食品（pǐn）真空幹燥裝置及其進展

　　真空幹燥在食品工業中有廣（guǎng）泛（fàn）的重要的應（yīng）用，進幾年來，真空技術與微波加熱技（jì）術和其它幹燥技術相結（jié）合，出現了一些（xiē）新（xīn）的真空幹燥裝置類型，提（tí）出了我國（guó）應加快研（yán）製開發真空微波幹燥裝置的新觀點。
      0.
      前言當前，食品加工技術的一個重要發（fā）展趨勢是^大限度地保持食品的（de）營（yíng）養和色香味，而幹燥工藝（yì）和設（shè）備的選擇對（duì）食（shí）品產品的營養、色香味有很大影響。食品幹燥有很多與（yǔ）“食品”相（xiàng）聯係的特點，它不同於化工產品的幹燥，前者（zhě）需要考慮食品衛生、營養損失、色香味變（biàn）化等等，對（duì）幹（gàn）燥溫度和時間有嚴格限製；食品（pǐn）幹（gàn）燥又不同於（yú）醫藥產品（pǐn）的（de）幹（gàn）燥，因為食品往往是低附加值產品，而藥品一般是高附加值產品，前者必須考慮幹燥過程（chéng）的經濟性。圍繞著“質量和經濟（jì）”，近年來食品（pǐn）幹燥技術和設備還是取得了不少進步，而其中真空與其它幹燥方法或加熱技術相結（jié）合，賦予（yǔ）了真空幹燥裝（zhuāng）置（zhì）新的內涵和生命力。
      1．
      食品真（zhēn）空幹燥（zào）的特點真空幹燥是基於這樣（yàng）一基本原理：水的飽和蒸氣壓與溫度緊密（mì）相（xiàng）關，在真空狀（zhuàng）態下，水的（de）沸點降低，即在真空下操作也就是在低（dī）溫下操作，可避免在高溫下（xià）營養成（chéng）分維生素等的破壞，同時（shí）提高了幹燥速度。此外在真空係統中，單位體（tǐ）積內空氣的（de）含量低於（yú）大氣中的含量，在這相對缺氧的環境（jìng）下進行食品幹燥可以減輕甚至避免食品中脂（zhī）肪（fáng）的氧化機會，色素褐變或其它氧化（huà）變質等，所以（yǐ）采用真空幹燥獲得較好的食品質量。
      2．
      傳統（tǒng）的真空幹燥裝置真（zhēn）空（kōng）幹燥（zào）在食（shí）品、製藥、化工等行業有廣泛的應用，國（guó）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。在食品工（gōng）業中常用的形式（shì）主要有箱式、雙錐式真空幹（gàn）燥器，帶式真空幹燥器等。這些傳統的真空幹燥裝置主要（yào）采用熱風，蒸汽或電等加熱，利用熱傳導，對流或輻射原理將（jiāng）熱（rè）量從外部傳（chuán）到物（wù）料內部。
      2．1箱（xiāng）式真（zhēn）空幹燥器箱式真空幹燥（zào）是曆史^悠久，也是^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（rè）板裏麵一（yī）般通蒸氣加熱，也可用電加熱或其（qí）它輻射加（jiā）熱。物料放在（zài）金（jīn）屬盤裏置於加熱（rè）板上，熱量通過熱傳導到達物料內部，使水份加熱蒸發。箱式真空幹燥器目前在實際中使用仍很（hěn）普遍，適用（yòng）於液體、漿體（tǐ）、粉體和（hé）散粒（lì）食品物料的（de）幹燥。
      2．2雙錐真空幹燥器雙錐（zhuī）真空幹燥（zào）器是使有對稱夾套的圓錐形容（róng）器回轉，借內（nèi）部圓錐體本身的傾斜度使（shǐ）物料不斷被攪拌，通過回轉接頭由回轉軸的一側送入蒸汽或加熱載體，並借助於（yú）設另一端軸中心的帶過濾網的排氣管（guǎn）排氣。雙錐真（zhēn）空（kōng）幹燥器能達到較高真空度，內部結（jié）構（gòu）簡單，清理容易，物料能全部排出（chū）。
