食品真空幹燥裝置及其進展

　　真空幹燥在食品工業中有廣泛的重要（yào）的應用，進幾年來，真空技（jì）術與微波加（jiā）熱技術和（hé）其（qí）它幹燥技術相結合，出現了一些新（xīn）的真空幹燥裝置類（lèi）型，提出了我國應加快研製開發真空（kōng）微波幹燥（zào）裝置的新觀點。
      0.
      前言（yán）當前（qián），食品（pǐn）加工技（jì）術的一個重要發展趨勢是^大限度地保持食品的營養和色香味，而幹燥工藝和設備的選擇（zé）對食品產品的營養、色香味有很大（dà）影響。食品幹燥有很多與“食品”相（xiàng）聯係的特點，它不（bú）同於化工產品的幹燥，前者需要考慮食品衛生、營養損失、色香味變化等等，對幹燥溫度和時間有嚴格限製；食品幹燥（zào）又不同於醫藥（yào）產品的幹燥，因為食品往往是低附加值（zhí）產品，而藥品一般是高（gāo）附加值產品，前者必須考慮幹燥過程的經濟性。圍繞著“質量和經濟”，近年來食品幹燥技術（shù）和設備還是取得了不少（shǎo）進步，而其中真空與其它幹燥方法或加熱技術相結合，賦予（yǔ）了真空幹燥裝置新的內（nèi）涵和生命（mìng）力。
      1．
      食品真空幹燥的特點真空幹燥是基於（yú）這樣一基本原理：水（shuǐ）的飽和（hé）蒸氣壓與溫度緊密相關，在真空狀態下，水的沸點降低，即在真空下操作也就是在低（dī）溫下操作，可避免（miǎn）在高溫下營（yíng）養成（chéng）分維生素等的破壞，同時提高了幹燥速度。此外在真空係統中，單位體積內空氣（qì）的含量低於大氣中的含量，在這相對缺氧的環境下進行食品（pǐn）幹燥（zào）可以減輕甚至避（bì）免食品中脂肪的氧化機會，色素褐變或其它氧化變質等，所以采用真空（kōng）幹燥獲得較好的（de）食品質量。
      2．
      傳統的真空幹燥裝置真（zhēn）空幹燥在食品（pǐn）、製藥、化工等行業（yè）有廣泛的應用，國內（nèi）也開發和引進了各種真空幹燥設備，其結構形式多種多樣。在食（shí）品工（gōng）業中常（cháng）用的形式主要有箱式、雙（shuāng）錐（zhuī）式真空幹燥器（qì），帶式真空幹（gàn）燥（zào）器等。這些傳統的真空幹燥裝置主要采用（yòng）熱風，蒸汽或電等（děng）加熱，利用熱傳導，對流或輻射原理將熱量從外部傳（chuán）到物（wù）料內（nèi）部。
      2．1箱式真空幹（gàn）燥器箱式真空（kōng）幹燥是曆史^悠久（jiǔ），也是（shì）^簡單的一種真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多塊中空加熱板，加熱板（bǎn）裏（lǐ）麵一般通蒸氣加熱，也可用電加熱或其它輻射加（jiā）熱。物料放在（zài）金屬盤裏置於加熱板上，熱量通過熱傳導到達物料內部，使水份加熱蒸發。箱（xiāng）式真空幹燥器目前在實際中使用仍很普遍，適用於液體、漿體、粉體和散粒食（shí）品（pǐn）物料的幹燥。
      2．2雙錐真空幹燥器雙錐真空幹（gàn）燥器是使有（yǒu）對稱夾套的圓錐（zhuī）形容器回轉，借內部圓錐體本身的（de）傾斜度使物料不斷被攪拌，通過回轉接頭由回轉軸的一（yī）側送入蒸汽或（huò）加熱載體，並借助於設另一端軸中心的帶過（guò）濾網的排氣管排氣。雙錐真空幹燥器能達到較高真空度，內部結（jié）構簡單，清理容易，物料（liào）能全部排出。
      2．3真空帶式幹燥器真空帶式幹燥器是由一連（lián）續的不鏽鋼帶組成的，鋼帶繞過加熱滾筒和冷卻滾筒，結構呈多層式，構成幹燥器主體，然後納入密閉的真空室內。物料簿簿（bù）地平鋪在帶式（shì）加熱板上隨之運動，由於（yú）在真空條件下，物料在加熱板上呈沸騰狀發泡，故成品具有多（duō）孔（kǒng）性；全係（xì）統為密閉操作，衛（wèi）生條件好，實際（jì）操（cāo）作真空度100~10Kpa之間，加熱（rè）溫度為150℃左右，其運條件(幹燥（zào）溫度和時間)介於冷凍幹燥和噴霧幹燥之間，成品（pǐn）質量（liàng）與冷凍幹燥很接近，但冷凍幹燥是間隙操作而（ér）真空帶式幹燥機是連續作業，特別適合於熱敏性和極易氧化的食品的幹燥，液態或漿狀物料勻可使用，食品中（zhōng）常（cháng）用此幹燥橙汁、蕃（fān）茄汁、速溶（róng）茶等。
