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

 

隨著消費水平的提高，人們對各類口感好、營養(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，對物料進(jìn)行升華干燥（即冷凍干燥）的技術(shù)。在對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)，接著對物料凍結(jié)、升華干燥。對物料凍結(jié)的溫度一般在-20℃以下，但在實際操作時，應(yīng)根據(jù)不同物料特性而定。

 

過去通常先對物料進(jìn)行冷凍干燥，再對物料提供升華熱。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，大大增加了生產(chǎn)成本。

 

我國目前所用的大型真空冷凍干燥設(shè)備主要從國外進(jìn)口，價格昂貴。國內(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)國際領(lǐng)先的凍干設(shè)備，早在1987年，我國真空冷凍干燥技術(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，上海放射性動物試驗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)量超過國外進(jìn)口設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品，在廣交會上大受外商的稱贊。

 

據(jù)陳金傳介紹，微波真空冷凍干燥設(shè)備在對物料進(jìn)行干燥時，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，在外界加入能量的情況下，會產(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，目前市場上多為小型設(shè)備。

 

微波真空冷凍干燥技術(shù)的優(yōu)點

 

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？據(jù)介紹，一能最大限度保持物料原有的風(fēng)味、色澤和營養(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)菌不會增生，食品不變質(zhì)、不氧化，營養(yǎng)成分特別是那些遇高溫會分解的維生素和化凍時與水一起流失的水溶性營養(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的介質(zhì)熱，微波穿透物料的整體內(nèi)外、同時加熱，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、貯存和運輸;便于儲存，在常溫下可保存3—5年，最長可達(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)備對大蒜和生姜等進(jìn)行處理，能較好保留原料中的呈味和營養(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，不同原料對微波的設(shè)計參數(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。隨著市場對高端食品和農(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。