冻干食品生产线包括前处理..docxVIP

冻干食品基础知识 冻干食品生产线包括前处理、速冻、升华干燥和包装等环节。为 了给速冻库和升华干燥仓创造正常工作条件，必须配套制冷系 统、加热系统、设备监控系统和物料运输系统，还要配 套蒸汽 锅炉和循环水。冻干生产线的最关键设备是升华干燥仓，它是 一个很大的卧式圆筒，筒内装有多层加热器，料盘 插进多层加 热架之间。料车沿天轨从前处理间（装料）、经速冻库（速冻） 和干燥仓（升华干燥脱水）到包装（卸料），再沿天轨回到前处 理间。这样循环运料，非常便捷、卫生而 安全。水汽冷阱装置 于加热架两侧（或者独立于仓外），加热 架上的加热板，经过 专门的表面处理，能以辐射方式向物料 传递热能（升华热）水 汽冷阱能快速捕获由物料升华出来的 水汽。将一个干燥仓的料 由速冻库运进干燥只需5分钟，从而保证冻料不融。 真空冷冻干燥设备主要由干燥箱、冷凝器（捕水器）、加热 系 统、真空系统、制冷系统和电气控制系统六大部件组成。 1.干燥箱 是一能抽真空和加热的密闭器，物料的升华干燥过程是在 干 燥室内完成的，物料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托 盘内 的，按每平方托盘面积8?12公斤的比例装料，每一层搁板上 都有一个可供测量物料温度的探头，用以监测整 个冻干过程中的物料温度。门采用橡胶密封条，应注意关门 几种物质组成的混合溶液，在冻结过程中，开始时某些组分 结 晶析出，使剩下的溶液浓度发生变化。当达到某一温度 或者温 度区域时，其液态和所形成的固态中的组分彻底相同，这时的 溶液称为共晶溶液，这时的温度或者温度区间称为该溶 液的共 晶点或者共晶区，也称为彻底固化温度，它是产品在冷 却过程 中从液态结束转向固态的最高温度。共晶温度为冻干 过程中预 冻应达到的最高温度，普通预冻过程应低于其共晶温度10-20 ℃o 共溶温度 固态混合溶液在升温融化过程中，当达到某一温度时，固体 中 开始浮现液态此温度称为溶液的共溶焉或者称开始溶化温度。 它是产品升温过程中从固态开始浮现液态的最低温度。在一次 干燥中物料冻结层温度一定要低于共溶点。 共晶点的测定有电阻测定法、热差分析测定、低温显微镜直 接 观察、数字公式计算测定。溶液冻结过程中，由于离子 的漂移 率随温度的下降而逐步降低，电阻增大，只要有液体 存在，电 流就可流动，一旦全部冻结，带电离子不能挪移，电阻会忽然 增大，根据这个原理，测出溶液的共晶点。 塌陷温度： 冻干时物料中的冰晶消失原先为冰晶所占领的空间成为空穴 因此冻干层呈多孔蜂窝状海绵体结构。此结构与温度有关。当 蜂窝状结构体的固体基质温度较高时，其刚性降低。 当温度达到某一临界值时，固体基质的刚性不足以维持蜂窝 状 结构，空穴的固形物基质壁将发生塌陷，原先蒸汽扩散的 通道 被封闭，此临界温度称为冻干物料的崩溃温度或者塌陷温度。 冻干曲线的制定 冻干曲线是表示冻干过程中产品的温度、压力随时间而变化 的 曲线。冻干曲线的形状与产品的性能、装量的多少、分装 容器 的种类、设备条件等许多因素有关。制定冻干曲线，主 要确定 以下参数： a、预冻速率 预冻速率的快慢，对产品中晶粒的大小、升华速率有直接影响。 慢冻晶粒大，产品外观粗糙，但升华速率快。速冻晶粒 小，产 品外观细腻，升华速率慢。 b、预冻温度 制品温度应低于其共溶点5-10 ℃o c、预冻时间 预冻所需时间要根据不同的具体条件而定，总的原则是应使产 品各部份彻底冻牢。在制品温度降到预定的最低温度后，还需 在此温度下保持l-2h，才干进行升华。 d、冷凝器降温时间和温度 冷凝器温度的高低，应根据制品升华的温度而定。升华温度低， 相应要求冷凝器的温度也低。升华的最佳速率是在产品升华温 度的饱和蒸汽压力的二分之一摆布。过低的压力不仅不能加快 升华，相反还会向产品的供热性能差，降低升华速 率。 e、升华速率和干燥时间 升华速率主要由给搁板的供热能力和冷凝器的捕水能力而 定。只要干燥箱内的压力维持在允许的最高压力下，升温速 率 就可提高。一次干燥时，可粗略的以每小时干燥制品厚度1.5mm 计。可以根据下列现象来判断： 1、产品温度上升到接近导热油的温度。 2、干燥箱内压力下降到冷凝器的压力，两者接近且压力维持不 变。 3、关闭中隔阀，箱内压力上升速率与干箱的泄漏率接近。上述 现象发生后，再延长0.5-lh, 一次干燥结束。 二次干燥时，产品的温度可提高到允许的最高温度以下，使 结合水和吸附于 干燥层中的水获得足够的能量，从份子吸附中解析出来。二次 干燥的时间为 一次干燥时间的倍。 要不断去优化冻干工艺曲线一个好的冻干工艺应是个性化的， 具有产品质量稳定、时间短、能耗低的特征。在冻干工 艺研究 中，应用化学、份子学的观点去观察问题，用机械、电子、计算 机的方法去控制问题。 几种冻结升华方法 制品冻结方法（低温快冻/低温慢冻）