      2．3真空帶式幹燥（zào）器真空帶式幹燥器（qì）是由一連續的不鏽鋼帶組（zǔ）成的，鋼帶（dài）繞過（guò）加熱滾筒和冷卻滾筒，結構（gòu）呈多層式，構成幹（gàn）燥器（qì）主體，然後納入密閉的真空室內。物（wù）料簿簿地平鋪在帶（dài）式加熱（rè）板上隨之運動，由於在真（zhēn）空條件下（xià），物料在加（jiā）熱板上呈沸騰狀發泡，故成品具（jù）有多孔性（xìng）；全（quán）係統為密（mì）閉操作，衛生條件好，實際操作真空度100~10Kpa之間，加熱溫度為150℃左右，其運條件(幹燥溫度和時間)介於冷凍幹燥（zào）和噴霧幹燥之間，成品質量與（yǔ）冷凍幹燥（zào）很接近，但冷凍幹燥是間隙操作而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（kě）使用，食品中常用此幹燥橙汁、蕃茄汁、速溶茶等。
      2．4真空滾筒幹燥機真空滾筒幹燥（zào）機將滾筒密閉在真空室內，在真空滾（gǔn）筒（tǒng）幹燥機中，進料、卸料和刮料等都必須從幹燥室外進行控製，因此幹燥成本很（hěn）高，故隻能用於非常熱敏性食品的幹燥，如果汁、酵母（mǔ）、嬰兒食品（pǐn）等。
      3．
      真空幹燥裝置的新進展傳統的真空幹燥裝（zhuāng）置大多采用熱傳導、對流或熱輻射的方式加熱，加熱速度慢且（qiě）不夠（gòu）均（jun1）勻，近幾年來，研究者將（jiāng）真空技術與微波加熱技術（shù）及其它幹燥技術（shù）相結合，出（chū）現了一些新的真空幹燥裝置類型。
      3．1真空冷凍幹燥（zào）水有三種聚集狀態（tài），即液態、固態和汽態。隨著壓力的不斷降（jiàng）低（dī），冰點的變化不（bú）大，而沸點側越來越低，越來越靠近冰點（diǎn）。當壓力下降到某一值時，沸點即與冰點相結合，固態冰可以（yǐ）不經（jīng）過液態而直接轉化為汽（qì）態（tài）。水的三（sān）相點壓（yā）力為610.5Pa，三相點溫度（dù）為0.0098℃，在壓力低於三（sān）相點壓力時，固態冰可（kě）以吸收熱量直接轉（zhuǎn）化為汽態的水（shuǐ）蒸汽，冷凍幹燥的原理就在於此。真（zhēn）空冷凍幹燥時，產（chǎn）品放在真空室內，處在兩加熱板之間，利用低溫激發（fā）遠紅外加熱，保證幹（gàn）燥均勻，加熱板的（de）溫度是按幹燥過程的加熱曲線^控製的。真空度的選擇要能保證整個幹燥過程中所有水份都以冰的形式而不溶融（róng），對於大多數蔬菜和肉類來說，選擇0.5~1Pa,相應於（yú）25℃左右的升華溫（wēn）度為適。由（yóu）於（yú）真空冷凍幹燥（zào）食品是在很低的溫度下脫（tuō）水，食品的營養成分風味物質損失少，可以^大限度地保留原有的營養和風味，複水性極好，可在數秒至數分鍾內完成複原，其色、味、形（xíng）與新鮮品基本完全相同（tóng）。真空冷凍幹燥產品很多：有咖啡、速溶茶、果汁、草藥等，蔬（shū）菜（cài）類（lèi）有蔥、大蒜、薑、磨茹、肉類、鮮貝等。真（zhēn）空冷凍幹燥一次性投資很大，令很多（duō）食品（pǐn）廠家望而卻（què）步，如丹麥（mài）的ATLAS的RAY50型凍幹設備(凍幹麵積45m2)
      報價高達105萬美元，國產凍幹機剛剛起步，質量方麵與國（guó）外產品還有很大的差（chà）距，此外真（zhēn）空（kōng）冷凍幹燥的生產費用也較高，這是（shì）因為需要維持較高的真空和(-25℃)的（de）低溫，幹燥時間長，能耗較（jiào）高，這些因素使冷凍幹燥在食品工業（yè）中使用帶來（lái）很大（dà）的阻力。
      3．2噴射式連續真空幹（gàn）燥器又稱（Filtermat噴霧幹燥器)
      噴射式連續真空幹燥器又稱Filtermat噴霧幹燥器，相當於（yú）是帶式真空幹燥器與噴（pēn）霧幹燥器的組合（hé）。Niro
      Hudson公司研製的該種幹燥器成功地解決（jué）了粘性食（shí）品----如（rú）含糖量高、含脂肪量高（gāo）或酸含量（liàng）高的食品物料（liào）的幹燥問題，粘性大的（de）物料用傳（chuán）統的噴霧（wù）幹燥器會發生粘壁現象，幹燥困難。幹燥過程中物料通過壓力噴嘴垂直向下噴向噴霧幹燥室，熱空（kōng）氣也（yě）向下噴，半幹的粉末物料聚集在移動的網帶上，尾（wěi）氣（qì）也（yě）由風機排出，幹燥好（hǎo）的物（wù）料在網帶上進一步移動、冷卻、收集。由於噴霧塔內維持中（zhōng）等的真（zhēn）空度，熱風溫度隻需100℃左右，而一般的噴霧幹燥熱風（fēng）溫度150℃左右（yòu），因（yīn）而熱敏性（xìng）物料（liào）損失少，同時（shí）降低了噴霧塔內的高度。
