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　　食品在加工、貯藏和運輸中會發(fā)生各種物理的、化學(xué)的和生物學(xué)的變化。這些變化會改變食品的顏色和結(jié)構(gòu)，也會發(fā)生使芳香物質(zhì)變質(zhì)、營養(yǎng)成分下降的生物化學(xué)反應(yīng)。所有這些物理的和生物化學(xué)的變化會導(dǎo)致食品品質(zhì)和加工效率的降低。特別是在加工高價值食品時，應(yīng)選擇有效的保藏方法。干燥是一種古老的保藏食品的方法，使脫水制品具有較長的保存期。但是用熱風(fēng)干燥等傳統(tǒng)方法干燥的制品通常會使原料品質(zhì)降低。相比于其他干燥方法來說， 真空冷凍干燥是保持食品品質(zhì)最好的方法。

　　真空冷凍干燥脫水技術(shù)是一項適用于蔬菜、水果、肉類、水產(chǎn)、藥品的護色、保鮮、保質(zhì)、保營養(yǎng)成分的高新加工技術(shù)。真空冷凍干燥原理是在真空狀態(tài)下，利用水的升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分不經(jīng)過冰的融化直接以冰態(tài)升華為水蒸氣而除去，從而獲得干燥制品的技術(shù)，簡稱凍干技術(shù)。用此方法生產(chǎn)的食品則稱為真空凍干食品。由于真空冷凍干燥是在低溫、高真空狀態(tài)下進行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以最大限度地保持被干物料的細胞活性以及被干物料的色、香、味、形和營養(yǎng)成分，而且復(fù)水性能好。凍干食品是采用現(xiàn)代脫水技術(shù)與工藝加工而成的集方便、保健、純天然為一體的高品質(zhì)綠色食品，避免了傳統(tǒng)脫水方法帶來的變色、變質(zhì)、變味、成分流失、無法還原等缺陷。

　　真空冷凍干燥設(shè)備的原理及組成真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理

　　真空冷凍干燥設(shè)備的原理及組成真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理是：先將物料凍結(jié)到共晶點溫度以下，使水分變成固態(tài)的冰，然后將經(jīng)過前處理的預(yù)凍食品裝入干燥倉內(nèi)，在低溫真空狀態(tài)下，由加熱板導(dǎo)熱或輻射方式供給食品熱能，使食品中的水分直接由冰升華成水蒸氣。不斷升華出的水蒸氣，由真空泵組抽至捕水倉內(nèi)，在-40～-45℃ 的排管外壁上凝結(jié)被捕捉，直至按凍干曲線達到規(guī)定的要求而停止供熱和抽真空，完成食品凍干全過程。真空冷凍干燥機(簡稱凍干機)主要由真空冷凍干燥箱(簡稱凍干箱)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)等幾部分組成。

　　1.干燥箱

　　干燥箱是一個真空密閉容器，是冷凍干燥設(shè)備的重要組成部件之一，是干燥過程中傳熱和傳質(zhì)的場所，它的性能直接影響到冷凍干燥設(shè)備的性能。如果帶有蒸氣消毒滅菌功能，凍于箱還應(yīng)是一個低壓內(nèi)壓容器。干燥室的形狀主要有圓形和矩形兩種，圓形干燥室操作容易、強度高、制作費用低，但其內(nèi)部空間的利用率低;矩形干燥室的空間利用率高，但制造費用高。

　　2.真空系統(tǒng)

　　真空系統(tǒng)包括真空干燥室、隔離閥、水蒸氣捕集冷凝器、真聯(lián)式旋片真空泵、聯(lián)接管道以及放氣閥等。系統(tǒng)內(nèi)空氣水蒸氣的抽除是由真空泵完成的，當真空泵工作時，打開隔離閥，真空干燥室內(nèi)的空氣及水蒸氣經(jīng)過水蒸氣捕集冷凝器捕獲水分后進入真空泵，由真空泵排氣口排出系統(tǒng)。為防止經(jīng)水蒸氣捕集冷凝器后抽除的氣體中含有的極少量的水蒸氣進入泵內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)配置了氣鎮(zhèn)閥，冷凍干燥時，打開氣鎮(zhèn)閥。在真空泵的排氣口裝有油霧捕集器，以防止排出氣體中的煙霧污染室內(nèi)環(huán)境。