      2．4真空滾筒幹（gàn）燥機（jī）真空滾筒幹（gàn）燥機將滾筒密閉在真空室（shì）內，在真空滾筒幹燥機中（zhōng），進料（liào）、卸（xiè）料和刮料等都必（bì）須從幹燥室外進行控製，因此幹燥成本很高，故隻能用於非常熱敏性食品的幹燥，如果汁、酵母、嬰兒食品等。
      3．
      真（zhēn）空幹燥裝置的新進（jìn）展傳統（tǒng）的真空幹燥裝置大多（duō）采（cǎi）用熱（rè）傳導、對流或熱輻射的（de）方式加熱，加熱速度慢且不夠均勻，近幾（jǐ）年來，研究者將真空技術與微波加熱技術及其它幹燥技術相（xiàng）結合，出現了一些新的真空幹燥（zào）裝置類型。
      3．1真空冷凍幹燥水有三種聚集狀態，即液態、固（gù）態和汽態（tài）。隨著壓力的不斷降（jiàng）低，冰點的變化不大，而沸點側越來越低，越來越靠近冰點。當壓力（lì）下降到某一（yī）值時，沸點即與冰點相結合，固態冰可以（yǐ）不經過液態而直接轉化為汽態。水的三相點壓力為610.5Pa，三相（xiàng）點溫度為0.0098℃，在壓（yā）力低於三相點（diǎn）壓力（lì）時（shí），固態冰可（kě）以吸收熱量直接轉化為汽態的水蒸汽，冷凍幹燥的原理就在於此。真空冷凍幹燥時，產品放在真空室內，處（chù）在兩加熱板之間，利用低溫激（jī）發（fā）遠紅外加熱，保證幹燥均勻，加熱板的溫度是按幹燥過（guò）程的加熱曲線^控製的。真空度的（de）選擇要能保證整個幹燥（zào）過程中所有水（shuǐ）份都以冰的形式而不溶（róng）融（róng），對於大多數蔬菜和肉類（lèi）來說，選擇0.5~1Pa,相應於25℃左右的升華溫度為適。由於真空冷凍幹燥食品是在很低的溫度下脫水，食品的營養成分風（fēng）味物質損（sǔn）失少，可以^大限度地保留原有的營養和風味，複水性極好，可在數秒至（zhì）數（shù）分鍾內完成複原，其色、味、形與新鮮品基本完全相同。真空冷凍幹燥（zào）產品很多：有咖啡、速溶茶、果汁、草藥等，蔬菜類（lèi）有蔥、大蒜、薑（jiāng）、磨茹、肉類、鮮貝（bèi）等。真空冷（lěng）凍（dòng）幹燥一次性（xìng）投資很大（dà），令很多食品廠家望而（ér）卻步，如丹麥的ATLAS的RAY50型凍幹設備(凍幹麵積45m2)
      報價高達105萬美元，國產凍幹機剛剛（gāng）起步，質量方麵與國外產品還（hái）有很大的差（chà）距，此外真空冷凍幹燥的生產費用也較高，這是因為需要維持較高的真空和（hé）(-25℃)的低溫，幹燥時間長，能耗較高，這些（xiē）因素使冷凍幹燥在食品工業中（zhōng）使用帶來很大的（de）阻（zǔ）力。
      3．2噴射式連續真空（kōng）幹燥器又稱（Filtermat噴霧幹燥器（qì）)
      噴射式連續真空幹燥器又（yòu）稱Filtermat噴霧幹燥器，相當於是帶式真空幹燥（zào）器與噴霧幹燥（zào）器的組（zǔ）合。Niro
      Hudson公司研製（zhì）的該種幹燥器成功地解決了（le）粘性食品----如（rú）含糖量高、含脂肪量高或酸含（hán）量高的食品物料的幹燥問題，粘性大的物料用傳統的噴霧幹燥器（qì）會發生粘壁現象，幹燥困（kùn）難。幹燥過程中物料通過壓力（lì）噴嘴垂直向下噴向噴霧幹（gàn）燥室，熱空氣也向下噴，半幹（gàn）的粉末物料聚（jù）集（jí）在移（yí）動的（de）網帶上，尾氣也由風機排出，幹燥（zào）好的物料在網（wǎng）帶上進一步移動、冷（lěng）卻（què）、收集（jí）。由於噴霧塔內維持中等的真空度，熱風溫度隻需（xū）100℃左右，而一般的噴霧（wù）幹燥熱風溫度150℃左（zuǒ）右，因而熱敏性物料損失（shī）少，同時（shí）降低了噴霧塔內的高度。
