微波冷冻干燥技术与应用
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doi:10.16736/41-1434/ts.2018.24.014
Food Science and Technology 食品科技
微波Байду номын сангаас冻干燥技术与应用
Microwave Freeze Drying Technology and Application
◎ 牟婧婧 （青海大学农牧学院，青海 西宁 810016）
Mu Jingjing （College of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, China）
摘 要：冷冻干燥技术作为一种新型的加工技术，主要应用于高附加值的食品、生物制品等方面，但是由 于冷冻干燥周期长、成本高、能耗大、生产力小，无法将该技术推广到普通食品的生产加工中。因此，食品工 业界急需一种新的技术来弥补甚至消除冷冻干燥技术的缺陷，既能在低温下极大地保留食品的营养成分及色香 味，又能降低生产成本，缩短干燥时间，提高干燥速率。因此，本文对微波冷冻干燥技术展开了研究与讨论， 微波干燥技术具有升温速度快、整体加热、加热均匀等优点，将两种技术结合在一起，可克服各自原有的缺点， 实现技术的优化，进而应用于更多食品的生产加工。
际市场上的价格为采用热风干燥方法生产的脱水果蔬 的 4 ～ 6 倍 [1]。但是冷冻干燥的干燥时间长、能耗大、 成本高等问，一些生产厂家宁愿选择保守落后的热风 干燥技术。微波冷冻干燥技术一定程度上减轻了上述 问题，优化了果蔬的干制加工技术，保障产品质量。
Key words：Microwave technology; Freeze; Food industry
中图分类号：TS205
1 微波冷冻的原理
冷冻干燥技术可以保持或极大程度避免破坏被干 燥物料的生物活性、营养成分及原有性状，己在食品
工业中广泛应用。但是由于常规传热过程的传质传热 速率低、能耗较大、干燥时间较长，从而限制了冷冻 干燥技术的进一步推广 [1-2]。而微波加热的冷冻干燥技 术克服了以上缺点，在冰点以下将含水物质进行冻结
2 微波冷冻技术的优缺点
经济效益差。冷冻干燥技术作为国际公认的优质脱水 食品加工技术，生产出来的冻干果蔬附加值高，在国
2.1 优点分析
微波冷冻干燥与传统的热传导和辐射传热的干燥 方式相比具有加热效率大、干燥时间短、能量损耗少、 易于控制和可改善待干燥产品的品质等优点，这些优 点可以提高干燥效率，减少设备的占用空间，降低能 量消耗，降低物料的表面温度，避免物料表面形成干
关键词：微波技术；冷冻；食品行业
Abstract：As a relatively new processing technology, freeze drying technology is mainly used for highadditional-value food, biologics and so on. On account of long-period, high-cost, high-consuming as well as low-productivity characteristics of freeze drying, the technology can not be promoted to the general processing of food. As a result, food industry is badly in need of a new technology to make up for, or even eliminate the defects of freeze drying technology to greatly keep nutrients and color and fragrance in low temperature, and in the meanwhile, cut down production cost, shorten drying time and build up drying rate. Therefore, freeze drying technology is combined with microwave drying technology with advantages of high speed of raising temperature, integral heating, and uniform heating. The new combined technology achieves further technology optimization to be applied to more food processing.