　　3.加熱系統(tǒng)

　　為了使凍結(jié)后制品中的水蒸氣不斷地從冰晶中升華，就必須提供水蒸氣升華所需的足夠熱量，因此要配置加熱系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)除加熱板以外，還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵及管路、閥門、液位計、溫度傳感器等。

　　4.制冷系統(tǒng)

　　水蒸氣凝結(jié)器又稱為冷阱，是制冷系統(tǒng)的主要部件。在13.3Pa真空下，質(zhì)量為1g的冰升華可生成100m的水蒸氣，若這大量的水蒸氣不加以處理而由真空泵抽出，則需要大容量的抽氣機才能維持所需的真空度。冷阱的作用是將干燥室中的水蒸氣冷凝吸附變成冰，以免進入真空泵，一方面可以減少真空泵的工作負擔(dān)，另一方面能夠保證干燥室具有較低的真空度。

　　5.自動控制系統(tǒng)

　　自動控制系統(tǒng)是凍干機的指揮機構(gòu)，凍干機的控制包括制冷機、真空泵的起、停，加熱溫度的控制，物料溫度、冷阱溫度、真空度的測試與控制，自動保護和報警裝置等。自動控制系統(tǒng)的功能是對凍干機的各個重要參數(shù)進行測量、顯示，根據(jù)預(yù)先的設(shè)置對凍干機進行精確控制，使其運行在規(guī)定的狀態(tài)，并可對故障狀態(tài)報警并自動應(yīng)急處理。通過測量和記錄凍干過程的工藝參數(shù)，可以完整地了解整個凍干過程。對這些參數(shù)實施有效地控制，則可以實現(xiàn)對整個凍干過程的優(yōu)化。即在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，提高生產(chǎn)效率及減少能量消耗。

　　真空冷凍干燥的基本過程

　　1.1預(yù)處理

　　包括選擇、切分、清洗、漂次、殺菌、添加反應(yīng)劑和抗氧化劑等。其目的是清除雜物， 使之易升華干爆清除醇素引起的變質(zhì); 防止脂肪氧化和酵母引起的化學(xué)變質(zhì)。不同的食品， 有不同的預(yù)處理工藝。預(yù)處理對凍干制品質(zhì)量影響很大， 需嚴格按工藝要求操作。

　　1.2預(yù)凍

　　預(yù)凍是將溶液中的自由水固化， 使干燥后產(chǎn)品與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽真空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不可逆變化產(chǎn)生， 減少因溫度下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命特性的變化。

