微波真空冷冻干燥设备是一种高技术产品,具有优良的应用性能,但在我国食品工业中的应用规模还不是很大。专家认为,微波真空冷冻干燥技术和设备在延长食品的保质期、保存食品原有的风味和营养成分、保留原料的生理活性、增强保健食品的功能性、提高农产品的附加值等方面,都具有积极的意义,因而在保健食品工业和农产品加工业中具有广阔的用武之地。
 
传统真空冷冻干燥技术限制冻干食品产业发展
 
随着消费水平的提高,人们对各类口感好、营养丰富、附加值高的冷冻干燥食品(也称冻干食品)的需求量将越来越大。但传统真空冷冻干燥技术和设备存在能耗大、干燥效率低、应用成本高等问题,限制了冻干食品产业的进一步发展。
 
传统真空冷冻干燥技术是指在真空状态下,对物料进行升华干燥(即冷冻干燥)的技术。在对物料采用真空冷冻干燥的过程中,需先将干燥室变成真空状态,接着对物料冻结、升华干燥。对物料冻结的温度一般在-20℃以下,但在实际操作时,应根据不同物料特性而定。
 
过去通常先对物料进行冷冻干燥,再对物料提供升华热。这种技术往往采用电加热、酒精燃烧、柴油燃烧等方式加热,再加热隔板,隔板再加热料盘,料盘再加热物料,热量由物料表层传入里层。因导热环节太多,故导热效率和速度极低,且水分迁移方向和干燥层推进方向相反,使水分迁移的阻力增大,不仅能耗大,且干燥周期很长,大大增加了生产成本。
 
我国目前所用的大型真空冷冻干燥设备主要从国外进口,价格昂贵。国内虽有少数企业生产此类设备,但因存在技术、工艺和质量等方面问题,这类国产设备很难推广。
 
微波真空冷冻干燥技术的发展
 
为探索新的冻干技术、自主开发国际领先的冻干设备,早在1987年,我国真空冷冻干燥技术领域的权威专家、南京亚泰微波能技术研究所所长陈金传就带领同事,开始了微波真空冷冻干燥技术的探索和研究。经多年的不懈努力,该所投入大量的人力和物力,攻克了无数重大技术难题,终于取得重大突破,成功研制出了微波真空冻干设备,上海放射性动物试验站将其用于化工等产品,效果良好。青岛某单位利用微波真空冻干设备加工蔬菜,取得了可喜成果,其产品质量超过国外进口设备生产的产品,在广交会上大受外商的称赞。
 
据陈金传介绍,微波真空冷冻干燥设备在对物料进行干燥时,采用微波干燥的方式来提供升华热。在生产微波真空冷冻干燥设备的过程中,最突出的技术难题是低气压气体的放电问题:处于真空状态下的气体在稀释到一定程度时,在外界加入能量的情况下,会产生高频放电现象。低气压气体出现高频放电现象,产生的危害是微波能输送不到物料内、微波反射严重、毁坏微波炉的密封窗,继而破坏微波炉内的真空状态。因此,尽管微波真空冷冻干燥设备研制成功已有10多年的历史,但由于生产技术难度很大,一直未得到很好推广,目前市场上多为小型设备。
 
微波真空冷冻干燥技术的优点
 
在保健品生产和农产品加工过程中,使用微波真空冷冻干燥设备具有哪些优点?据介绍,一能最大限度保持物料原有的风味、色泽和营养成分等不变。因冻干产品是在低温真空(缺氧)的条件下完成,酶和细菌不会增生,食品不变质、不氧化,营养成分特别是那些遇高温会分解的维生素和化冻时与水一起流失的水溶性营养素损失就很少。
 
二可降低能耗且环保。物料用冷冻干燥方法处理,需补充升华热。微波加热是交频电磁场的介质热,微波穿透物料的整体内外、同时加热,可节约大量能源、提高加热和干燥速度。用微波设备对物料加热,与常规加热法相比,效率可提高3—4倍,能耗只有其1/3—1/10。此外,常规加热会产生大量二氧化碳,污染大气和环境,而微波加热则几乎不产生污染源。
 
三能有效提高食品附加值。用微波真空冷冻干燥法生产的半成品或产品,复水性良好,复水后的色泽和状态新鲜如初;重量很轻,仅为原重的1/3—1/10,便于携带、贮存和运输;便于储存,在常温下可保存3—5年,最长可达10年。
 
微波真空冷冻干燥技术应用空间广阔
 
微波真空冷冻干燥技术目前主要用于高附加值的农副产品、保健食品和高档调味料等高附加值食品的生产之中:1.用于脱水蔬菜、脱水肉制品、脱水海产品等高附加值农产品的加工。这些加工后的脱水产品作为高档配料,可用作方便食品如方便面、方便米粉调味包的配料。2.用于保健品生产。这些保健品包括蜂王浆冻干粉、纯蛇粉、龟鳖粉、冬虫夏草、鹿茸、人参、螺旋藻粉等。3.用于调味品生产。用微波真空冷冻干燥设备对大蒜和生姜等进行处理,能较好保留原料中的呈味和营养物质,可生产出高品质的大蒜粉和生姜粉。
 
由于食品原料的含水量、结构、黏度等性能各不相同,且原料品种众多,不同原料对微波的设计参数有不同的要求,所以,在处理农产品的过程中,微波设备具有很强的专一性,很难通用。对不同的农产品,必须采用不同结构和性能的微波设备进行加工。随着市场对高端食品和农副产品的需求越来越广泛,微波真空冷冻干燥技术的应用前景也充满无限光明。 
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