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1、真空冷凍干燥技術(shù)目錄1 1干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2 2真空冷凍干燥技術(shù)一、干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)3.干燥技術(shù)現(xiàn)狀4.發(fā)展趨勢(shì)2.干燥類(lèi)型分類(lèi)1.干燥簡(jiǎn)介1.干燥簡(jiǎn)介 在化學(xué)工業(yè)中，常指借熱能使物料中水分(或溶劑)氣化，并由惰性氣體帶走所生成的蒸氣的過(guò)程。 例如干燥固體時(shí)，水分(或溶劑)從固體內(nèi)部擴(kuò)散到表面再?gòu)墓腆w表面氣化。 干燥可分自然干燥和人工干燥兩種。并有真空干燥、冷凍干燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥和高頻率干燥等方法。2.干燥類(lèi)型分類(lèi)1 1對(duì)流干燥2 2傳導(dǎo)干燥3 3輻射干燥4 4介電加熱干燥1.對(duì)流干燥：使熱空氣或煙道氣與濕物料直接接觸，依靠對(duì)流傳熱向物料供熱，水汽則由氣流帶走。對(duì)

2、流干燥在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣，它包括氣流干燥、噴霧干燥、流化干燥、回轉(zhuǎn)圓筒干燥和廂式干燥等。2.傳導(dǎo)干燥：濕物料與加熱壁面直接接觸，熱量靠熱傳導(dǎo)由壁面?zhèn)鹘o濕物料，水汽靠抽氣裝置排出。它包括滾筒干燥、冷凍干燥、真空耙式干燥等。3.輻射干燥：熱量以輻射傳熱方式投射到濕物料表面，被吸收后轉(zhuǎn)化為熱能，水汽靠抽氣裝置排出，如紅外線干燥。4.介電加熱干燥：將濕物料置于高頻電場(chǎng)內(nèi)，依靠電能加熱而使水分汽化，包括高頻干燥、微波干燥。在傳導(dǎo)、輻射和介電加熱這三類(lèi)干燥方法中，物料受熱與帶走水汽的氣流無(wú)關(guān)，必要時(shí)物料可不與空氣接觸。3.干燥技術(shù)現(xiàn)狀 目前大多數(shù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì)仍然依賴于小規(guī)模試驗(yàn)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。 建國(guó)以來(lái),

3、一些現(xiàn)代的干燥設(shè)備( 如噴霧干燥器、氣流干燥器及流化床干燥器) 在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。 自70 年代以來(lái), 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及各技術(shù)領(lǐng)域的交叉、滲透, 干燥設(shè)備、干燥過(guò)程和干燥理論的研究有較大進(jìn)展。干燥技術(shù)現(xiàn)狀 30年來(lái)，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了許多干燥技術(shù)的工業(yè)化。主要有： 噴霧干燥 流態(tài)化干燥 蒸汽回轉(zhuǎn)干燥 真空干燥 氣流干燥 冷凍干燥 微波干燥4.干燥技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 近期內(nèi)干燥技術(shù)要有突破性進(jìn)展還相當(dāng)困難, 一般是趨于技術(shù)革新。目前, 在世界范圍內(nèi)干燥設(shè)備的主要研究方向是有效利用能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量、減少環(huán)境污染、安全操作、易于控制和一機(jī)多用等。具體研究課題為:( 1) 在直接式干燥器中使用

4、過(guò)熱蒸汽作為干燥介質(zhì)。( 2) 大量使用間接加熱方式。( 3) 采用組合式傳熱方式。( 4) 采用容積式加熱。( 5) 組合使用不同類(lèi)型干燥器。( 6) 采用間斷傳熱方式。( 7) 運(yùn)用新型或更為有效的供熱方法。( 8) 運(yùn)用新型氣固接觸技術(shù)。( 9) 應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì); 設(shè)計(jì)靈活的、多用途的干燥器。( 10) 使用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)、專(zhuān)家系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程的控制。二、真空冷凍干燥技術(shù)概念原理操作流程及要點(diǎn)凍干食品的特點(diǎn)應(yīng)用結(jié)論1.概念 真空冷凍干燥技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)凍干技術(shù)，是真空技術(shù)與冷凍技術(shù)相結(jié)合的新型干燥脫水技術(shù)。是將食品先凍結(jié)，然后在較高的真空度下，通過(guò)冰晶升華作用將水分出去而獲得干燥的方法。