　　一般來說預(yù)凍之前應(yīng)確定三個數(shù)據(jù)： 預(yù)凍速率、預(yù)凍的最低溫度和預(yù)凍時間。

　　1.2.1預(yù)凍速率

　　預(yù)凍的速度影響真空凍干食品的質(zhì)量與凍干速率。為了獲得不同的降溫速度，就要采用不同的預(yù)凍方法， 例如可利用凍干箱直接凍結(jié)，也可利用冷凍庫進行凍結(jié)，有時需要讓冷凍箱先降溫，再將產(chǎn)品裝入箱內(nèi)。由試驗中發(fā)現(xiàn)，預(yù)凍過程中會產(chǎn)生溶質(zhì)效應(yīng)和機械效應(yīng)。溶質(zhì)效應(yīng)就是在預(yù)凍過程中，水分慢慢凍結(jié)而減少導(dǎo)致溶液中電解質(zhì)濃度逐漸升高，電解質(zhì)濃度的增加引起蛋白質(zhì)的變性，而使細胞死亡;另外電解質(zhì)濃度的增加會使細胞脫水而死亡。溶質(zhì)效應(yīng)在某一溫度范圍最為明顯，這個溫度范圍是在水的冰點和該液體的全部固化溫度之間，為了減弱溶質(zhì)效應(yīng)，需要以最高的凍結(jié)速率越過這個溫度范圍。機械效應(yīng)就是預(yù)凍速度慢，產(chǎn)生冰晶大而不規(guī)則;干燥時對于水蒸氣擴散阻力小，有利于升華。但會對細胞組織產(chǎn)生嚴重的機械損傷，影響成品的彈性和復(fù)水性，使復(fù)水性變差。而快速冷凍產(chǎn)生的冰晶較小， 形成晶核數(shù)量越多，孔隙度減小，阻力增大， 使水蒸氣只有靠滲透穿過已干的固體膜層， 干燥時間大大延長，不利于升華;但干后復(fù)水性好。解決這個問題的方法是增大冰晶體的體積， 從實驗得知， 食品溫度降低到-1℃～-5℃ 階段時， 其絕大部分從液相變?yōu)楣滔啵?故被稱為最大冰晶生成帶。有經(jīng)驗的技術(shù)員會在凍結(jié)階段將預(yù)先設(shè)置的溫度(-1℃～-10℃ ) 保留一段時間， 以促進冰晶的生長。

　　1.2.2預(yù)凍溫度

　　食品在進入干燥室以前必須低于共晶(熔) 點溫度，預(yù)凍之前必須通過實驗測得。測定共晶點的方法有多種，有電阻檢測法、差熱分析儀掃描法、低溫顯微鏡直接觀察法等。其中電阻檢測法方便易行。測量時先把需要凍干的產(chǎn)品配制成溶液或懸濁液， 溶液凍結(jié)后離子將固定不能運動，因此電阻率將非常大，而有少量液體存在時電阻率將顯著下降。因此測量產(chǎn)品的電阻率將能確定產(chǎn)品的共熔點。在制定實際工藝曲線時，一般預(yù)凍溫度要比共晶點溫度低5～10℃ 。

　　1.2.3預(yù)凍時間

　　根據(jù)設(shè)備的情況來決定，保證抽真空之前所有產(chǎn)品均已凍實。凍干箱的每一板層之間的溫差越小，則預(yù)凍的時間可以相應(yīng)縮短，一般產(chǎn)品的溫度達到預(yù)凍最低溫度之后1～2小時既可開始抽真空升華。

　　1.3凍干

　　凍干是工藝要求最復(fù)雜的一道工序，要嚴格按一定的工藝要求既凍干曲線進行。凍干曲線是指凍干物料溫度和凍干箱內(nèi)壓力隨時間變化的曲線。不同的物料、不同的品種、不同的凍干設(shè)備，都有不同的凍干曲線，一般都是由實驗確定，再用來指導(dǎo)凍干生產(chǎn)。

　　1.3.1凍干室壓強對凍干速率的影響

　　在凍干過程中，增大壓強有利于傳熱但不利于傳質(zhì)，降低壓力有利于傳質(zhì)但不利于傳熱。如果冷凍干燥是傳熱控制過程，則干燥速率隨著干燥室壓力升高而提高。如果冷凍干燥是傳質(zhì)控制過程，干燥速率隨著干燥室壓力降低而提高。實驗表明，在較低的壓力范圍內(nèi)提高工作壓力可以加速凍干，而在同樣的壓力范圍內(nèi)采用循環(huán)壓力可提高凍干速率。循環(huán)壓力的波幅對凍干速率有明顯的影響， 而對周期的影響不大。

　　1.3.2加熱方式對凍干速率的影響

　　目前凍干機上常見的加熱方式有傳導(dǎo)加熱、輻射加熱和微波加熱

　　(1)傳導(dǎo)加熱

　　傳導(dǎo)加熱主要是以接觸式傳熱為主，利用載熱體通過加熱板來實現(xiàn)，熱源有電加熱、蒸汽加熱等。接觸式傳熱效率較高，但易造成物料受過熱度，影響產(chǎn)品品質(zhì)。

