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1 食品凍干原理
水（H2O）在不同壓力和溫度下，可呈現(xiàn)固態(tài)（冰）、液態(tài)（水）和氣態(tài)（蒸氣）。由液態(tài)轉為氣態(tài)稱為“蒸發(fā)"，由固態(tài)轉為氣態(tài)稱為“升華"。要實現(xiàn)升華必須具備一定的條件，對于純水來說，這個條件大致是：壓力低于610Pa，溫度低于0℃。由于食品中存在的水不是純水，所以升華的條件略有差異。利用這個原理，人們只要預先將食品凍結好，再建立低氣壓條件，并提供適當?shù)纳A潛熱，則食品中的冰即可升華而被脫除掉，這樣就可獲得凍干食品。
2 凍干食品的品質(zhì)
凍干食品除易于長期貯存和便于長途運輸外，還有許多*的優(yōu)點：
保鮮保營養(yǎng)。由于在低溫和低氣壓（缺氧）條件下生產(chǎn)，能有效地防止物料中某些成份的分解或氧化，也能抑制微生物和酶的有害作用，從而保持了食品的新鮮度和營養(yǎng)成份。
形、色、味不變。在升華過程中，水以分子狀態(tài)由表及里逐步被脫除掉，不破壞組織結構，不帶走天然色素和芳香物質(zhì)，因而形、色、味都幾乎和鮮品一樣。
復水性好。在升華過程中，食品中的冰晶位置形成了似海綿那樣的微孔，因而凍干食品浸入水中后，很快便能吸水復原，好似鮮品。
食用方便。由于已洗切好，而且復水極快，因而直接食用或烹調(diào)都極為方便。
3 可凍干的食品
幾乎所有含水的食品都可以進行凍干，但對某些糖分含量或膠質(zhì)含量過高的食品以及共晶點溫度過低的食品，凍干都相對困難。可凍干的各類食品，舉例如下：
○ 蔬菜類：香蔥、胡蘿卜、大蒜、洋蔥、生姜、辣椒、山藥、菠菜、菜花、青豆、食用菌等。
○ 水果類：蘋果、桃、梨、杏、紅棗、草莓、香蕉、菠蘿、哈密瓜等。
○ 肉類：牛肉、羊肉、豬肉、雞肉、蛇肉、甲魚等。
○ 水產(chǎn)類：魚片、蝦仁、蟹肉、墨魚絲、銀魚等。
○ 方便食品類：方便面輔料、牛肉面輔料，肉丸、湯料、寵物飼料等。
○ 速溶飲料類：咖啡、牛奶、豆?jié){、果汁、蜂王漿等。
○ 調(diào)味品類：各種烹調(diào)用調(diào)味品。
○ 醫(yī)藥類：鹿茸、鹿血、蚯蚓、蝎子、土鱉、人參、黨參、當歸、大黃、各種保健食品等。
問： 食品是怎樣凍干的？
答： 水吸收熱量可變成汽，冰吸收熱量亦可變成汽，前者叫蒸發(fā)，后者叫升華。烘干是蒸發(fā)脫水；凍干是升華脫水。將含水的食品速凍后，在真空和適當供熱條件下，食品中的水分便能升華脫走，從而獲得凍干食品。
問： 凍干一定要在真空條件下才能實現(xiàn)嗎？
答： 根據(jù)物理學的知識，0℃ 以下的冰只有在環(huán)境氣壓低于610Pa時才產(chǎn)生升華。一個大氣壓約等于100000Pa，低于610Pa的氣壓當屬真空狀態(tài)了。
問： 為什么還要適當供給熱量呢？
答： 凍結食品中的冰升華為汽并且脫走，必然從食品中帶走熱量從而使食品溫度降低。食品溫度越低，其中冰升華的速度越慢，整個升華時間便要拖長。為縮短周期，降低生產(chǎn)成本，就需要在升華過程中不斷供給熱量。然而熱量供給過多，又會引起凍結的食品融化，所以必須適當供給熱量。
問： 采用什么方式供熱好呢？
答： 向凍結食品供給升華所需的熱量有兩種方式。一種是接觸方式，即食品盤直接放在加熱板上，靠熱傳導供熱。另一種是不接觸方式，即食品盤懸空，靠熱輻射供熱。后者由于前者，能保證食品受熱均勻，保證干品質(zhì)量。
