究结果无法为食品冻干厂制定食品冻干工艺,更不能为冻干机生产厂家在冻干设备工程设计过程作参考.冻干特性方面.在制定冻干工艺时应注意冻干原料的特点:一是具有细胞结构的食品,该类食品在冻干时应注意冻干速率及冻结温度,试验表明,冻结速率慢易使细胞壁破裂,汁液外溢,使冻干产品质量下降,绝大多数果蔬食品都是细胞结构食品;二是具有芳香气味的食品,如何保留其风味不被破坏,目前研究认为,慢冻有利于风味物质的保留;三是无细胞结构也无芳香风味的食品,应以其中活性生物存活率为指标,特别注意解吸干燥段的温度[25].5结论冻干食品虽尚未普及,但各研究工作者均从不同角度提高冻干工艺及设备的研究水平,随着我国经济步伐的不断加快,相信目前仅作为保健和特殊用途的冻干食品必将成为大宗食品.当然,食品冻干仍存在许多有待研究的问题,如何解决产品价值与加工成本的比例关系是该技术发展的关键,仍需今后多学科配合进行系统地解决.参考文献[1] 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真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用
06
结论
研究成果总结
真空冷冻干燥技术可以有效保留食品的原有营养 01 成分,如维生素、矿物质等。
真空冷冻干燥技术能够延长食品的保质期,并保 02 持良好的口感和外观。
真空冷冻干燥技术对环境友好,加工过程中不使 03 用化学试剂,减少了食品的污染风险。
研究不足与展望
01 目前对于真空冷冻干燥技术的研究主要集中在理 论层面,实际应用相对较少,需要进一步拓展其 应用范围。
延长保质期
通过真空冷冻干燥技 术,果蔬的保质期可 以延长数倍,甚至可 以达到数年之久。
方便运输
真空冷冻干燥后的果 蔬体积小、重量轻, 方便运输和储存。
多样化产品
利用真空冷冻干燥技 术可以生产出各种形 式的果蔬产品,如水 果干、蔬菜干等。
真空冷冻干燥技术在肉类加工中的应用
保持肉质口感
真空冷冻干燥技术可以保 持肉类的质地和口感,使 得肉类在加工过程中不易 变质。
真空冷冻干燥技术的局限性
高成本
01
真空冷冻干燥技术的设备成本和运行成本较高,因此不适合大
规模应用。
对食品原有口感和形态的改变
02
真空冷冻干燥技术可能会改变食品原有的口感和形态,有些消
费者可能不接受这种改变。
技术要求高
03
真空冷冻干燥技术的操作和维护需要专业技术人员,因此对技
术要求较高。
真空冷冻干燥技术的发展前
真空冷冻干燥技术的发展趋势
01 扩大应用范围
随着人们对食品加工技术的要求不断提高,真空 冷冻干燥技术的应用范围也在不断扩大,涉及到 越来越多的食品种类和加工领域。
02 提高生产效率
为了满足市场需求,真空冷冻干燥技术的生产效 率也在不断提高,出现了更多的自动化和智能化 设备,提高了生产效率。
真空冷冻干燥技术研究进展
真空冷冻干燥技术研究进展真空冷冻干燥技术是一种重要的加工和储存方法,广泛应用于食品、制药、环保等领域。
本文将介绍真空冷冻干燥技术的研究进展,包括研究现状、技术创新、研究方法以及未来展望。
真空冷冻干燥技术是将含有水分的物质在低温下冻结,然后在真空条件下通过升华去除水分,从而得到干燥产品的一种技术。
这种技术的出现,解决了许多产品在加工和储存过程中的难题,为各个领域的发展带来了新的机遇。
因此,对真空冷冻干燥技术的研究具有重要意义。
在过去的研究中,真空冷冻干燥技术已经取得了很大的进展。
目前,国内外研究者针对该技术进行了广泛而深入的研究,包括对已有干燥技术的比较分析、真空冷冻干燥技术的原理和特点,以及该技术在不同领域的应用等。
在食品领域,真空冷冻干燥技术已经成为果蔬、肉类等食品加工的重要手段。
通过该技术,可以有效地保留食品的营养成分和口感,延长食品的保质期。
真空冷冻干燥技术还广泛应用于制备功能性食物,如益生菌、植物粉等。
在制药领域,真空冷冻干燥技术对药品的稳定性、有效性和安全性方面具有重要影响。
利用该技术对药品进行干燥处理,可以有效地提高药品的储存时间和稳定性,降低药品的能耗和成本。
在环保领域,真空冷冻干燥技术可用于处理工业废水、污泥等废弃物。
通过该技术,可以将废水中的有害物质分离出来,同时实现废水的减量化、稳定化和无害化处理。
随着科技的不断发展,真空冷冻干燥技术也在不断创新。
新型材料的研发、改进的工艺设计和独特的解决方案等不断涌现,推动了该技术的发展。
在新型材料的研发方面,研究者们致力于开发具有高传热系数、低导热系数和高气密性的新型材料,以提高真空冷冻干燥设备的性能。
例如,利用纳米材料提高设备的传热性能,利用高分子材料提高设备的气密性等。
在工艺设计方面,研究者们通过优化加热系统、制冷系统和真空系统等各个部件的设计,以提高真空冷冻干燥设备的效率和质量。