5、 概念 它包含真空、制冷、流體、生物工程、傳熱傳質(zhì)和自動(dòng)控制等方面知識(shí)。由于干燥過(guò)程實(shí)在低溫、真空狀態(tài)下進(jìn)行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以最大限度地保持被干物料的色、香、味、形狀和營(yíng)養(yǎng)成分，而且復(fù)水性能好。應(yīng)用該技術(shù)的凍干產(chǎn)品能夠很好地吻合“綠色食品”、“保健食品”、“方便食品”三大食品的發(fā)展趨勢(shì)，因此凍干食品逐漸被人們關(guān)注和青睞。2.原理 真空冷凍干燥基本原理是基于水的三種變化。水（H2OH2O）有三種相態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，三相態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換也可以共存。 三相點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度為0.00980.0098，水蒸氣為610.5610.5（4.58mmHg4.58mmHg），在這樣

6、的溫度和水蒸氣壓下，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。 只有在三相點(diǎn)以下，冰才能由固相直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，這個(gè)過(guò)程成為升華。在高真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分（不經(jīng)過(guò)冰的融化）直接以冰態(tài)升華為水蒸氣被除去，從而達(dá)到冷凍干燥的目的。3.流程0%40%20%80%60%100%前處理預(yù)凍脫水干燥后處理原料前處理 真空冷凍干燥食品的原料若按其組織形態(tài)來(lái)分，可分為固態(tài)食品和液態(tài)食品。 對(duì)固態(tài)食品原料的預(yù)處理過(guò)程，包括選料、清洗、切分、燙漂和裝盤(pán)等。 其目的是清除雜物，易升華干燥。液態(tài)原料一般采取真空低溫濃縮或冷凍濃縮的方法進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)凍 物料首先要預(yù)凍，然后抽真空。預(yù)凍的溫度選擇應(yīng)

7、低于物料的共熔點(diǎn)55左右。因隔板的溫度有所不同，需要有充分的預(yù)凍時(shí)間，從低于共熔點(diǎn)溫度算起，預(yù)凍時(shí)間約2 2小時(shí)。 預(yù)凍的速度控制在每分鐘下降1 144為宜，過(guò)高過(guò)低都會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，不同的物料的預(yù)凍速度由實(shí)驗(yàn)確定。 (1)(1)升華干燥。凍結(jié)后的食品需迅速進(jìn)行真空升華干燥。食品在真空條件下吸熱，冰晶就會(huì)升華成水蒸氣而從食品表面逸出。升華過(guò)程是從食品表面開(kāi)始逐漸向內(nèi)推移，在升華過(guò)程中，由于熱量不斷被升華熱帶走，要及時(shí)供給升華熱能，來(lái)維持升華溫度不變。 (2)(2)解析干燥。升華干燥后，食品中仍含有少部分的結(jié)合水，較牢固，所以必須提高溫度，才能達(dá)到產(chǎn)品所要求階段的水分含量。料溫由-20-20升到

8、4545左右，當(dāng)料溫與板層溫度趨于一致時(shí)，干燥過(guò)程即可結(jié)束。真空脫水干燥后處理 當(dāng)倉(cāng)內(nèi)真空度恢復(fù)接近大氣壓時(shí)打開(kāi)倉(cāng)門(mén)，開(kāi)始出倉(cāng)，將已干燥的食品立即進(jìn)行檢查、稱(chēng)重、包裝等。 由于冷凍食品保持堅(jiān)硬，逸出的水分留下通道，凍干食品組織呈多孔狀，因此與氧氣接觸的機(jī)會(huì)增加，為防止其吸收大量水分和氧氣，可采用真空包裝或充氮包裝。 為保持干制食品含水在5%5%以下，包裝內(nèi)應(yīng)放入干燥劑以吸附微量水分。包裝材料要求密閉性好，強(qiáng)度高，顏色深。4.特點(diǎn) 物料干燥是在低溫下進(jìn)行（-40-40），且處于高真空狀態(tài)，因此，特別適用于熱敏性高和極易氧化的物料的干燥，可以保留新鮮物料色、香、味及營(yíng)養(yǎng)成份不損失； 干燥制品不失原