問： 那些食品可以凍干？
答： 采用真空凍干技術，不但可將新鮮的肉禽類、水產(chǎn)類、瓜果類、蔬菜類等食品，制成凍干食品，也可將人參、黨參、鹿茸等藥材類制成活性藥材，還可將牛奶、豆?jié){、果汁等液態(tài)食品制成速溶干品。
問： 凍干食品有什么特色？
答： 凍干食品是在凍結狀態(tài)（低溫）下和真空條件下升華脫水生產(chǎn)的，因而它的形、色、味基本保持不變，營養(yǎng)成分基本保持不變，而且復水性能*。
問： 生產(chǎn)不同的凍干食品，采用的升華過程相同嗎？
答： 升華過程主要由加熱板溫度、物料溫度、真空度和升華周期來描寫。由于物料的不同、前后處理后的形態(tài)不同、含水率不同、裝料量不同的因素，所采用的升華過程自然不會相同。為獲得較好的升華過程，一般要用小型實驗機做實驗后在投產(chǎn)。
在我國果蔬類食品的銷售環(huán)節(jié)一般是采摘后直接上市銷售，然后由消費者買回家中處理干凈再食用，而剩余的不可食用部分再集中運輸處理，這種消費方式不僅費時費力，增加重復運輸處理，而且污染環(huán)境，又不符合食品衛(wèi)生要求，很顯然這與現(xiàn)代化、快節(jié)奏、高度文明、發(fā)達的社會越來越不相適應。
20世紀70年代發(fā)達國家就已實現(xiàn)工廠化加工水果、蔬菜，到80年代初已經(jīng)發(fā)展到規(guī)?；a(chǎn)。采收后的水果、蔬菜經(jīng)挑選、去根蒂葉，清洗、預冷、包裝、冷藏運輸進入超級市場的冷藏貨架，消費者買回置入冰箱冷藏，食用時可直接烹調(diào)，無須清洗等環(huán)節(jié)，這種消費方式與我國傳統(tǒng)消費方式相比無疑具有許多優(yōu)點：
工廠化的集中處理必然給農(nóng)業(yè)帶來一場深刻變革，農(nóng)副產(chǎn)品加工必然朝著工廠化、規(guī)?；?、標準化方向發(fā)展；可以向消費者提供*符合食品衛(wèi)生標準的農(nóng)副產(chǎn)品，鮮度大大提高；大大減少城市垃圾，減少環(huán)境污染；減少重復運輸；消費者省時省力，滿足快節(jié)奏的生活方式要求。
我國政府一向大力提倡“菜籃子"工程，特別是在我國經(jīng)濟發(fā)展時期，水果蔬菜的工廠化加工已經(jīng)受到各級政府的高度重視，凈菜上市銷售已成為必然趨勢。在近幾年內(nèi)必將有較大的發(fā)展。
此外，由于新鮮水果蔬菜的出口受到預冷保鮮技術制約，已越來越不能滿足日益增長的貿(mào)易要求。
預冷與冷卻的概念不同。所謂預冷是指食品從初始溫度（30℃左右）迅速降至所需要的終點溫度（0～15℃）的過程，冷卻以及快速凍結前的快速冷卻工序稱為預冷；而冷卻則是將食品溫度降至高于凍結溫度的過程，冷卻主要應用于以下幾種類型：
冷卻貯藏。用于水果、蔬菜等食品的高溫冷藏（保鮮冷藏），目的是為了保鮮和延長其貯藏時間。
純冷卻:*用于某些液體需要的某一溫度。在純冷卻時，流體溫度下降而不發(fā)生狀態(tài)變化，也就是只吸收本身的潛熱，如冷卻啤酒、調(diào)料、牛奶、水、葡萄酒、氫氧化鈉溶液、鹽水等。
析出冷卻:一般是指多相液體而言，即在冷卻時一種或多種液體成分固體化并析出。如處理油、石蠟、鋅鋇石、二氧化硫、制藥廠回收丙酮、冷凍濃縮海水、果汁、鹽水、葡萄酒等，沉淀酒石和某些化學處理方法等。
凝固冷卻:凝固冷卻是指一種物質(zhì)以液態(tài)到固態(tài)的轉變，如人造黃油、植物油、動物油、棕櫚油、巧克力、硬脂精、凝膠等。