研究者们还致力于研究不同物质的物性参数和干燥动力学,以实现对不同物质的最佳干燥效果。
真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用研究
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C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
真 空 冷 冻 干 燥 技 术 在 食 品加 工 中 的应 用 研 究
杨秋 枚
( 黑龙 江正 大实 业 有 限公 司 1 5 0 0 2 8 )
范 围之 内 , 同时在加 工 的过程 中必须 要使得 周 围的环 境处 于高 真空 的状态 ,
所以这种 加工方 式对热 敏感度高 和非常 容易 出现氧化 问题 的食 品加 工当 中, 它
在保 留了食品 自身味道 的同时也 使得事 物的 营养 成分 得到 了很好 的保 护? 其次 是干燥之 后的产 品不会 失去原 有的骨架 结构 , 可 以最大程度 的保持 材料原 有 的
降低 能耗 。 2 . 真空 冷冻 千燥技 术 在食 品加 工方 面的 应用 与实 践 2 1即 溶食 用粉体 的制 备 即溶食 用粉 体如 咖啡 、 速溶 茶等 已形成 相当 的工业 生产规 模 , 而且 市场 需 求还 在不 断增 长 , 规 模还 有进 一步 扩大 的趋 势。 利 用真 空冷 冻干燥 技生 产的 冻
根据 热力 学 中的 相平衡 理论 , 水 的三相 点 ( 汽、 液、 固三 相 共存 ) 温度 为0 .
0 0 9 8  ̄ C, 三 相 点压力 为6 0 9 . 3 p a ( 4 . 5 7 mm/ mg ) 在 水的 相变 过程 中 , 当压 力低 于
三 相点压 力 时 , 固态冰 可 以直接 转化为 气态 的水蒸 气 即冰 晶升华 。 真 空冷冻 干
真空冷 冻干燥技 术是食 品加工技术 当 中最 优优越 } 生的技术 , 如 果可 以对加
干切牛肉真空冷冻干燥H艺优化及其品质研究
干切牛肉真空冷冻干燥H艺优化及其品质研究
张同刚;罗璨;李亚蕾;张丽文
【期刊名称】《中国调味品》
【年(卷),期】2016(041)007
【摘要】以新鲜干切牛肉为原料,研究干切牛肉真空冷冻干燥工艺技术,以期获
得最佳的工艺参数,为今后真空冷冻干燥畜产品的工业化生产提供了技术参考。
以干燥速率为响应值,研究了预冻时间、加热温度、物料厚度及干燥室压力4个因
素对真空冷冻干燥干切牛肉品质的影响。
结果表明:冷冻干燥干切牛肉的最佳工艺参数优化为预冷时间3 h,加热温度81℃,物料厚度9 mm,干燥室压力10 Pa。
在此条件下,干切牛肉干燥产品的干燥速率为133.71 g/h,与理论预测值132.69 g/h 相比,其相对误差约为0.8%,且产品品质变化不大,说明通过
响应面优化后得到的方程具有实践指导意义。
【总页数】7页(P78-84)
【作者】张同刚;罗璨;李亚蕾;张丽文
【作者单位】宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学新华学院,银川 750021;宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学农学院,银川 750021
【正文语种】中文
【中图分类】TS251.52
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5.真空冷冻干燥法制备益生菌粉的冻干保护剂配方优化 [J], 陈胜杰;高翔;袁戎宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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ZHANG Li-wen,LUO Rui-ming,LI Ya-lei* ,LI Jun-li,NIU Jia (School of Agriculture,Ningxia University,Yinchuan 750021,China) Abstract:The vacuum freeze drying materials can maximize the retention of physical and chemical quality of original materials.It is a good way of drying materials,but there are defects of high energy consumption,long time and high production cost.Therefore,combine vacuum