真空冷冻干燥果蔬产品的生产工艺及案例分享！

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真空冷冻干燥果蔬产品的生产工艺及案例分享！

一、真空冷冻干燥的主要设备及生产线简述：
　　1.主要设备：
　　冻干食品生产最主要的设备为食品用真空冷冻干燥机组，该机组的性能，能耗和操作自动化程度的高低决定了冻干食品生产企业的技术水平的高低，食品用冻干机分间歇式和连续式。其中间歇式冻干机由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统、控制系统等5部分组成。
　　(1)干燥箱体：有圆筒形及方形两种主要的形式，各有优点，圆筒形制造容易，但无法利用的空间多；方形则相反，空间利用率高，但制造较困难。
　　(2)加热系统：大多数采用辐射传热，辐射板由阳极电镀铝制成，导热介质有导热油，饱和水、二次蒸汽，有机溶剂如丙二醇、甘油等，热源均是用高压水蒸汽。
　　(3)真空系统：采用机械真空泵，有罗茨泵+油封泵及罗茨泵+罗茨泵+大气喷射+水环泵两种，两者主要区别是前者不能抽水蒸汽，因此对冷阱效率要求较高，优点是能耗小，后者则正好相反，能抽吸少量水蒸汽，缺点是能耗较大。
　　(4)制冷系统：由制冷机组与冷却排管构成，作水蒸汽捕集器(亦称冷阱)依其与辐射板组件的相对位置，有如下几种形式：①底置式：放置在辐射板组件的底部；②侧置式：放置在辐射板组件的两侧；③后置式：放置在辐射板组件的后面；④另置式：放置在辐射板组件不在同一容器内，另外一个容器放置，两容器之间有一个短而粗的管件连接。
　　(5)控制系统：有手动控制及自动控制两大类，自动控制又分仪表自动控制与PLC可编程序控制两类。
　　2.简易冻干食品生产线的配置：
　　(1)前处理设备：①多用切片机1台，生产能力200~ 500kg/h；②冷却槽：杀菌后的冷却槽可用清洗槽代替，简易生产线通常因自来水冷却沥水可选用振荡沥水机，如有条件，最好选用离心机；③速冻库：速冻库的配置与冻干机的处理能力相适应，以日班生产配料，满足2~3班冻干为宜。冷源最好单独或半单独设置(低压循环部分独立)以防止在速冻库热负荷较大时，影响到正在冻干过程中的冷阱温度。
　　(2)冻干车间：冻干车间是冻干食品生产的关键工序，它的设置同时要考虑到产品质量受影响的程度，一般速冻库与冻干箱门之间的距离越短越好，并且此通道最好专用，仅作为物流通道，而不兼作人流通道，冻干箱门端与冻干机其它部分及设备最好隔开，以减少环境对半，成品的污染。
　　(3)卸料与包装间：卸料与包装间应密闭，地面至少要用水磨石加打蜡，墙体要用白瓷砖贴至1.5m高，以上部分要刷白色防水涂料，此车间须装设空调除湿设备，空调制冷可与冷库系统合用，除湿设备宜选用转轮式除湿机，以利降低除湿成本，车间最好无窗户，门尽可能密闭，最好采用无尘净化室专用的密封门，并要有换气、消毒、灭菌等设施。
　　包装时一般要有不锈钢工作台，抽真空充氮封口机，抽真空设备宜选用水环式真空泵，抽速约20L/s，充氮气源为工业用氮气，经减压过滤充入即可。
　　3.现代化流水生产线配置：
　　现代化流水生产线与简易生产线相比，仅在前处理增加了清洗、去皮、杀毒、冷却、输送等自动化机械设备，以减少前处理中手工作业量，因清洗、去皮等操作中没有标准化通用设备，不作详述，其它与简易生产线相同。