水果蔬菜采收后由于受環(huán)境溫度的影響，一般表面溫度比較高，加之其較強的呼吸作用，在成分不斷發(fā)生變化的同時，釋放的熱量也不斷地增大，溫度會持續(xù)升高，而較高的溫度又促使其呼吸加快連續(xù)釋放熱量，水分大量蒸發(fā)，自身的營養(yǎng)和水分持續(xù)消耗，迅速萎蔫鮮度降低，使貨架期大大縮短。
為了延長水果蔬菜的貨架期，減少其干耗和流通中的各種損耗，使消費者獲得高鮮度又潔凈的水果蔬菜，則必須在工廠進行一系列采收后的加工處理，如挑選、去蒂根皮葉、清洗預冷、濾水、包裝等，而預冷工藝更是*的。
真空預冷方法原理
常見的預冷方法有空氣預冷、水預冷、冰水預冷和真空預冷方法。
在常壓下將水加熱到100℃開始沸騰，溫度降至0℃時結冰。壓力降低時水的沸點為也降低613．28PA時沸點為0℃。依據(jù)水隨壓力降低其沸點也降低的物理性質(zhì)，將預冷食品置于真空槽中抽真空，當壓力達到一定數(shù)值時，食品表面的水分開始蒸發(fā)。真空預冷方法的優(yōu)點是：
食品表面含有大量的水分，由于其溫度較高因而其水蒸氣壓力也發(fā)生了變化。在大氣壓力下水分蒸發(fā)比較緩慢，在真空狀態(tài)下由于阻力減少蒸發(fā)速度加快，因此食品冷卻速度快。食品初溫為35℃降至3℃時約需20min；在真空槽內(nèi)由于各點壓力均勻，所以食品預冷均勻；冷卻能力大，包括裝卸時間每小時可以運行兩次；預冷清潔衛(wèi)生，無交叉污染。
真空預冷裝置
真空預冷裝置分間歇式、連續(xù)式、移動式和噴霧式4種。間歇式真空預冷裝置用于小規(guī)模生產(chǎn)，連續(xù)式真空預冷裝置用于大型加工廠，移動式真空預置由于其一體化，組裝在汽車上機動靈活，可以異地使用，噴霧式裝置用于表面水分較小的果實類、根莖類食品預冷。真空預冷裝置主要由真空槽、捕水器、真空泵、制冷機組、裝卸機構、控制柜等部件組成。
真空槽:真空槽一般采用Q235B鋼材或ICY18M9T1不銹鋼制作。對于小型真空槽采用圓筒形，并加裝加強筋增強，所有焊口均采用坡口焊，并進行X光探傷檢驗。采用Q235B材質(zhì)時，內(nèi)側應進行防腐處理，外側噴涂高強度防銹材料。槽體門應用電動或手動門，加工、精洗系統(tǒng)密封性能好。真空槽底部設有軌道機構，以便于裝卸物料。真空槽設有排水裝置和清洗系統(tǒng)，以保證內(nèi)部清潔衛(wèi)生。
捕水器:捕水器又稱冷槽，與真空冷凍干燥裝置中的捕水器具有相同的作用，即用于濃縮空氣中的水分，以防止水分進入真空泵而乳化潤滑油損壞真空泵組件，間歇式真空預冷裝置的捕水器一般設計成圓筒形結構。
真空泵。真空泵為真空系統(tǒng)的關鍵部件，選用時應根據(jù)不同規(guī)格的真空預冷裝置及具體情況進行確定，如旋片真空泵組，水環(huán)增壓泵組等。
制冷機組:對于小型間歇式或連續(xù)式真空預冷裝置制冷機組應選擇水冷或風冷氟利昂冷凝機組，大型裝置則采用氨系統(tǒng)。對于較熱的氣候一般選擇氟里昂水冷機組，制冷機組與真空泵組、控制柜等組裝在一個公用底盤上。
裝卸機構。裝卸機構應視用戶裝卸方式確定，單個包裝裝卸應采用傳送帶或軌道，整體裝卸采用電瓶叉車或液壓推進器?？刂葡到y(tǒng)配有手動和自動系統(tǒng)工程，任何一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由另一系統(tǒng)運行。
真空凍干食品
