凍干的原理。真空冷凍干燥簡(jiǎn)稱凍干,是一種在真空低溫環(huán)境中將物料中的固態(tài)水(冰)直接升華為水蒸氣以使物料干燥的方法;用凍干方法處理的食品稱凍干食品;提供這種凍干過(guò)程所需要的真空低溫環(huán)境的設(shè)備稱真空冷凍干燥設(shè)備,簡(jiǎn)稱凍干機(jī)。凍干技術(shù)是迄今為止最為先進(jìn)的干燥技術(shù),最初主要用于制藥及生物制品領(lǐng)域,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到食品及農(nóng)副產(chǎn)品深加工行業(yè)。
食品凍干工藝流程。真空冷凍干燥的目的是先將物料中的自由水完全凍結(jié),以升華方式將這部分水完全脫去,隨后脫去大部分吸附水,從而獲得干品,最大限度地保持原有特性并便于長(zhǎng)期保存。因此真空冷凍干燥過(guò)程可分為預(yù)凍、升華干燥和解吸干燥三個(gè)階段。
食品(藥品)的預(yù)凍。物料的冷凍干燥過(guò)程是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的,只有物料中溶液全部?jī)鼋Y(jié)后才能在真空下升華。否則,若有部分液體存在,不僅會(huì)在真空下迅速蒸發(fā)造成物料濃縮變形,而且溶解在溶液中的氣體會(huì)在真空下迅速放出,使凍干產(chǎn)品鼓泡。因此食品的預(yù)凍一般應(yīng)首先滿足預(yù)凍溫度低于物料共晶點(diǎn)溫度(物料中的游離水完全凍結(jié)的溫度)5~10℃。其次,除了使物料完全凍結(jié),還應(yīng)保證物料凍結(jié)后保持原有的特性和生命活力。為此凍結(jié)速度應(yīng)該達(dá)到使物料組織的冰層推進(jìn)速度大于水移動(dòng)速度,冰晶分布與凍結(jié)前物料中液態(tài)水的分布相近,并且冰晶細(xì)小,不損傷細(xì)胞組織。凍結(jié)速度越快,保持原有特性和生命活力的程度就越好。
值得一提的是,凍結(jié)過(guò)程中快速通過(guò)最大冰晶生成區(qū)對(duì)于物料凍結(jié)質(zhì)量尤為重要。但是凍結(jié)速度太快,冰晶太小,升華干燥時(shí)的氣體逸出通道就會(huì)太小,氣體逸出阻力增大,會(huì)影響升華速度。