      3．4微波真（zhēn）空幹燥微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有穿透性的電磁輻射波，微波幹燥原理是：微波發生器將微波（bō）輻射到幹（gàn）燥物料上，當微波射（shè）入物料內部時，透使（shǐ）水（shuǐ）等（děng）極性分子隨微波的頻率作同步旋轉，例如幹燥蔬（shū）菜類製（zhì）品采用915MHz的微波，則蔬菜內的極性（xìng）水分子等每秒轉動9.15億次，水（shuǐ）等極性分（fèn）子作如此高速（sù）旋轉的結果使物料瞬時產生摩擦熱，導致物料（liào）表麵和內部同時升溫，使大量的水分子（zǐ）從物料逸（yì）出，達到物料幹燥的效果。傳統的加熱方法如蒸汽、熱風、電等加熱是利用熱傳導、對流、輻射的原理將（jiāng）熱量從外部傳物料內部（bù），由表及裏需要一定的時（shí）間，物料的熱傳導性能越差所需的時間就（jiù）越長，因此加熱速度慢且受熱不均勻，能耗較高。微波加熱是使被加熱物體本身成（chéng）為發熱體（tǐ），故稱之為內部加熱方法，微（wēi）波（bō）從四麵八方穿過食品，食品內外同時加（jiā）熱，既不需要傳熱介質，也不利用對流，食品內外溫度同（tóng）時上升，加熱速（sù）度快而均勻，僅需傳統加熱方法的幾分之一或幾十分（fèn）之一，並能較（jiào）好保留食品中維生素及食品原有（yǒu）的（de）色香（xiāng）味。有實驗表明，曬幹的鮮菜其（qí）葉綠素、維（wéi）生素等營養（yǎng）成分僅剩3%，陰幹則可（kě）保留17%，熱風快速幹燥可保（bǎo）留40%，微波幹燥可保留60%~90%，真空冷凍幹燥可保留97%{2}。微波真空幹燥是將微波技術和真空技術有機地結合，充分發揮微波加（jiā）熱快（kuài）和均勻，真空條件下水汽化點低的特點，是一項（xiàng）很有前途的幹燥技術。微波真空幹燥技術在法國、日本、美國近年來已由實驗（yàn）室推向工業化生（shēng）產，這（zhè）種技術很適合（hé）於熱敏性食（shí）品（pǐn）的深加工。
      美國加州大（dà）學與（yǔ）某公司合作，使用微波真空幹燥無籽葡萄幹（gàn），保持（chí）了葡萄原有的形狀和（hé）顏色（sè），避免了過去傳統工藝(65℃熱空氣烘24小時)產品顏色、形狀、風味和營（yíng）養成分變化的缺點（diǎn），產品質量大（dà）大提（tí）高。法國國際（jì）微波公司製造的微波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空幹燥室直徑為1.5m，長度12m，加工速溶桔粉，產品不僅保持原有的色香味，其維（wéi）生素的保（bǎo）留遠遠高於噴霧幹燥。近年來國內外對高檔脫水蔬（shū）菜的需求量很大，而（ér）脫水蔬菜的生產，其（qí）幹燥工藝是決定產品質量的關鍵，采（cǎi）用真空冷（lěng）凍幹燥製備脫水（shuǐ）蔬菜雖然質量好，但真空冷凍幹燥設備價格昂貴，生產成（chéng）本高；80年（nián）代以來國外已有采用（yòng）真空微波——熱風（45%~55%）生產脫水（shuǐ）蔬菜，在質量上與冷凍幹燥工藝生（shēng）產的產品相當，而一次性投資少，總成本有（yǒu）較大幅度下降。
      4． 結束語
      真空（kōng）幹燥具（jù）有幹（gàn）燥溫度（dù）低，幹燥室內（nèi）相對（duì）缺氧，可避免脂肪氧化，色素褐變等一係列（liè）優（yōu）點，適合於熱（rè）敏感性食品物料的幹燥（zào），此外設備成本、幹燥費用也相（xiàng）對較低，真空幹燥在食品幹燥中點有重（chóng）要的地位。
      真空幹燥與微波加熱技術或其它幹燥方法相結合，出（chū）現了不少新型的真空（kōng）幹燥裝置，賦予了真空幹燥新的內涵及生命力。
      真空微波幹燥（zào）吸收了微波加熱和真空幹燥（zào）兩者（zhě）的優點，是一種很有前途的幹燥技術，建議我國加快研製、開（kāi）發真空微波幹燥（zào）裝置。