傳統真空冷凍干燥技術限制凍干食品產業發展

 

隨著消費水平的提高，人們對各類口感好、營養豐富、附加值高的冷凍干燥食品（也稱凍干食品）的需求量將越來越大。但傳統真空冷凍干燥技術和設備存在能耗大、干燥效率低、應用成本高等問題，限制了凍干食品產業的進一步發展。

 

傳統真空冷凍干燥技術是指在真空狀態下，對物料進行升華干燥（即冷凍干燥）的技術。在對物料采用真空冷凍干燥的過程中，需先將干燥室變成真空狀態，接著對物料凍結、升華干燥。對物料凍結的溫度一般在-20℃以下，但在實際操作時，應根據不同物料特性而定。

 

過去通常先對物料進行冷凍干燥，再對物料提供升華熱。這種技術往往采用電加熱、酒精燃燒、柴油燃燒等方式加熱，再加熱隔板，隔板再加熱料盤，料盤再加熱物料，熱量由物料表層傳入里層。因導熱環節太多，故導熱效率和速度極低，且水分遷移方向和干燥層推進方向相反，使水分遷移的阻力增大，不僅能耗大，且干燥周期很長，大大增加了生產成本。

 

我國目前所用的大型真空冷凍干燥設備主要從國外進口，價格昂貴。國內雖有少數企業生產此類設備，但因存在技術、工藝和質量等方面問題，這類國產設備很難推廣。

 

微波真空冷凍干燥技術的發展

 

為探索新的凍干技術、自主開發國際領先的凍干設備，早在1987年，我國真空冷凍干燥技術領域的權威專家、南京亞泰微波能技術研究所所長陳金傳就帶領同事，開始了微波真空冷凍干燥技術的探索和研究。經多年的不懈努力，該所投入大量的人力和物力，攻克了無數重大技術難題，終于取得重大突破，成功研制出了微波真空凍干設備，上海放射性動物試驗站將其用于化工等產品，效果良好。青島某單位利用微波真空凍干設備加工蔬菜，取得了可喜成果，其產品質量超過國外進口設備生產的產品，在廣交會上大受外商的稱贊。

 

據陳金傳介紹，微波真空冷凍干燥設備在對物料進行干燥時，采用微波干燥的方式來提供升華熱。在生產微波真空冷凍干燥設備的過程中，最突出的技術難題是低氣壓氣體的放電問題：處于真空狀態下的氣體在稀釋到一定程度時，在外界加入能量的情況下，會產生高頻放電現象。低氣壓氣體出現高頻放電現象，產生的危害是微波能輸送不到物料內、微波反射嚴重、毀壞微波爐的密封窗，繼而破壞微波爐內的真空狀態。因此，盡管微波真空冷凍干燥設備研制成功已有10多年的歷史，但由于生產技術難度很大，一直未得到很好推廣，目前市場上多為小型設備。

 

微波真空冷凍干燥技術的優點

 

在保健品生產和農產品加工過程中，使用微波真空冷凍干燥設備具有哪些優點？據介紹，一能最大限度保持物料原有的風味、色澤和營養成分等不變。因凍干產品是在低溫真空（缺氧）的條件下完成，酶和細菌不會增生，食品不變質、不氧化，營養成分特別是那些遇高溫會分解的維生素和化凍時與水一起流失的水溶性營養素損失就很少。

 

二可降低能耗且環保。物料用冷凍干燥方法處理，需補充升華熱。微波加熱是交頻電磁場的介質熱，微波穿透物料的整體內外、同時加熱，可節約大量能源、提高加熱和干燥速度。用微波設備對物料加熱，與常規加熱法相比，效率可提高3—4倍，能耗只有其1/3—1/10。此外，常規加熱會產生大量二氧化碳，污染大氣和環境，而微波加熱則幾乎不產生污染源。

 

三能有效提高食品附加值。用微波真空冷凍干燥法生產的半成品或產品，復水性良好，復水后的色澤和狀態新鮮如初;重量很輕，僅為原重的1/3—1/10，便于攜帶、貯存和運輸;便于儲存，在常溫下可保存3—5年，最長可達10年。

 

微波真空冷凍干燥技術應用空間廣闊

 

微波真空冷凍干燥技術目前主要用于高附加值的農副產品、保健食品和高檔調味料等高附加值食品的生產之中：1.用于脫水蔬菜、脫水肉制品、脫水海產品等高附加值農產品的加工。這些加工后的脫水產品作為高檔配料，可用作方便食品如方便面、方便米粉調味包的配料。2.用于保健品生產。這些保健品包括蜂王漿凍干粉、純蛇粉、龜鱉粉、冬蟲夏草、鹿茸、人參、螺旋藻粉等。3.用于調味品生產。用微波真空冷凍干燥設備對大蒜和生姜等進行處理，能較好保留原料中的呈味和營養物質，可生產出高品質的大蒜粉和生姜粉。

 

由于食品原料的含水量、結構、黏度等性能各不相同，且原料品種眾多，不同原料對微波的設計參數有不同的要求，所以，在處理農產品的過程中，微波設備具有很強的專一性，很難通用。對不同的農產品，必須采用不同結構和性能的微波設備進行加工。隨著市場對高端食品和農副產品的需求越來越廣泛，微波真空冷凍干燥技術的應用前景也充滿無限光明。