　　(2)輻射加熱

　　輻射加熱是熱量由熱輻射板通過輻射傳至物料干燥層表面，再通過導(dǎo)熱和氣體對流的方式由干燥層表面到達升華界面。輻射式換熱可克服接觸式傳熱的缺點，易保障產(chǎn)品的品質(zhì)， 但所需時間較長， 效率低。

　　1.4后處理

　　經(jīng)凍干的制品不僅含水量低，且其呈多孔狀，組織表面比原來擴大100～150倍，因而吸濕性強，易受氧化影響。為了便于保存，后處理不容忽視，后處理的主要內(nèi)容是包裝。包裝材料一般選不透水、隔氧、遮光的真空鍍鋁薄膜及PE T/鋁薄/PP復(fù)合材料。包裝形式可采用真空包裝或真空充氣包裝(充氮或二氧化碳)。食品中的微生物會導(dǎo)致包裝后食品的變質(zhì)和敗壞，必須采取各種有效的滅菌和消毒方法，對包裝材料和食品殺菌。對凍干食品來說，常用的方法有紫外線殺菌和輻射殺菌。值得一提的是在包裝過程中，隨著技術(shù)的發(fā)展，微波也應(yīng)用于食品包裝上。食品包裝紙在生產(chǎn)、傳輸和保存過程中，極易受到病原微生物的污染， 常規(guī)的化學(xué)或物理消毒方法都會損及紙的品質(zhì)，尤其是化學(xué)消毒方法，甚至?xí)蚱涑粑抖档图埖氖褂脙r值。有的考慮其安全問題，用紫外線燈進行滅菌，效果也不理想，所以很難處理。微波消毒比常規(guī)加熱消毒所需溫度低，殺菌可以從表面到內(nèi)部均能實現(xiàn)。

　　食品凍干技術(shù)的應(yīng)用狀況

　　1.國外的應(yīng)用狀況

　　食品真空冷凍干燥技術(shù)起源于20世紀30年代。1930年丹麥的Flosdorf開始了食品凍干實驗，1940年英國的Fikidd提出了用冷凍干燥方法進行食品處理的技術(shù)。1961年英國食品部在Aberdeen實驗工廠開始了食品凍干技術(shù)的研究，其研究成果證明，凍干技術(shù)用于食品加工是獲得優(yōu)質(zhì)食品的一種方法。據(jù)有關(guān)資料記載：1963年美國有凍干食品廠11家，荷蘭、丹麥、前西德等歐洲國家有25家。1965年全球凍干食品廠已發(fā)展到50多家。到1972年，美國有凍干食品廠41家，t3本有13家，歐洲有49家。凍干食品產(chǎn)量增加亦較快，僅從美國統(tǒng)計，1963年凍干食品產(chǎn)量近5000t，1970年產(chǎn)量為157000t，1972年產(chǎn)量為175000t。20世紀80年代初，白俄羅斯的斯魯茨克建成了大型凍干食品生產(chǎn)線，僅凍干奶酪一種年產(chǎn)量即達150t。1985年13本有凍干食品廠25家，歐洲接近百家。1989年，保加利亞的索非亞建立了低溫生物學(xué)和冷凍干燥技術(shù)研究所，主要研究宇航食品、兒童食品、方便食品、保健食品和營養(yǎng)食品。當時，該研究所綜合實力在全球同類科研機構(gòu)中名列前茅。從20世紀80年代中期至90年代末，是全球凍干技術(shù)快速發(fā)展階段，美國和日本凍干食品產(chǎn)量增加幅度最大。到2005年，美國凍干食品廠超過百家、日本有凍干食品廠35家，美、日有近一半的方便食品采用凍干技術(shù)生產(chǎn)。凍干食品在歐、美、日等國家已經(jīng)被人們廣泛地接受。

