冷冻干燥技术在食品工业中的应用论文

江苏农牧科技职业学院食品科技学院课程论文

课程名称：食品加工技术

论文题目：冷冻干燥技术在食品工业中的应用姓名：练

学号：201313242

班级：营检131

评阅成绩：

冷冻干燥技术在食品工业中的应用

前言

随着生活水平的不断提高，人们对消费品的品质将提出更高的要求，环保意识、健康意识在进一步加强，对于各类药品、保健品及冻干食品的需求将越来越大。而为不断满足各类药品，生物保健品，冻干食品以及固体微粉制备的需要，特别是生物工程的发展又将带来研制新药和生物类药物的新高潮，这一切都将有力地推动真空冷冻干燥技术的进一步发展，使其应用规模不断扩大、应用领域不断扩展。

【慧聪食品工业网】在人类可用的天然食品中,绝大多数食品是由其独特固有物质和水组成的。水是各种微生物生长和酶作用的决定性因素,新鲜的食品由于水分存在而很快变质。为了延长食品的储存时间,人们早在三千多年以前就借助阳光、风等自然条件使水分从其内部脱离出来。随着人类社会的进步和科学技术的发展,人们创造出很多种脱水技术,如热风干燥、冷风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥等,这些脱水技术各有其不同的特点。针对食品保鲜与保质而言,真空冷冻干燥技术最具应用价值,因为只有冻干技术才能最大限度、最长时间地保持其色、味、形和营养成分。食品真空冷冻干燥被喻为20世纪食品工业技术进步的主要标志。

冷冻干燥技术的概念

【教材P54-55总结】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。其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。

冷冻干燥技术在食品工业的主要应用范围

根据美国有资料统计,到2005年全球采用冻干技术生产的食品已超过百种,可分为以下几类：

(1)烹饪原料类:肉、蛋、鱼、虾、贝、海参、蔬菜。

(2)调味食品类:葱、姜、蒜、香料、色素、汤料。

(3)水果类:苹果、香蕉、菠萝、草莓、梨、桃等。

(4)饮品类:咖啡、茶叶、果汁、菜汁。

(5)保健食品类:人参、山药、蜂蜜、甲鱼、冬虫夏草。

(6)土特产品类:蘑菇、黄花菜、香椿等。

(7)食品工业原料类:蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白粉等。

(8)特殊食品类:航天、航海、军事、登山、探险等野外作业用食品。

冷冻干燥技术应用的优点【百度百科】

（1）冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。

（2）在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。

（3）在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。（4）由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。

（5）干燥后的物质，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。

（6）由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。

（7）干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

因此，冷冻干燥在医药工业，食品工业，科研和其他部门得到广泛的应用。

食品真空冷冻干燥技术的技术设备

技术简介（郑美玲的技术简介）

从食品原料品选到清洗到分切到冻结到升华干燥，这是食品冷冻干燥技术的基本流程，其中冻结和升华干燥是加工冻干食品的关键工序。冻结通常有冷冻机来完成，由于新鲜食品所含的水分和无机盐、糖分、以及维生素等物质是共存的，因此，食品的冻结温度必须在共晶点一下。一般冻结后食品的温度在-20‘C至-35’C左右。

升华干燥由真空干燥装置进行，它是生产中的最关键设备。在升华干燥过程中产出的水蒸气必须凝结在冷凝系统，以保持干燥柜内的真空度。那些不可凝结的其他气体则有真空机组加以排除。为了捕获在升华过程中产生的水蒸气，必须是冷凝系统总冷凝面的温度低于在此条件下水蒸气的饱和温度，否则，水蒸气将不会被捕获而损坏真空机组。

冷冻干燥的程序装置【摘食品加工机械教材P83-84】

产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机或冷冻干燥装置，简称冻干机。

冻干机按系统分，由制冷系统、真空系统、加热系统、和控制系统四个主要部分组成。按结构分，由冻干箱或称干燥箱、冷凝器或称水汽凝结器、制冷机、真空泵和阀门、电气控制元件等组成。冻干机组成示意图。

冻干箱是一个能够制冷到－55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。它是冻干机的主要部分，需要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上，对产品进行冷冻，并在真空下加温，使产品内的水分升华而干燥。冷凝器同样是一个真空密闭容器，在它的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到－40℃～－70℃以下，并且能维持这个低温范围。冷凝器的功用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。冻干箱、冷凝器、真空管道、阀门、真空泵等构成冻干机的真空系统。真空系统要求没有漏气现象，真空泵是真空系统建立真空的重要部件。真空系统对于产品的迅速升华干燥是必不可少的。制冷系统由制冷机与冻干箱、冷凝器内部的管道等组成。制冷机可以是互相独立的二套或以上，也可以合用一套。制冷机的功用是对冻干箱和冷凝器进行制冷，以产生和维持它们工作时所需要的低温，它有直接制冷和间接制冷二种方式。加热系统对于不同的冻干机有不同的加热方式。有的是利用直接电加热法；有的则利用中间介质来进行加热，由一台泵(或加一台备用泵)使中间介质不断循环。加热系统的作用是对冻干箱内的产品进行加热，以使产品内的水分不断升华，并达到规定的残余含水量要求。控制系统由各种控制开关，指示调节仪表及一些自动装置等组成，它可以较为简单，也可以很复杂。一般自动化程度较高的冻干机则控制系统较为复杂。控制系统的功用是对冻干机进行手动或自动控制，操纵机器正常运转，以使冻干机生产出合乎要求的产品来。

总结

总的来说食品冷冻干燥技术的发展是一门跨学科的综合技术,涉及多学科、多领域。食品冻干技术的进步依赖于交叉学科的发展。从食品冻干技术发展现状来看,工业发达国家已经日臻成熟、完善,冻干食品的普及性已经达到相当高的程度;我国处于借鉴、消化吸收与自主创新相结合阶段,与当今国际先进水平相比存在一定的差距,冻干食品尚未被人们广泛地接受、在国内市场尚不具备竞争力。随着冻干技术和冻干设备的不断完善，冻干食品已经成为21世纪食品工业的发展方向。冻干食品所具有的各项优越性,适应了社会的需求,势必会受到消费者更多好评和欢迎。