XIANDAISHIPIN 现代食品 / 37
食品科技 Food Science and Technology
并在真空及共晶温度之下实行升华干燥，通过微波向 3 微波冷冻技术在食品行业的应用
冻结成固态的待干燥物料提供相应的升华潜热，进而
去除含水物料中的水分。
3.1 在果蔬制品脱水加工中的应用
微波电磁场中，由微波产生能量使物料成为体热 源，且物料传热方向与蒸汽移动方向一致，是物料加 热干燥中最理想的状态，所以微波加热干燥的效率要 比常规加热干燥效率大。微波通过对食品中各种成分 的粒子的作用，使物料表面和内部同时加热，无高温 热源，能够克服传统的加热方式中的热传导的缺陷。 因而利用微波作为冷冻干燥的热源可以提高干燥速率， 减少干燥时间。
脱水果蔬具有质量小、水分含量低、贮藏期长、 无需冷链等优点，可以有效平衡果蔬的季节性供应， 提高果蔬材料的利用率，其利润明显高于其他类型的 果蔬。近几年，我国脱水果蔬出口产业发展迅速，研 究表明，在世界脱水蔬菜出口量上，我国脱水蔬菜的 出口量约占 2/3[4]。然而整体来看，我国脱水果蔬产业 的技术相对落后，其中有 90% 的相关产业使用热风干 燥，采用此方法加工生产的产品品质低、附加值小、
Food Science and Technology 食品科技
微波Байду номын сангаас冻干燥技术与应用
Microwave Freeze Drying Technology and Application
◎ 牟婧婧 （青海大学农牧学院，青海 西宁 810016）
Mu Jingjing （College of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, China）
摘 要：冷冻干燥技术作为一种新型的加工技术，主要应用于高附加值的食品、生物制品等方面，但是由 于冷冻干燥周期长、成本高、能耗大、生产力小，无法将该技术推广到普通食品的生产加工中。因此，食品工 业界急需一种新的技术来弥补甚至消除冷冻干燥技术的缺陷，既能在低温下极大地保留食品的营养成分及色香 味，又能降低生产成本，缩短干燥时间，提高干燥速率。因此，本文对微波冷冻干燥技术展开了研究与讨论， 微波干燥技术具有升温速度快、整体加热、加热均匀等优点，将两种技术结合在一起，可克服各自原有的缺点， 实现技术的优化，进而应用于更多食品的生产加工。
际市场上的价格为采用热风干燥方法生产的脱水果蔬 的 4 ～ 6 倍 [1]。但是冷冻干燥的干燥时间长、能耗大、 成本高等问，一些生产厂家宁愿选择保守落后的热风 干燥技术。微波冷冻干燥技术一定程度上减轻了上述 问题，优化了果蔬的干制加工技术，保障产品质量。
Key words：Microwave technology; Freeze; Food industry
中图分类号：TS205
1 微波冷冻的原理
冷冻干燥技术可以保持或极大程度避免破坏被干 燥物料的生物活性、营养成分及原有性状，己在食品
工业中广泛应用。但是由于常规传热过程的传质传热 速率低、能耗较大、干燥时间较长，从而限制了冷冻 干燥技术的进一步推广 [1-2]。而微波加热的冷冻干燥技 术克服了以上缺点，在冰点以下将含水物质进行冻结
2 微波冷冻技术的优缺点
经济效益差。冷冻干燥技术作为国际公认的优质脱水 食品加工技术，生产出来的冻干果蔬附加值高，在国
2.1 优点分析
微波冷冻干燥与传统的热传导和辐射传热的干燥 方式相比具有加热效率大、干燥时间短、能量损耗少、 易于控制和可改善待干燥产品的品质等优点，这些优 点可以提高干燥效率，减少设备的占用空间，降低能 量消耗，降低物料的表面温度，避免物料表面形成干
关键词：微波技术；冷冻；食品行业
Abstract：As a relatively new processing technology, freeze drying technology is mainly used for highadditional-value food, biologics and so on. On account of long-period, high-cost, high-consuming as well as low-productivity characteristics of freeze drying, the technology can not be promoted to the general processing of food. As a result, food industry is badly in need of a new technology to make up for, or even eliminate the defects of freeze drying technology to greatly keep nutrients and color and fragrance in low temperature, and in the meanwhile, cut down production cost, shorten drying time and build up drying rate. Therefore, freeze drying technology is combined with microwave drying technology with advantages of high speed of raising temperature, integral heating, and uniform heating. The new combined technology achieves further technology optimization to be applied to more food processing.
XIANDAISHIPIN 现代食品 / 37
食品科技 Food Science and Technology
并在真空及共晶温度之下实行升华干燥，通过微波向 3 微波冷冻技术在食品行业的应用
冻结成固态的待干燥物料提供相应的升华潜热，进而
去除含水物料中的水分。
3.1 在果蔬制品脱水加工中的应用
微波电磁场中，由微波产生能量使物料成为体热 源，且物料传热方向与蒸汽移动方向一致，是物料加 热干燥中最理想的状态，所以微波加热干燥的效率要 比常规加热干燥效率大。微波通过对食品中各种成分 的粒子的作用，使物料表面和内部同时加热，无高温 热源，能够克服传统的加热方式中的热传导的缺陷。 因而利用微波作为冷冻干燥的热源可以提高干燥速率， 减少干燥时间。
脱水果蔬具有质量小、水分含量低、贮藏期长、 无需冷链等优点，可以有效平衡果蔬的季节性供应， 提高果蔬材料的利用率，其利润明显高于其他类型的 果蔬。近几年，我国脱水果蔬出口产业发展迅速，研 究表明，在世界脱水蔬菜出口量上，我国脱水蔬菜的 出口量约占 2/3[4]。然而整体来看，我国脱水果蔬产业 的技术相对落后，其中有 90% 的相关产业使用热风干 燥，采用此方法加工生产的产品品质低、附加值小、