　　全球第一臺食品真空冷凍干燥設(shè)備于1943年在丹麥問世。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達國家都具備自主研制食品凍干機的能力。食品凍干機按用途不同劃分類型，有實驗用凍干機和生產(chǎn)用凍干機;按干燥擱板面積大小劃分類型，有小、中、大、特大四種(凍干面積在50m以下的為小型、50～100m為中型、100～500m為大型、500m以上為特大型);按凍結(jié)方式劃分，有凍干合一型和凍干分離型;按作業(yè)方式劃分有間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式;按干燥倉形狀劃分，有方形、圓型和隧道式;按自動化程度劃分，有手動型、半自動型和全自動型。丹麥Atlas公司和日本共和真空株式會社，是全球最具影響力的食品凍干設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。丹麥是凍干設(shè)備出口量最多的國家，美國是凍干設(shè)備擁有量最多的國家。Atlas公司生產(chǎn)的食品凍干機類型齊全，其中凍干分離型和連續(xù)式食品凍干設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、自動化程度高、能源消耗低，主要技術(shù)指標均居全球領(lǐng)先地位。前者用裝料車整體裝料、凍干和運輸，可實現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn);后者適用于大批量凍干食品的生產(chǎn)。共和真空株式會社研制的食品凍干設(shè)備一般是間歇式的，該類型機周期性工作，物料干燥分批進行。

　　2.國內(nèi)的應(yīng)用狀況

　　我國真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展僅有五十余年的歷史。20世紀50年代中期從前蘇聯(lián)引進了真空冷凍干燥技術(shù)，當時主要用于生物制品和藥品生產(chǎn)。到20世紀60年代，國家出于戰(zhàn)略需要，相繼在北京、上海、天津建立了凍干食品基地，生產(chǎn)供軍事、航海等野外作業(yè)用的特殊食品。從此，食品真空冷凍干燥技術(shù)在我國開始應(yīng)用。20世紀70年代中期上海、廣東興建了凍干食品生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)食品工業(yè)原料和調(diào)味食品。由于凍干工藝較落后、生產(chǎn)成本高、缺乏市場競爭力，至1985年已無一家能維持經(jīng)營。近二十年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和國際凍干技術(shù)的快速發(fā)展，我國食品凍干技術(shù)取得了長足進展。青島第二食品廠率先引進日本共和真空株式會社凍干設(shè)備，其后，湖南康寶食品公司引進丹麥Atlas公司凍干設(shè)備，廈門佳裕食品公司引進臺灣設(shè)備，使我國食品凍干技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模不斷擴大。現(xiàn)在，上海、廣東、山東、福建等地已建成二十余家凍干食品生產(chǎn)企業(yè);開展食品凍干技術(shù)研究工作的高校有清華大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、東北大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等十余所，在大蒜粉、湯料、蘑菇、人參、山藥及部分水果、蔬菜等凍干食品的研制方面，取得了一定的成果。我國食品凍干設(shè)備的發(fā)展始于20世紀80年代中期，起步晚、發(fā)展迅速。早期的凍干設(shè)備以仿制20世紀70年代國外產(chǎn)品為主，其凍干面積通常不超過20m、作業(yè)方式皆為間歇式、能耗較高、自動化程度較低。近十年來，經(jīng)過高校、科研院所及生產(chǎn)廠家的共同努力，我國探索出一條消化吸收與創(chuàng)新相結(jié)合的道路，逐步形成了自主設(shè)計、自主生產(chǎn)的能力，而且在食品凍干裝置國產(chǎn)化方面取得了重大進展，在大型化和連續(xù)化方面填補了空白，達到國際先進水平。

　　3.凍干食品的種類

　　美國有資料統(tǒng)計，到2005年全球采用凍干技術(shù)生產(chǎn)的食品已超過百種，可分為以下幾類。(1)烹飪原料類： 肉、蛋、魚、蝦、貝、海參、蔬菜。(2)調(diào)味食品類：蔥、姜、蒜、香料、色素、湯料。(3)水果類：蘋果、香蕉、菠蘿、草莓、梨、桃等。(4)飲品類：咖啡、茶葉、果汁、菜汁。(5)保健食品類：人參、山藥、蜂蜜、甲魚、冬蟲夏草。(6)土特產(chǎn)品類：蘑菇、黃花菜、香椿等。(7)食品工業(yè)原料類：蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白粉等。(8)特殊食品類：航天、航海、軍事、登山、探險等野外作業(yè)用食品。