freeze drying and other drying methods to get the products with good quality and low energy consumption is the main research direction of future food drying.Introduce domestic and foreign food vacuum freeze combined drying technology,and summarize the relative research and application status,put forward the problems and countermeasures of vacuum freeze combined drying technology applied in the field of food processing. Key words:food;vacuum freeze drying;combined drying;research progress
用干燥方式保藏 食 品 的 方 法 历 史 悠 久,但 传 统 干 燥方法通常会改变食 品 原 有 的 色 泽 和 结 构,不 仅 会 损 失 挥 发 性 风 味 物 质 ,还 会 导 致 营 养 成 分 下 降 ,最 终 降 低 食 品 的 食 用 品 质 。 因 此 ,有 必 要 选 择 有 效 的 干 燥 方 法 , 且干燥后能够保存物料活性物质及挥发性风味物质, 尤 其 是 胡 椒 、辣 椒 、生 姜 、大 蒜 、葱 等 天 然 香 辛 料 。
1 真空冷冻干燥的原理及特点
1.1 真 空 冷 冻 干 燥 的 原 理 真空冷冻干燥原理是基于水的三相变化。水的相
平衡图见图1,由 3 条曲线构成,OS 线为升华线,它是 冰与水蒸气两相的平衡线;OK 线为 汽 化 线,它 是 水 和 水 蒸 气 的 平 衡 曲 线 ,即 水 在 不 同 温 度 下 的 蒸 汽 压 曲 线 ; OL 线为凝固 线,它 是 水 和 冰 的 平 衡 线。OS,OK,OL 3条曲线的交点称为气、液、固共存 的 三 相 点。 三 相 点 的温度为0.01 ℃,压力为 610.5Pa,这 3 条 线 将 纯 水 的 相 图 分 为 3 个 相 区 :固 态 、液 态 和 气 态 。
图 1 水 的 相 平 衡 图 Fig.1The phase equilibrium diagram of water
由图1可知,若将固态水在低于三相点 O 的610.5Pa 压力下加热,水将由 固 态 冰 不 经 过 液 态 而 直 接 升 华 为 气态。真空冷冻干燥 正 是 根 据 这 个 原 理,将 物 料 预 冻
目 前 ,国 内 外 食 品 干 燥 技 术 主 要 有 真 空 冷 冻 干 燥 、 微波干燥、热风干 燥、热 泵 干 燥、对 流 干 燥、辐 射 干 燥、 喷雾干燥、太阳能 干 燥 等。 真 空 冷 冻 干 燥 是 利 用 冰 晶
升 华 的 原 理 ,将 物 料 先 进 行 预 冻 ,使 含 水 物 料 中 的 水 分 冻结成冰,然后在压 力 较 低、真 空 度 较 高 的 条 件 下,使 物料中 的 冰 直 接 升 华 为 水 蒸 气 而 使 物 料 脱 水 的 过 程[1]。在食品工业中,常用于调味品、水产品、畜 产 品、 咖啡、果蔬和茶等 的 干 燥。 近 年 来 有 学 者 研 究 了 青 胡 椒、芫荽、大蒜、洋葱、生 姜、黄 芪 等 香 辛 料 和 浓 缩 牦 牛 骨汤的真空冷冻干燥 工 艺,该 干 燥 方 式 能 够 最 大 限 度 保 留 物 料 原 有 挥 发 性 物 质 ,较 好 地 保 持 物 料 的 色 泽 、结 构,但存在干燥能耗较高、产品附加值增加等 缺 点 。 [2-8]
2007 年 ,Phanindra Kumar 等 用 冷 冻 -热 风 联 合 干 燥 胡 萝 卜 和 南 瓜 ,并 分 别 将 干 燥 速 率 、物 料 物 化 特 性 和 总 能 耗 与 单 一 的 热 风 干 燥 和 冷 冻 干 燥 进 行 对 比 ,冷 冻- 热风联合干燥后的产品总类胡萝卜素受破坏程度相对 较低;在质量比 方 面,单 一 干 燥 方 式 明 显 劣 于 冷 冻-热 风 联 合 干 燥 ;而 冷 冻 -热 风 联 合 干 燥 在 总 能 耗 和 干 燥 时 间方面,单一热风干燥,比单一 冷 冻 干 燥 降 低 50%,研 究表明:冷冻-热风 联 合 干 燥 在 生 产 高 质 量、低 能 耗 的 产 品 上 是 具 有 优 势 的 [13]。