凍干蔬菜，是指將新鮮蔬菜快速冷凍后，再送入真空容器中脫水而成的蔬菜。用凍干工藝制成的蔬菜，不僅保持了蔬菜的色、香、味、形，而且zui大限度地保存了蔬菜中的維生素、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。食用時只要將該蔬菜加水即可，在幾分鐘內(nèi)就會復原為新鮮蔬菜。凍干食品不要冷藏設備，只要密藏包裝后，就可在常溫下長期貯存、運輸和銷售，三五年內(nèi)不變質(zhì)。由于這種食品只有5％的含水量，因此質(zhì)量好、重量輕，可大大降低其經(jīng)營費用。
真空凍干食品生產(chǎn)，在我國起步較晚。上規(guī)模的凍干食品生產(chǎn)線，到20世紀80年代后期才出現(xiàn)，而且設備還是進口的。從國內(nèi)外市場需求情況看，我國凍干食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景極其廣闊。
在凍干食品的發(fā)展初期，由于產(chǎn)量低、價格貴，于宇航、遠洋航行、極地考察、山區(qū)作業(yè)等特殊工作人員享用。進入20世紀90年代以后，凍干食品的品種和數(shù)量都迅速增長，不僅對絕大部分的蔬菜，也可對水果、肉食、豆?jié){、果汁、蜂蜜等凍干?，F(xiàn)在，在食品工業(yè)原料、烹飪原料、土特產(chǎn)品、調(diào)味品、補品、飲料、休閑食品等各個方面，都出現(xiàn)了日益增多的凍干產(chǎn)品。
如今，凍干食品又發(fā)展到一個更高的層次，如凍干方便面，不僅調(diào)料是凍干的，而且面條也是凍干的，還按營養(yǎng)搭配足量的凍干蔬菜。凍干湯料，用凍干的調(diào)味品、蔬菜、雞蛋等合理搭配，即沖即食，方便可口。粉末蔬菜，凍干技術與超微粉碎技術相結合，把各種蔬菜制成極易消化吸收的超微粉末，加入面條、餅干、糕點、糖果、飲料等，制成新一代保健食品，適宜幼兒和老人食用。顆粒蔬菜，日本人將凍干的油菜、菠菜、蘿卜葉、芹菜、豌豆、胡蘿卜、南瓜、雪里蕻等混合制成顆粒。這種蔬菜顆粒既含有豐富的葉綠素、胡蘿卜素、各種維生素和礦物質(zhì)等天然營養(yǎng)物質(zhì)，又有鮮美的味道，適合病人或營養(yǎng)不良者食用。
據(jù)國家海關總署、國家商檢局統(tǒng)計，在20世紀90年代，我國脫水蔬菜出口量每年以30％的速度增加，我國脫水蔬菜出口量約占世界總產(chǎn)量的2／3。而凍干蔬菜在市場的價格是熱風干燥脫水蔬菜的4倍～6倍，正成為貿(mào)易的大宗食品。市場凍干食品供不應求，但國內(nèi)凍干食品工業(yè)尚處于發(fā)展初期，產(chǎn)量還很低。因此我國應加快發(fā)展凍干食品，把豐富的農(nóng)產(chǎn)品進行深加工增值、外銷創(chuàng)匯。目前，我國生產(chǎn)的凍干食品主要包括：湯料、蝦仁、半成品（如雞蛋粉）、保健品（如凍干人參）及方便面調(diào)料（如方便面中的脫水菜、肉丁等），年產(chǎn)量不足3000噸。到2010年，僅我國方便面輔料一項，約需凍干食品4萬噸，加上各種快餐配料、湯料、飲料等，每年凍干食品的消費量將超過10萬噸。國內(nèi)外對凍干食品的巨大需求，為我國發(fā)展凍干食品工業(yè)，提供了機遇。