　　4.食品凍干技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　進入21世紀以后，隨著人們環(huán)保意識、健康意識的不斷增強，生活節(jié)奏的不斷加快，人們對科學(xué)加工的食品產(chǎn)生了更高的認識、提出了更多的要求，這將大大推動食品真空冷凍干燥技術(shù)的進一步發(fā)展。對此，可依據(jù)目前國外新型食品開發(fā)狀況，從國際市場對凍干食品需求趨勢分析中得到求證。

　　4.1國外正在或擬開發(fā)的凍干食品

　　(1)新型方便食品。在日本，新型方便食品均添加采用凍干技術(shù)生產(chǎn)的維生素、全蛋粉或蛋黃粉、大豆粉或花生粉，以確保其營養(yǎng)成分。在歐洲大多數(shù)國家，將人們?nèi)粘ＯM的胚芽玉米粉和椰子油、食糖、維生素、礦物質(zhì)混合制成的方便食品定為第一代方便食品;第二代方便食品是用凍干的海帶粉、天然水果粉、海藻膠、麥芽糊精加適量的檸檬酸與玉米胚芽、燕麥胚芽、魚粉、免肉粉、牛肉粉等制成的。歐、美國家還有一種營養(yǎng)豐富、香甜可口的水果型方便食品，是用凍干的草莓粉、葡萄粉、橙桔粉、菠蘿粉、香蕉粉和獼猴桃粉等混合制成的。捷克正在對用于加工新型方便食品的薄層物料的凍干工藝進行研究，意大利正在對凍干蘋果、檸檬和食糖的均化混合液加牛奶后脫水的理化特性進行研究，西班牙正在研究凍干乳酸干，日本正在研究凍干膠狀魚粉等。美國賓夕法尼亞大學(xué)的J·H·MacNeil博士預(yù)測，本世紀的雞蛋將是以凍干技術(shù)濃縮成固體含量為18% ～25% 或30% ～40%的蛋品。

　　(2)顆粒蔬菜。蔬菜是人類生活中的一大營養(yǎng)寶庫。日本東洋FD食品株式會社于20世紀90年代找到一種不同尋常的吃菜方法。該方法是將油菜、菠菜、芹菜、蘿卜葉、豌豆、胡蘿卜、南瓜、雪里紅等8種蔬菜混合，凍干后制成顆粒蔬菜。這種含豐富的葉綠素、胡蘿卜素、維生素和礦物質(zhì)等天然營養(yǎng)成分的蔬菜，不但營養(yǎng)豐富、味道鮮美，而且非常適合于斷奶伊始的嬰兒、不喜歡吃蔬菜的兒童、牙口不好的老年人、吃流食或半流食的病人以及食量受限的運動員等特殊人群。現(xiàn)在，顆粒蔬菜已成為日本大眾的日常消費品。

　　(3)粉末蔬菜。在歐、美、日市場上，日漸流行一種新的蔬菜加工方法，即用凍干技術(shù)加工圓蔥、白菜、菠菜、胡蘿卜、南瓜等許多種粉末蔬菜。將粉末蔬菜加入面粉或食糖中，制成蔬菜面條、餅干、糕點和糖果、飲料等，能保持蔬菜中的營養(yǎng)成分、纖維質(zhì)及其色澤、風(fēng)味。