9、有的固體骨架結(jié)構(gòu)，保持物料原有的形態(tài)；特點(diǎn) 在升華過(guò)程中溶于水中的可溶性物質(zhì)就地析出，避免了一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移而將無(wú)機(jī)鹽和營(yíng)養(yǎng)物攜帶到物料表面而造成表面硬化和營(yíng)養(yǎng)損失的現(xiàn)象； 凍干制品成海綿狀，無(wú)干縮，故復(fù)水性極好，比其它干燥方法產(chǎn)生的物料復(fù)水后更接近新鮮物料原形特點(diǎn) 凍干制品采取真空或充氮包裝及避光保存，可保持5 5年不變質(zhì)。由于質(zhì)量輕，可室溫貯運(yùn)銷(xiāo)售，對(duì)營(yíng)銷(xiāo)十分有利。與速凍制品相比，免除了運(yùn)輸儲(chǔ)存和銷(xiāo)售過(guò)程中小號(hào)很高的冷藏鏈。真空速凍干燥技術(shù)被國(guó)內(nèi)外認(rèn)為是生產(chǎn)高品質(zhì)制品的理想的加工方法。因此，凍干食品在國(guó)際市場(chǎng)的價(jià)格似乎熱風(fēng)干燥食品的4646倍，是速凍食品的7878倍。

10、兩種包裝5.廣泛應(yīng)用蔬菜類(lèi)：如蘑菇、香菇、香椿、黃花菜、蘆筍、芹菜、青豆、荷蘭豆、豌豆、胡蘿卜、番茄、菜花、卷心菜、菠菜、洋蔥、辣椒、香菜、玉米等。水果類(lèi)：荔枝、龍眼、香蕉、草莓、水蜜桃、櫻桃、蘋(píng)果、梨、桔子、哈密瓜、菠蘿等。水產(chǎn)類(lèi)：魚(yú)翅、蝦仁、蟹肉、甲魚(yú)、魷魚(yú)、海參、干貝、海蜇、海帶、海菜等。禽肉類(lèi)：豬肉、牛肉、蛇肉、羊肉、雞肉、兔肉、火腿等。方便食品類(lèi)：碗仔面、盒裝便餐、嬰兒食品、旅游食品、老年食品、軍用食品、宇航食品等。飲品類(lèi)：速溶咖啡、速溶茶等固體飲料，果汁、果茶、菜汁、保健茶、營(yíng)養(yǎng)茶、營(yíng)養(yǎng)沖劑、紅綠茶等。調(diào)味料類(lèi)：蔥、姜、蒜、湯料、果醬、調(diào)料理、香料等。保健品類(lèi)：人參、鹿茸、冬蟲(chóng)夏草

11、、天麻、當(dāng)歸、三七、首烏、山藥、蜂王漿、蜂蜜、花粉、鱉粉、甲魚(yú)、龜類(lèi)等。食品工業(yè)原料類(lèi)：蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白等。其他類(lèi)：動(dòng)物膠原蛋白、酶素、血清、菌種、生物制品等。5.廣泛應(yīng)用蔬菜類(lèi)如蘑菇、香菇、香椿、黃花菜、蘆筍、芹菜、青豆、荷蘭豆、豌豆、胡蘿卜、番茄、菜花、卷心菜、菠菜、洋蔥、辣椒、香菜、玉米等。水產(chǎn)類(lèi)禽肉類(lèi)方便食品類(lèi)保健品類(lèi)食品工業(yè)原料類(lèi)水果類(lèi)飲品類(lèi)調(diào)味料類(lèi)荔枝、龍眼、香蕉、草莓、水蜜桃、櫻桃、蘋(píng)果、梨、桔子、哈密瓜、菠蘿等。魚(yú)翅、蝦仁、蟹肉、甲魚(yú)、魷魚(yú)、海參、干貝、海蜇、海帶、海菜等。豬肉、牛肉、蛇肉、羊肉、雞肉、兔肉、火腿等。碗仔面、盒裝便餐、嬰兒食品、旅游食品、老年食品、軍

