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浅析食品真空冷冻干燥机技术原理及前景

更新时间:2023-08-01      点击次数:195

  真空冷冻干燥技术在zui近的二十年中取得了长足进展。进入二十一世纪后,随着人们环保意识、健康意识的进一步加强,必将对消费品的品质提出更高要求。生活节奏的不断加快,人们对方便快餐食品的需求也将日趋旺盛。所有这些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。因此,真空冷冻干燥必将成为二十一世纪的重要应用技术。

真空冷冻干燥的基本原理

  真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,在真空环境下加热,使物料中水分直接除去,从而使物料脱水获得冻干制品。真空冷冻干燥属于物理脱水,了解它应该从水的三相图开始。

  在低压下水的相变过程和常压下大体相似,但相变时的具体温度不同。例如在103 Pa压力下,固态冰转化为液态水的温度略高于0℃,而液态水转化为蒸汽的温度为6.3℃,可见降低压力后冰点变化不大,而沸点却大大降低了。可以想象,当压力降低到某一值时,沸点即与冰点相重合,固态冰就可以不经液态而直接变为气态,这时的压力称为三相点压力,相应的温度称为三相点温度。

水的三种聚集态随温度和压强不同而变化,以压强为纵坐标,温度为横坐标表示水的聚集态,称为水的相平衡图。由图可以看出,OS,OL,OK三条曲线把相图分成三个区域,即气相、液相、固相。OS曲线为气固两相平衡共存的状态,这时的水蒸气压强为水的饱和蒸汽压,OL曲线为液固两相平衡共存的状态,OK曲线为气液两相平衡共存的状态,K为水的临界点,K点温度为374℃,压强为2.11×107Pa,在此点液态水不存在。O点为三条曲线的交点,即三相点,三相点温度为0.01℃,三相点压力为610.5Pa,是水的三相平衡共存的状态。真空冷冻干燥是在三相点以下进行的。

冻干食品的特点

  由于真空冷冻干燥在低温低压下进行,而且水分不经过液态直接升华,真空冷冻干燥产品可确保食品中蛋白质、维生素等各种营养成份,特别是那些易挥发的热敏性成份不损失,因而能zui大限度地保持原有的营养成份,有效地防止干燥过程中的氧化、营养成份的转化和状态变化。冷冻干燥制品成海绵状、无干缩、复水性*、食用方便、含水分极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。

因此赋予其产品许多特殊的性能:

  1.脱水比较*,有利于长时间贮存。

  2.物料干燥过程在冻结状态下完成,与其它干燥方法相比,其产品相对于新鲜物料的收缩率要小得多,较好地保存了其原料的组织结构和外观形态。

  3.不存在表面硬化问题,且内部呈多孔的海绵状,因而具有优异的复水性。这一性能在即食方便食品中体现出了非常明显的优势。

  4.由于干燥过程在很低的温度下进行,而且基本隔绝了空气,有效地抑制了热敏物质的生物的、化学的或物理的变化。充分保存了原料中的营养成份和活性物质,较好地保持了原料的天然色泽和气味。

  5.减少了产品的含水量,降低了重量,便于运输。

食品真空冷冻干燥技术的运用

  由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法*的优点,因此该技术问世以来越来越受到人们的青睐,在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。

1 在特殊食品用途中的加工

  在航天、航海、旅游、登山、探险等野外作业所用的食品中已广泛使用真空冷冻干燥技术。


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