傳統(tǒng)真空冷凍干燥技術(shù)限制凍干食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展

 

隨著消費(fèi)水平的提高，人們對(duì)各類口感好、營(yíng)養(yǎng)豐富、附加值高的冷凍干燥食品（也稱凍干食品）的需求量將越來越大。但傳統(tǒng)真空冷凍干燥技術(shù)和設(shè)備存在能耗大、干燥效率低、應(yīng)用成本高等問題，限制了凍干食品產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

 

傳統(tǒng)真空冷凍干燥技術(shù)是指在真空狀態(tài)下，對(duì)物料進(jìn)行升華干燥（即冷凍干燥）的技術(shù)。在對(duì)物料采用真空冷凍干燥的過程中，需先將干燥室變成真空狀態(tài)，接著對(duì)物料凍結(jié)、升華干燥。對(duì)物料凍結(jié)的溫度一般在-20℃以下，但在實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同物料特性而定。

 

過去通常先對(duì)物料進(jìn)行冷凍干燥，再對(duì)物料提供升華熱。這種技術(shù)往往采用電加熱、酒精燃燒、柴油燃燒等方式加熱，再加熱隔板，隔板再加熱料盤，料盤再加熱物料，熱量由物料表層傳入里層。因?qū)岘h(huán)節(jié)太多，故導(dǎo)熱效率和速度極低，且水分遷移方向和干燥層推進(jìn)方向相反，使水分遷移的阻力增大，不僅能耗大，且干燥周期很長(zhǎng)，大大增加了生產(chǎn)成本。

 

我國(guó)目前所用的大型真空冷凍干燥設(shè)備主要從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴。國(guó)內(nèi)雖有少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)此類設(shè)備，但因存在技術(shù)、工藝和質(zhì)量等方面問題，這類國(guó)產(chǎn)設(shè)備很難推廣。

 

微波真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展

 

為探索新的凍干技術(shù)、自主開發(fā)國(guó)際領(lǐng)先的凍干設(shè)備，早在1987年，我國(guó)真空冷凍干燥技術(shù)領(lǐng)域的權(quán)威專家、南京亞泰微波能技術(shù)研究所所長(zhǎng)陳金傳就帶領(lǐng)同事，開始了微波真空冷凍干燥技術(shù)的探索和研究。經(jīng)多年的不懈努力，該所投入大量的人力和物力，攻克了無數(shù)重大技術(shù)難題，終于取得重大突破，成功研制出了微波真空凍干設(shè)備，上海放射性動(dòng)物試驗(yàn)站將其用于化工等產(chǎn)品，效果良好。青島某單位利用微波真空凍干設(shè)備加工蔬菜，取得了可喜成果，其產(chǎn)品質(zhì)量超過國(guó)外進(jìn)口設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品，在廣交會(huì)上大受外商的稱贊。

 

據(jù)陳金傳介紹，微波真空冷凍干燥設(shè)備在對(duì)物料進(jìn)行干燥時(shí)，采用微波干燥的方式來提供升華熱。在生產(chǎn)微波真空冷凍干燥設(shè)備的過程中，最突出的技術(shù)難題是低氣壓氣體的放電問題：處于真空狀態(tài)下的氣體在稀釋到一定程度時(shí)，在外界加入能量的情況下，會(huì)產(chǎn)生高頻放電現(xiàn)象。低氣壓氣體出現(xiàn)高頻放電現(xiàn)象，產(chǎn)生的危害是微波能輸送不到物料內(nèi)、微波反射嚴(yán)重、毀壞微波爐的密封窗，繼而破壞微波爐內(nèi)的真空狀態(tài)。因此，盡管微波真空冷凍干燥設(shè)備研制成功已有10多年的歷史，但由于生產(chǎn)技術(shù)難度很大，一直未得到很好推廣，目前市場(chǎng)上多為小型設(shè)備。

 

微波真空冷凍干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

 

在保健品生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品加工過程中，使用微波真空冷凍干燥設(shè)備具有哪些優(yōu)點(diǎn)？據(jù)介紹，一能最大限度保持物料原有的風(fēng)味、色澤和營(yíng)養(yǎng)成分等不變。因凍干產(chǎn)品是在低溫真空（缺氧）的條件下完成，酶和細(xì)菌不會(huì)增生，食品不變質(zhì)、不氧化，營(yíng)養(yǎng)成分特別是那些遇高溫會(huì)分解的維生素和化凍時(shí)與水一起流失的水溶性營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失就很少。

 

二可降低能耗且環(huán)保。物料用冷凍干燥方法處理，需補(bǔ)充升華熱。微波加熱是交頻電磁場(chǎng)的介質(zhì)熱，微波穿透物料的整體內(nèi)外、同時(shí)加熱，可節(jié)約大量能源、提高加熱和干燥速度。用微波設(shè)備對(duì)物料加熱，與常規(guī)加熱法相比，效率可提高3—4倍，能耗只有其1/3—1/10。此外，常規(guī)加熱會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，污染大氣和環(huán)境，而微波加熱則幾乎不產(chǎn)生污染源。

 

三能有效提高食品附加值。用微波真空冷凍干燥法生產(chǎn)的半成品或產(chǎn)品，復(fù)水性良好，復(fù)水后的色澤和狀態(tài)新鮮如初;重量很輕，僅為原重的1/3—1/10，便于攜帶、貯存和運(yùn)輸;便于儲(chǔ)存，在常溫下可保存3—5年，最長(zhǎng)可達(dá)10年。

 

微波真空冷凍干燥技術(shù)應(yīng)用空間廣闊

 

微波真空冷凍干燥技術(shù)目前主要用于高附加值的農(nóng)副產(chǎn)品、保健食品和高檔調(diào)味料等高附加值食品的生產(chǎn)之中：1.用于脫水蔬菜、脫水肉制品、脫水海產(chǎn)品等高附加值農(nóng)產(chǎn)品的加工。這些加工后的脫水產(chǎn)品作為高檔配料，可用作方便食品如方便面、方便米粉調(diào)味包的配料。2.用于保健品生產(chǎn)。這些保健品包括蜂王漿凍干粉、純蛇粉、龜鱉粉、冬蟲夏草、鹿茸、人參、螺旋藻粉等。3.用于調(diào)味品生產(chǎn)。用微波真空冷凍干燥設(shè)備對(duì)大蒜和生姜等進(jìn)行處理，能較好保留原料中的呈味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可生產(chǎn)出高品質(zhì)的大蒜粉和生姜粉。

 

由于食品原料的含水量、結(jié)構(gòu)、黏度等性能各不相同，且原料品種眾多，不同原料對(duì)微波的設(shè)計(jì)參數(shù)有不同的要求，所以，在處理農(nóng)產(chǎn)品的過程中，微波設(shè)備具有很強(qiáng)的專一性，很難通用。對(duì)不同的農(nóng)產(chǎn)品，必須采用不同結(jié)構(gòu)和性能的微波設(shè)備進(jìn)行加工。隨著市場(chǎng)對(duì)高端食品和農(nóng)副產(chǎn)品的需求越來越廣泛，微波真空冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用前景也充滿無限光明。