      3．4微波真空幹燥微波（bō）是波長1.0~0.001m，頻（pín）率為300~300000MHz，具有穿透性的電（diàn）磁輻射波，微波幹燥（zào）原理是：微（wēi）波發生器將微波輻射到幹燥物料上，當微波射入物料內部（bù）時，透使水等極性分子隨微波的頻率作（zuò）同（tóng）步旋轉，例如幹燥蔬菜類製品采用915MHz的微（wēi）波（bō），則蔬菜內的（de）極性水分子等每秒轉動9.15億次，水等極性分子作如此高速旋（xuán）轉的結（jié）果使物料（liào）瞬時產生摩擦熱，導致物料表（biǎo）麵和內（nèi）部同時升溫，使大量的水分子從物料（liào）逸出，達到物料幹（gàn）燥的效果。傳（chuán）統的加熱（rè）方法如蒸汽、熱風、電等加熱是利用熱傳導、對流、輻射的原理將熱量從外部傳物料內部，由表及裏需要一定的時間，物（wù）料的熱傳導性能越差所需的時間就越長，因此加熱速度慢且受熱不均勻，能耗較高。微波加熱是使被（bèi）加熱物體（tǐ）本身成為發熱體，故稱之為內部加熱方法，微波從（cóng）四麵八方穿過食品，食品內外同時加熱，既不需要傳熱介質，也不利用（yòng）對流，食品內外溫度同時上升，加熱速度（dù）快而均勻，僅需傳統加熱方法的幾（jǐ）分之一或幾十分之一，並能較好保留食品中維生素及食品原有的色香味。有（yǒu）實驗表明，曬幹的鮮菜其葉綠（lǜ）素、維生素等（děng）營養成（chéng）分僅剩3%，陰幹則可保留17%，熱風快速（sù）幹燥可保留（liú）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（jì）術有機地結合，充（chōng）分發揮微波加熱快和均勻（yún），真空條（tiáo）件下水汽化點（diǎn）低的特點，是一（yī）項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（lái）已（yǐ）由實（shí）驗室推向工業化生產（chǎn），這種技術很適合於熱敏性食品的深加工。
      美國加（jiā）州大學與某公司合作，使用微波真空（kōng）幹燥無籽葡萄幹，保持了（le）葡（pú）萄原有（yǒu）的形狀和顏色，避免了（le）過去傳統工藝(65℃熱空氣烘24小時)產品顏色、形狀、風味和（hé）營養成（chéng）分變化的缺（quē）點，產品質量大大提（tí）高。法國（guó）國際微波（bō）公司製造（zào）的微（wēi）波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空幹燥室（shì）直徑為1.5m，長度12m，加工速（sù）溶桔粉，產品（pǐn）不僅保持原有的色香味，其維生素的保留遠遠高於噴霧幹燥。近年來國內外對高檔脫水蔬菜的需求量很大，而脫水蔬菜的（de）生產，其幹燥工藝是決定產品質量的關鍵，采用真空冷凍幹（gàn）燥製備脫水蔬菜雖然質量（liàng）好，但真空冷凍幹燥設備價格昂貴，生產成本高；80年代以來國外已有采用真空微（wēi）波——熱風（45%~55%）生產脫水蔬（shū）菜（cài），在質（zhì）量上與冷凍幹燥工藝生產的產品相當（dāng），而一（yī）次性投資少，總成本（běn）有較大幅度下（xià）降。
      4． 結束語
      真空幹燥（zào）具（jù）有幹（gàn）燥溫度低，幹燥室內相對缺氧，可避免脂肪氧化，色素褐變（biàn）等一係列優點（diǎn），適合於（yú）熱敏感性（xìng）食品物料（liào）的幹燥，此外設備成本、幹燥費（fèi）用也相對較低，真空幹燥在食品幹燥中點有（yǒu）重要的（de）地位。
      真空幹燥與微波加（jiā）熱技術（shù）或其它幹燥方（fāng）法相結合，出現了（le）不少新型的真空幹（gàn）燥裝置，賦予了真空幹燥新的內（nèi）涵（hán）及（jí）生（shēng）命力。
      真（zhēn）空微波幹燥吸收了微波加熱和真空幹燥兩者的優點，是一種很有前途的幹燥技術，建（jiàn）議我國加快研製、開發真空微波幹（gàn）燥裝置。