真空冷冻干燥技术.ppt

真空冷冻干燥技术在食品工业中的应用
小组成员:
真空冷冻干燥技术
概念
原理
操作流程及要点
冻干食品的特点
应用
结论
真空冷冻干燥技术简称冻干技术,是真空技术与冷冻技术相结合的新型干燥脱水技术。是将食品先冻结,然后在较高的真空度下,通过冰晶升华作用将水分出去而获得干燥的方法。
概念
它包含真空、制冷、流体、生物工程、传热传质和自动控制等方面知识。由于干燥过程实在低温、真空状态下进行,物料中的水分直接从固态升华为气态,因而可以最大限度地保持被干物料的色、香、味、形状和营养成分,而且复水性能好。应用该技术的冻干产品能够很好地吻合“绿色食品”、“保健食品”、“方便食品”三大食品的发展趋势,因此冻干食品逐渐被人们关注和青睐。
真空冷冻干燥基本原理是基于水的三种变化。水(H2O)有三种相态,即固态、液态和气态,三相态既可以相互转换也可以共存。
℃,(),在这样的温度和水蒸气压下,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。
只有在三相点以下,冰才能由固相直接转变为气相,这个过程成为升华。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分(不经过冰的融化)直接以冰态升华为水蒸气被除去,从而达到冷冻干燥的目的。
原理
原料→前处理→预冻→
真空脱水干燥→后处理
流程

真空冷冻干燥食品的原料若按其组织形态来分,可分为固态食品和液态食品。
对固态食品原料的预处理过程,包括选料、清洗、切分、烫漂和装盘等。
其目的是清除杂物,易升华干燥。液态原料一般采取真空低温浓缩或冷冻浓缩的方法进行预处理。

物料首先要预冻,然后抽真空。预冻的温度选择应低于物料的共熔点5℃左右。因隔板的温度有所不同,需要有充分的预冻时间,从低于共熔点温度算起,预冻时间约2小时。
预冻的速度控制在每分钟下降1~4℃为宜,过高过低都会影响产品质量,不同的物料的预冻速度由实验确定。

速冻的目的是将食品内的水分固化,并使冻干后产品与冻干前具有相同的形态,以防止在升华过程中由于抽真空而使其发生浓缩、起泡、收缩等不良现象的发生。
冻结得越快,物品中结晶越小,对细胞的机械损坏作用也越小。冻结时间短,蛋白质在凝聚和浓缩作用下,不会发生变质。
冻结终了温度约为-30℃,使物料的中心温度在共晶点以下(溶质和水都冻结的状态称为共晶体,冻结温度称为共晶点)。

(1)升华干燥。冻结后的食品需迅速进行真空升华干燥。食品在真空条件下吸热,冰晶就会升华成水蒸气而从食品表面逸出。升华过程是从食品表面开始逐渐向内推移,在升华过程中,由于热量不断被升华热带走,要及时供给升华热能,来维持升华温度不变。
(2)解析干燥。升华干燥后,食品中仍含有少部分的结合水,较牢固,所以必须提高温度,才能达到产品所要求阶段的水分含量。料温由-20℃升到45℃左右,当料温与板层温度趋于一致时,干燥过程即可结束。
真空干燥时间约为8~9小时。此时水分含量减至3%,停止加热。