二、冻干果蔬的生产工艺：
　　1.工艺流程：原料选→整理→预冻结→升华干燥→后处理→包装、贮藏。
　　2.操作要点：
　　(1)预处理：一般预处理是指升华干燥前的所有处理，所以干燥前冻结也属于预处理。原料预处理和常规的果蔬干燥及果蔬速冻制品相同，如需进行挑选、清洗、去皮、切分、烫漂、冷却等处理。在进行果汁或蔬菜汁冻干时，则先用较低廉的加工方法预先将其浓缩，后在预冻结时将产品变成粒状。
　　预冻结是把经前处理后的原料进行冷冻处理，它是冻干的重要工序。由于果蔬在冷冻过程中会发生一系列复杂的生物化学及物理化学变化，因此预冻的好坏将直接影响到冻干果蔬质量。冷冻过程中重点考虑的是被冻结物料的冻结速率对其质量和干燥时间的影响。
　　速冻与慢冻有以下差别：速冻产生的冰晶较小，慢冻产生的冰晶较大；大的冰晶有利于升华，小的冰晶不利于升华；小的冰晶对细胞的影响较小，冰晶越小，干燥后越能反映出产品原来的组织结构和性能。但冻结速率高，所需的能耗也高。应综合考虑，选择一个最优的冻结速率，在保证冻干食品质量的同时，使所需的冷冻能耗最低。
　　(2)升华干燥：是冻干食品生产过程中的核心工艺。要控制好工艺条件。
　　①装载量：干燥时，冻干机的湿重装载量即单位面积干燥板上被干燥的质量，是决定干燥时间的重要因素。被干燥食品的厚度也是影响干燥时间的因素。冷冻干燥时，物料的干燥是由外层向内层推进，因此，被干燥物料较厚时，需要较长的干燥时间。在实际干燥时，被干燥物料均被切成15~ 30mm的均一厚度。单位面积干燥板所应装载的物料量，应根据加热方式及干燥食品的各类而定。在采用工业化大规模装置进行干燥时，若干燥周期为6~8h，则干燥板物料装载量为5~ 15kg/m2。
　　②干燥温度：冷冻干燥时，为能缩短干燥时间，必须有效地供给冰晶升华所需要的热量，因此设计出各种实用的加热方式。干燥温度必须是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不会因过热而引起热变性的范围内。因此，在单一加热方式中，干燥板的温度在升华旺盛的干燥初期应控制在70~ 80°C，干燥中期在60°C，干燥后期在40~ 50°C。
　　③干燥终点的判断：干燥终点可用下列指征来判定：物料温度与加热板温度基本趋于一致并保持一段时间；泵组(或冷阱)真空计与干燥室真空计趋于一致，并保持一段时间；干燥室真空计冷阱温度基本上回复到设备空载时的指标并保持一段时间；对有大蝶阀的冻干机，可关闭大蝶阀，真空机基本不下降或下降很少。以上4个判定依据，即可单独使用，亦可组合或联合使用。
　　(3)后处理：后处理包括卸料，半成品选别，包装等工序。
　　冻干结速后，往干燥室内注入氮气或干燥空气破除真空，然后立即移出物料在一个相对湿度50%以下，温度22~25℃，尘埃少的密闭环境中卸料，并在相同的环境中进行半成品的选别及包装。因为冻干后的物料具有庞大的表面积，吸湿性非常强，因此需要在一个较为干燥的环境下，完成这些工序的操作。
　　(4)包装与贮存：食品冻干后具有庞大的表面积，食品中的一些成分直接裸露到空气中，易接触到空气中的氧及吸附水分，从而导致冻干食品的逐渐变质。其次，大多数冻干食品均具有天然色泽，这些天然色素易在光照下降解。在氧化作用及色素降解过程中，温度也是一个影响此类化学反应的重要因素。因此，冻干食品的包装主要考忠如何防止或减轻上述4个因素的影响。
　　冻干食品所具有的多孔海绵状结构，既有其有利的一面，也有其不利的一面：一是产品一旦暴露于空气中容易吸湿和氧化降质，所以，冻干食品应抽真空包装，最好充氮包装；二是冻干食品所占体积相对较大，不利于包装、运输、销售，因此冻干食品常被压缩后包装。此外，多孔疏松状结构使得冻干食品在运输、销售途中极易破碎，因此，对于那些不便压缩包装的冻干食品，应具有一定保护作用的包装材料或包装形式。
　　冻干食品常用的包装材料为PE袋及复合铝铂袋，PE袋常用作大包装用，复合铝铂袋常用作小包装用，外包装通常都选用牛皮瓦楞纸板箱，其大小符合集装箱运输之需要，用PE袋作内包装时，为强化其隔绝氧、水、汽的作用，常用双层，必要时，还可采用铁罐包装，但价格较高，应用不很普遍。不论采用何种包装材料，均需采用抽真空充氮，并添加除氧剂及干燥剂。
　　冻干食品应贮存在阴凉、干燥处，如有条件，最好放置在低温低湿的环境中，保质期通常为1~2年，采用铁罐包装时可适当延长。


三、冻干果蔬的生产实例：
　　1.小香葱：
　　(1)工艺流程
　　原料→分检→清洗→切段→铺盘→预冻结→冻干→卸料→半成品分检→包装→入库。
　　(2)操作要点
　　原料要求新鲜，无病害、无枯黄叶、无损伤，色泽青绿。分检按原料验收方法将合格的原料挑选出来，注意易剔除夹杂物，清洗用流动水漂洗，洗去表面泥沙。切段用切片机切成 4~5mm的小葱段。铺盘把截切好的葱段均匀铺入冻干盘中，装载量为8~9kg/m2。速冻铺好盘后的小香葱连同冻干盘一起放置在专用吊车上，推入急冻库中速冻，注意放置好测温探头，当温度达到-18℃以下，维持0.5h即可。
　　冻干把预冻结好的物料迅速推入准备好的冻干机中，动作越快越好，迅速关上干燥箱门，并立即开始抽真空，完成上述步骤的时间一般在10~ 15min 左右，太长则有可能引起物料表面的熔化。到工作压力后，开始按设定的加热曲线加热，冻干小香葱加热曲线一般分成6段：①在30mim内，均均升温至120℃，性能优良的设备可在15min内达到；②在120℃维持恒温3h；③在1h内，均匀降温至80℃；④在80℃维持恒温2h；⑤在1.5h内，均匀降温至60℃；⑥在60°C维持恒温2h。整个冻干周期约10h，由于各台冻干设备的性能有所不同，上述参数仅供参考，能否采用，应先试验后确定。
　　卸料卸料应在密闭、少尘埃的洁净区域内进行，室内相对湿度50%以下，温度22~25℃，卸料后如来不及进行半成品分检，则应先密闭口在容器中。半成品分检主要挑去夹杂物，分切不良及其它不合格品，其环境要求与卸料同。
　　包装按与客户签订合同时的规格包装，为防止堆叠时外包装箱变形，外箱常设计成高箱式(四方底，高为底边长的两倍半左右)，且装料时只装至离顶2~2.5cm为宜。
　　2.荔枝：
　　(1)工艺流程：
　　原料选择→挑选→洗果→去壳、去核→清洗→切分→预冻结→冻干→包装。
　　(2)操作要点
　　荔枝选择、前处理和预冻略。把切分好的荔枝肉预冻结至-30℃。冻干时首先将冷阱温度预冷至-35℃，打开干燥仓门，装入冻透的荔枝，关上仓门，启动真空机组进行抽空，当真空度达到60Pa时，开始加热，加热过程中需要保证稳定的工作真空度，而且保证物品最高温度不超过50℃，冻干后抽真空充氮包装。
　　（以上内容援引：宠物食品联盟）


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