發(fā)展我國的凍干食品產(chǎn)業(yè)，必須開發(fā)我國的食品凍干設備。我國是農(nóng)業(yè)大國，有豐富的蔬菜、肉食用水產(chǎn)資源，將此類食品資源加工成凍干食品，如采用國產(chǎn)的凍干加工設備，其價格僅為進口設備的1／4。同時抓住西部大開發(fā)的機遇，開發(fā)凍干蔬菜、凍干牛肉干等大宗食品出口，是一項前景看好、利潤大、風險小的出口創(chuàng)匯項目。長期以來，我國的農(nóng)牧產(chǎn)品一直徘徊在出口原料或初級加工階段，給人一種技術含量低的總體感覺。通過開發(fā)凍干食品，將提高我國出口食品的檔次，獲得較高的附加值。凍干食品雖然生產(chǎn)成本較高，但銷售價格更高，效益很好。
你知道食品真空凍干嗎？
在歐、美、日本市場上，你可以看到琳瑯滿目的凍干食品。這些都是由真空凍干技術做成的。真空冷凍干燥技術是一項對食品和藥品進行護色、保鮮、保質(zhì)的高新脫水技術。凍干脫水后的蔬菜、水果、肉類、水產(chǎn)、調(diào)料等，除應用于宇航、軍需、登山、旅游、勘探、采礦等行業(yè)外，現(xiàn)已進入餐館和家庭。從總的發(fā)展趨勢看，設備能耗越來越低，生產(chǎn)周期越來越短。凍干食品在市場的價格是熱風干燥脫水食品的4—6倍，正成為貿(mào)易的搶手貨。
凍干食品是將新鮮食品快速冷凍后，送入真空容器中脫水而成，在真空條件下，水分由固態(tài)冰升成氣，從而使物料脫水干燥。用凍干工藝制成的食品，不僅色、香、味、形俱全，而且保存了食品中的維生素、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。食用前，稍微加工，幾分鐘內(nèi)就會復原為新鮮食品。
凍干食品不要冷藏設備，密封包裝后，可在常溫下長期貯存、運輸和銷售，三五年內(nèi)不變質(zhì)。由于凍干食品有5％含水量，質(zhì)量好、重量輕，可大大降低其經(jīng)營費用。例如，蕃茄醬經(jīng)凍干工藝加工后，1000克新鮮蕃茄醬可加工出凍干蕃茄醬粉320克，一加水即復原為蕃茄醬。深受人們喜愛。如今，凍干蕃茄醬已成為蕃茄醬的換代產(chǎn)品。
在真空凍干食品的生產(chǎn)中，一般有選料、清洗、切分、漂燙、殺菌等工序。它要清除附著在根莖葉的蟲和卵以及泥沙，用磁場除去金屬雜物，用靜電除去毛、鱗片等異物，避免加熱過度，無論蒸煮還是浸漬，都要按工藝要求去辦，只有把好前處理關，才有可能產(chǎn)出高品質(zhì)凍干食品。對前處理的物品進行速凍，凍結得越快，物品中結晶越小，對物品結構組織破壞就小。凍結時間短，蛋白質(zhì)在凝聚和濃縮作用下，不會發(fā)生質(zhì)變。
速凍后的食品須迅速進行真空升華干燥，要求真空度很快達到升華壓力，并及時供給升華熱能來維護升華溫度不變，一般采用輻射加熱。
凍干食品呈多孔狀，組織表面比原來擴大100~150倍，因此與氧氣接觸的機會增加，從低溫低壓下恢復常壓時，應在氮氣環(huán)境中進行。粉碎、包裝應在相對濕度30~40％、溫度25℃以下進行。為保持干制食品含水5％以下，包裝內(nèi)應放入干燥劑以及吸附微量水分。包裝材料應選擇透氣性差、強度高、顏色深為好。
凍干技術可加工各種蔬菜、水果、魚肉、方便面、調(diào)味品以及咖啡、茶葉、中藥等。
凍干食品生產(chǎn)線包括前處理、速凍、升華干燥和包裝等環(huán)節(jié)。為了給速凍庫和升華干燥倉創(chuàng)造正常工作條件，必須配套制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、設備監(jiān)控系統(tǒng)和物料運輸系統(tǒng)，還要配套蒸汽鍋爐和循環(huán)水。凍干生產(chǎn)線的zui關鍵設備是升華干燥倉，它是一個很大的臥式圓筒，筒內(nèi)裝有多層加熱器，料盤插進多層加熱架之間。料車沿天軌從前處理間（裝料）、經(jīng)速凍庫（速凍）和干燥倉（升華干燥脫水）到包裝（卸料），再沿天軌回到前處理間。這樣循環(huán)運料，非常便捷、衛(wèi)生而安全。水汽冷阱裝置于加熱架兩側（或獨立于倉外），加熱架上的加熱板，經(jīng)過專門的表面處理，能以輻射方式向物料傳遞熱能（升華熱）水汽冷阱能快速捕獲由物料升華出來的水汽。將一個干燥倉的料由速凍庫運進干燥只需5分鐘，從而保證凍料不融。