2013 年 ,黄 娇 丽 等 以 腌 制 调 味 高 菜 为 研 究 对 象 ,研 究 了 腌 制 调 味 高 菜 真 空 冷 冻 -热 风 联 合 干 燥 的 最 优 工 艺 ,研 究 结 果 表 明 :先 真 空 冷 冻 干 燥20h,后续热风干燥 1h 的 产 品 在 品 质 方 面 与 单 一 真空冷冻干燥无显著 差 异,且 比 单 一 真 空 冷 冻 干 燥 节 能 33%[14]。2014 年,陈 君 琛 等 以 干 燥 产 品 的 感 官 评 分、干燥速率、硬度和 色 度 的 综 合 值 为 指 标,研 究 了 热 风-真空冷冻联合 干 燥 即 食 杏 鲍 菇 工 艺,研 究 发 现:在 能耗 比 真 空 冷 冻 干 燥 减 少 57% 的 情 况 下,热 风-真 空 冷冻联合干燥产品的品质优于热风干燥和真空干燥产 品的品质,杏鲍菇可 做 成 杏 鲍 菇 酱 成 为 日 常 生 活 中 的
第42卷 第3期 中 国 调 味 品
2017 年 3 月
China Condiment
专论综述
食品真空冷冻联合干燥技术研究进展
张丽文,罗瑞明,李亚蕾* ,李俊丽,牛佳
(宁夏大学 农学院,银川 750021)
摘要:采用真空冷冻干燥方式干燥物料能最大限度保留原有物料物理 、化 学 品 质,是 一 种 较 好 的 干 燥 物 料 方 式 ,但 存 在 能 耗 高 、时 间 长 、生 产 成 本 高 的 不 足 。 因 此 ,将 真 空 冷 冻 干 燥 与 其 他 干 燥 方 式 联 合 得 到 品 质好、能耗低的产品是未来食品干燥主要研究方向。文章简述了国内外 关 于 食 品 各 种 真 空 冷 冻 联 合 干 燥 技 术 ,并 总 结 了 相 应 研 究 成 果 和 应 用 现 状 ,提 出 了 真 空 冷 冻 联 合 干 燥 技 术 在 食 品 加 工 领 域 应 用 中 存 在 的问题及对策。 关 键 词 :食 品 ;真 空 冷 冻 干 燥 ;联 合 干 燥 ;研 究 进 展 中图分类号:TS205.7 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000-9973.2017.03.036 文 章 编 号 :1000-9973(2017)03-0152-05
收 稿 日 期 :2016-09-15 * 通 讯 作 者 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 地 区 基 金 项 目 (31160328) 作 者 简 介 :张 丽 文 (1991- ),女 ,硕 士 ,研 究 方 向 :畜 产 品 加 工 。
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2 食品真空冷冻联合干燥
2.1 热 风 -真 空 冷 冻 联 合 干 燥 热风干燥是通过热空气将热量传递给需要干燥的
物料,同时将物料 中 的 水 分 带 走。 食 品 用 热 风 干 燥 方 法 干 燥 的 历 史 悠 久 ,这 种 干 燥 方 法 具 有 生 产 成 本 低 、产 量高、易实现自动化 生 产、操 作 简 单 等 优 点,但 其 脱 水 速度慢、干燥时间长、干燥产品品质差 。 [12]
第42卷 第3期 中 国 调 味 品
2017 年 3 月
China Condiment
专论综述
为了弥补单一干燥方 式 的 不 足,同 时 获 得 品 质 较 好 的 干燥食品,出现了真 空 冷 冻 干 燥 与 其 他 干 燥 方 式 联 合 的干燥技术。联合干燥技术是根据所要干燥的物料特 性 ,将 两 种 或 多 种 干 燥 方 式 按 照 优 势 互 补 的 原 则 ,分 阶 段对物料进 行 干 燥,能 够 达 到 降 低 生 产 成 本、降 低 能 耗、物 料 物 理 化 学 品 质 能 得 到 最 大 程 度 保 留 的 目 的 。 [9-11] 目前对 果 蔬 粉 真 空 冷 冻 联 合 干 燥 技 术 研 究 较 多 ,它 可 以 用 来 提 高 食 品 营 养 成 分 ,作 为 调 味 粉 能 改 善产品色泽和风味。
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第42卷 第3期 中 国 调 味 品
2017 年 3 月
China Condiment
专论综述
调 味 品,该 研 究 对 利 用 杏 鲍 菇 副 产 物 具 有 指 导 作 用[15]。2015年,林 国 轩 等 研 究 了 低 温 真 空-热 风 联 合 干 燥 绿 茶 ,初 步 确 定 了 低 温 真 空 -热 风 联 合 干 燥 绿 茶 最 佳水分 转 换 点 是 18% ~28%[16],目 前,这 种 联 合 干 燥 已被应用到工业化生产中。 2.2 红 外 -真 空 冷 冻 联 合 干 燥