12、用食品、宇航食品等。速溶咖啡、速溶茶等固體飲料，果汁、果茶、菜汁、保健茶、營(yíng)養(yǎng)茶、營(yíng)養(yǎng)沖劑、紅綠茶等。蔥、姜、蒜、湯料、果醬、調(diào)料理、香料等。人參、鹿茸、冬蟲(chóng)夏草、天麻、當(dāng)歸、三七、首烏、山藥、蜂王漿、蜂蜜、花粉、鱉粉、甲魚(yú)、龜類(lèi)等。蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白等。動(dòng)物膠原蛋白、酶素、血清、菌種、生物制品等。應(yīng)用 近年來(lái)，中國(guó)漁業(yè)產(chǎn)量不斷提高，水產(chǎn)品加工業(yè)取得了突破性進(jìn)展，已形成冷藏、罐藏、調(diào)味食品、魚(yú)類(lèi)制品等幾十個(gè)產(chǎn)業(yè)門(mén)類(lèi)。 然而作為一個(gè)水產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)的水產(chǎn)品加工技術(shù)仍處于起步階段，發(fā)展速度與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在較大差距。但我國(guó)可用于凍干的水產(chǎn)品數(shù)量大、品種多、質(zhì)量高、價(jià)格低，這些優(yōu)勢(shì)將彌補(bǔ)技術(shù)

13、上的缺陷，使我國(guó)的凍干食品在國(guó)際市場(chǎng)上同樣具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 我國(guó)傳統(tǒng)的海產(chǎn)品如干貝、海參、魚(yú)翅等，大多采用干制的方法加工而成。研究表明，采用自然風(fēng)干或人工熱風(fēng)干燥加工海產(chǎn)品時(shí)，熱敏性營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)會(huì)造成很大損失，水溶性也會(huì)比較差。同時(shí)制品的體積縮 小嚴(yán)重，復(fù)水較難，影響了制品的質(zhì)量。 如果采用真空冷凍干燥技術(shù)來(lái)加工水產(chǎn)品，不僅可以保證成品品質(zhì)的均一性，還可改善其外觀，提高經(jīng)濟(jì)效益。 真空冷凍干燥技術(shù)可以明顯提高制品的質(zhì)量和檔次，但卻在水產(chǎn)品加工行業(yè)推廣緩慢，究其原因，主要有四個(gè)方面： 設(shè)備投資較大 加工成本高 原料供應(yīng)不穩(wěn)定 市場(chǎng)銷(xiāo)路不暢6.結(jié)論 食品真空冷凍干燥技術(shù)是一門(mén)跨學(xué)科的綜合技術(shù)，涉

14、及多學(xué)科、多領(lǐng)域。食品凍干技術(shù)的進(jìn)步依賴于交叉學(xué)科的發(fā)展。功能食品、營(yíng)養(yǎng)食品、保健食品、方便食品以及兒童食品等，能夠滿足人們不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)生活需要的新型食品的發(fā)展都離不開(kāi)凍干技術(shù)。因此，食品真空冷凍干燥技術(shù)必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。參考文獻(xiàn)：1潘永康. 中國(guó)現(xiàn)代干燥技術(shù)發(fā)展概況. 干燥刊中刊, 2005，8:42-43.2付西光等食品真空冷凍干燥研究江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào) ，2001，22(4)：1921.3劉相臣.國(guó)內(nèi)外干燥設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).化工裝備技術(shù)，2000,21(6)：1315.4徐成海等現(xiàn)代真空冷凍干燥技術(shù)沈陽(yáng)制冷通訊，2000，(5)：45.5張宏飛，張聯(lián)英.熱泵干燥技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).干燥技術(shù)與設(shè)備，2009,7(3)： 120123.6遲大鵬，黃翔食品真空冷凍干燥設(shè)備的原理與應(yīng)用J冷藏技術(shù)，1999(4)：58.7王小光，張顏民ZDG一160食品真空冷凍干燥設(shè)備J真空與低溫，1998，4(3)：170174.8黃立新，周瑞君，A.s.Mujumdar.近年來(lái)噴霧干燥技術(shù)研究進(jìn)展和展望J.干燥技術(shù)與設(shè)備，2008，6（1）:3-8.9王超, 譚鶴群.我國(guó)干燥技