　　4.2國際市場對凍千食品需求趨勢

　　近些年來，歐、美、日對凍干食品的需求量迅速增加。在歐洲，凍干食品占全部脫水食品的50%～70% ;全美方便食品中，凍干食品占50%以上;日本市場上的脫水食品中，凍干食品接近60%。盡管如此，英、德、美、日等國家每年都需進口大量的凍干食品，其品種有圓蔥、蘆筍、白菜、胡蘿卜、蘑菇、馬鈴薯，以及牛肉、雞蛋和魚蝦。瑞典、挪威、丹麥等北歐國家凍干蔬菜、凍干水果的進口量仍然逐年增加。凍干食品在國際市場上的價格是熱風(fēng)干燥食品的4～6倍，正逐漸成為國際貿(mào)易的大宗食品。據(jù)國家海關(guān)總署統(tǒng)計，自20世紀90年代中期以來，我國大陸脫水蔬菜年出口量以平均30%的速度遞增;我國大陸脫水蔬菜出口量超過全球總產(chǎn)量的1/2，加上臺灣地區(qū)出口量則約占全球總產(chǎn)量的2/3。我國是農(nóng)業(yè)大國有豐富的蔬菜(包括土特產(chǎn)品)、肉食及水產(chǎn)資源，應(yīng)用凍干技術(shù)(國產(chǎn)凍干設(shè)備價格僅為進口設(shè)備的1/3～1/2)，開發(fā)凍干蔬菜 凍干牛肉、凍干鮮蛋等大宗食品，銷往國際市場，是一個前景看好、利潤大、風(fēng)險小的出口創(chuàng)匯項目。目前，我國生產(chǎn)的凍干食品基本是外需型，主要包括烹飪原料、食品工業(yè)原料、調(diào)味食品和保健食品，年產(chǎn)量不足20000t。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，未來十年我國的外需型和內(nèi)需型凍干食品都將進入大幅度增長階段;到2015年，僅方便面輔料一種，約需凍干食品50000～60000t，加上快餐配料、湯料、飲品等，凍干食品的消費量將超過150000t。國內(nèi)外市場對凍干食品的巨大需求，為發(fā)展我國的食品凍干技術(shù)和凍干食品產(chǎn)業(yè)提供了大好的機遇。

　　真空冷凍干燥的優(yōu)點

　　真空冷凍干燥食品與其他干燥食品相比，凍干食品與蒸發(fā)脫水制干食品相比有許多優(yōu)點。

　　1.凍干食品是在低溫真空狀態(tài)下加工，避免了熱敏成分破壞、易氧化成分的氧化，色澤不變、芬香物質(zhì)損失極少，營養(yǎng)成分和生理活性成分保存率高，基本接近鮮品，改變了“營養(yǎng)不方便，方便欠營養(yǎng)”的狀況，因此凍干食品又常常作為某些功能性食品的基料。

　　2.凍干產(chǎn)品收縮率小，基本保持原品的固體框架結(jié)構(gòu)。

　　3.物料中的鹽分凍干脫水后，就地析出，分布均勻，避免蒸發(fā)干燥時水分向表面遷移時攜帶無機鹽成分在表面聚集而形成表面硬化等現(xiàn)象。

　　4.凍干食品成多孔海綿狀，松脆易粉碎，復(fù)水還原性好。

　　5.凍干食品含水量低(一般含水量在1%～2%左右)，質(zhì)量輕，易儲存運輸。另外，真空冷凍干燥過程不需添加任何添加劑，不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，純屬物理過程，因此真空冷凍干燥是開發(fā)綠色食品、有機食品的理想工藝。對于嬰幼兒、老年人、腸胃病患者等幾類特殊人群因消化系統(tǒng)功能欠佳，身體發(fā)育代謝所需的維生素、纖維素、礦質(zhì)元素等營養(yǎng)素得不到有效補充的問題，可利用真空冷凍干燥技術(shù)將富含這類營養(yǎng)素的食品，如水果、蔬菜等做成凍干食品，通過營養(yǎng)互補原理解決。最大限度地保持新鮮食品的營養(yǎng)成分及色、香、味。凍干后食品中的蛋白質(zhì)、脂溶性維生素基本不損失，其他水溶性維生素僅損失5%;食品凍干后，體積形狀基本不變，物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)不變，復(fù)水性好，食用方便;凍干產(chǎn)品脫水徹底，含水量低(2%～5%)，重量輕，貯運方便，無須冷藏，常溫下保質(zhì)期可達3～5a，儲存要求低。正是由于真空冷凍干燥食品的這些優(yōu)點，它的發(fā)展非常迅猛，產(chǎn)品范圍不斷擴大，從蔬菜、果品、飲料、調(diào)味品，到肉類甚至各種菜肴及羹、湯、粥類產(chǎn)品等。目前它不單單用于特殊場合，已逐步進入家庭，受到人們的青睞。從而又促進我國真空冷凍干燥裝置和食品深加工的發(fā)展。