我國是農(nóng)業(yè)大國，有豐富的蔬菜、肉食及水產(chǎn)資源，將此類食品資源加工成凍干食品，采用國產(chǎn)的凍干加工設備，其價格僅為進口設備的1／4。抓住西部大開發(fā)的機遇，開發(fā)凍干蔬菜、凍干牛肉干等大宗食品出口，是一項前景看好，利潤大，風險小的出口創(chuàng)匯項目。長期以來，我國的農(nóng)牧產(chǎn)品一直徘徊在出口原料或初級加工階段，給人一種技術含量低的總體感覺。通過開發(fā)凍干蔬菜和肉食等，將提高我國出口食品的檔次，獲得較高的附加值（每公斤凍干菜按品種為100元~300元）。我國各地都有一些當?shù)氐拿麅?yōu)特產(chǎn)品，經(jīng)過用凍干工藝加工后，就成為脫水的名優(yōu)特產(chǎn)品。
市場凍干食品供不應求，國內(nèi)凍干食品工業(yè)尚處于發(fā)展初期，產(chǎn)量還很低。卻引來了外商向我國市場的大量求購。這既有市場對凍干食品供不應求的外因，也有我國凍干食品生產(chǎn)成本低的內(nèi)因。我國應充分利用西部大開發(fā)的機遇，大力發(fā)展凍干食品，把西部地區(qū)豐富的農(nóng)副產(chǎn)品深加工增值、外銷創(chuàng)匯。目前，我國生產(chǎn)的凍干食品，主要包括：湯料、蝦仁、半成品（如雞蛋粉）、保健品（如凍干人參）及方便面調(diào)料（如方便面中的脫水菜、肉?。┑龋戤a(chǎn)量不足3000噸。2010年，僅我國方便面輔料一項，約需凍干食品4萬噸，加上各種快餐配料、湯料、飲料等，每年凍干食品的消費將超過10萬噸。國內(nèi)外對凍干食品的巨大需求，為發(fā)展我國的凍干食品工業(yè)，提供了大好的機遇。
凍干食品雖然生產(chǎn)成本較高，但銷售價格更高，效益很好。去年外商收購價（人民幣·元／凍干品·公斤）：牛肉130、羊肉180、胡蘿卜130、大蔥140、枸杞240元、菠菜160、百合200、蘑菇260、草莓180、洋蔥130、青辣椒190、紅辣椒210、大蒜片60—100、蒜苗130。發(fā)展中國的凍干食品產(chǎn)業(yè)，必須開發(fā)中國的食品凍干設備。中國科學院蘭州近代物理研究所，利用幾十年研制加速器的技術積累，瞄準先進水平，1993年開發(fā)了 J DG系列食品凍干機，其技術性能為國內(nèi)。自1996年以來，已在山東、河南、陜西、甘肅等地建了十多條生產(chǎn)線，共裝配了 JDG60型、90型、100F型和200F型凍干機32套。目前，已建的凍干香蔥、凍干山藥、凍干草莓等，不斷接到外商訂單。
加工凍干食品規(guī)模越大成本越低，效益越高。據(jù)估計，每年各以100天加工大蒜片、胡蘿卜丁、醬牛肉等3個產(chǎn)品，凍干面積需200平方米生產(chǎn)線，600多萬元的生產(chǎn)設備造價，年產(chǎn)值可為3000多萬元，年利稅在30％以上，約合1000多萬元。
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