　　食品真空冷凍干燥的改進

　　雖然真空冷凍干燥有諸多優(yōu)點，但是無論是國產(chǎn)設(shè)備還是引進的凍干設(shè)備，其共同的缺點是價格昂貴，耗能高，收回投資慢。降低成本，減少能耗是凍干機今后的主攻方向。因此，食品凍干機的研究方向和發(fā)展趨勢有以下4點。

　　1.改進結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計、降低成本、減少能耗。國外有些凍干機不采用不銹鋼制造，而采用低碳鋼。捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸、結(jié)霜特性的優(yōu)化更有實際意義，因為目前它的造價相當于凍干箱的造價，運轉(zhuǎn)功耗較大。對于凍干機而言，加熱系統(tǒng)只是補充升華熱，功率消耗本不應(yīng)太高，但現(xiàn)有設(shè)備不盡人意，應(yīng)該優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低能耗。

　　2.保證質(zhì)量。提高性能

　　有些廠家的凍干機安裝后，一直不能投入正常生產(chǎn);有些凍干機雖然能生產(chǎn)，但能耗太高，生產(chǎn)的產(chǎn)品越多，賠錢越多;還有些元器件不斷出現(xiàn)故障，影響正常生產(chǎn)。因此，必須保證凍干機質(zhì)量。提高性能是指除加熱速率、抽氣速率、溫度均勻性、真空度穩(wěn)定性之外，增強設(shè)備新的功能。

　　3.開發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備

　　當前生產(chǎn)的凍干機都是間歇式產(chǎn)品，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人民生活水平的提高，消費量會增大，因此發(fā)展連續(xù)式凍干設(shè)備是增加凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量的必然趨勢。連續(xù)式凍干機同普通凍干機的區(qū)別，普通凍干機干燥過程物料是靜止的，由于真空環(huán)境里無法對流換熱，僅靠接觸和輻射傳熱物料受熱極不均勻，導(dǎo)致物料最終干燥程度和干燥品質(zhì)差別很大。全自動連續(xù)式凍干機干燥過程中物料不斷翻轉(zhuǎn)向前移動，同熱源表面均勻接觸，受到相同熱量，可確保同時干燥，獲得一致的干燥品質(zhì)，同時大大縮短了干燥時間，節(jié)省了能源，避免了過度干燥現(xiàn)象。連續(xù)式凍干機的問世改變了傳統(tǒng)凍干機效率低下、干燥品質(zhì)差、能耗高等現(xiàn)狀，干燥品質(zhì)不穩(wěn)定的問題得到解決。是現(xiàn)代化智能化凍干工廠的首選設(shè)備。

　　結(jié)語

　　食品真空冷凍干燥技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合技術(shù)，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域。食品凍干技術(shù)的進步依賴于交叉學(xué)科的發(fā)展。從食品凍干技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)日臻成熟、完善，凍干食品的普及性已經(jīng)達到相當高的程度;我國處于借鑒、消化吸收與自主創(chuàng)新相結(jié)合階段，與當今國際先進水平相比存在一定的差距，凍干食品尚未被人們廣泛地接受、在國內(nèi)市場尚不具備競爭力。俗話說：民以食為天。食品工業(yè)與國計民生息息相關(guān)，只能越發(fā)展越進步，越發(fā)展越講科學(xué)。功能食品、營養(yǎng)食品、保健食品、方便食品以及兒童食品等，能夠滿足人們不斷增長的物質(zhì)生活需要的新型食品的發(fā)展都離不開凍干技術(shù)。因此，食品真空冷凍干燥技術(shù)必將成為21世紀的重要應(yīng)用技術(shù)。