本司凍干機(jī);A 雙冷井無(wú)限捕水(非交替捕水),冷井外置(可單獨(dú)殺菌)
功能; B 真空低溫蒸汽負(fù)壓容霜(容霜溫度不超常溫)
C凍干倉(cāng)真空儲(chǔ)存功能(解決意外情況,出料不及時(shí)復(fù)潮問(wèn)題)
D加熱板獨(dú)立低溫降溫功能(解決敏感物料快速融化問(wèn)題)
E氟利昂滿液制冷模式/雙氟利昂循環(huán)式(非傳統(tǒng)熱膨脹制冷)
水(H2O)有三種相態(tài),即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài),三種相態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度為 0.01℃,水蒸氣壓為 610.5Pa(4.58mmHg),在這樣的溫度和水蒸氣壓下,水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。 真空冷凍干燥的原理是基于水的三相圖,在水的三相點(diǎn)壓力(610.5 Pa)以下,固態(tài)的冰可以直接升華為水蒸汽,此時(shí)對(duì)冰減壓加熱升溫,冰即可吸收升華熱而成為氣態(tài),而使物質(zhì)脫水,這就是冷凍干燥的原理,其就是在水的三相點(diǎn)以下區(qū)域內(nèi)進(jìn)行的低溫低壓干燥,故也稱為冷凍升華干燥。真空冷凍干燥設(shè)備就是要提供水的三相點(diǎn)以下的條件,包括:冷凍溫度在物質(zhì)共晶點(diǎn)以下(由于食品 所含水分是與無(wú)機(jī)鹽、維生素等物質(zhì)共存的,因此,各種食品共晶點(diǎn)溫度比純水的三相點(diǎn)溫度低)。加熱溫度在被干燥物的允許溫度以下,工作真空度在凍結(jié)物溫度的飽和蒸汽壓以下和水分捕集溫度(冷阱溫度)在工作真空度的飽和溫度以下。要維持升華干燥的不斷進(jìn)行,必須滿足兩個(gè)基本條件,即熱量的不斷供給和生成水蒸汽的不斷排除。在干燥開(kāi)始階段,如果物料溫度相對(duì)較高,升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進(jìn)行,物料溫度很快就降到與干燥倉(cāng)蒸汽分壓平衡的溫度,此時(shí),不間斷外界供熱,升華干燥平穩(wěn)進(jìn)行。在外界供熱的情況下,升華所生成的蒸汽及時(shí)排除,冷凍干燥過(guò)程完成結(jié)束。使用該技術(shù)加工出來(lái)的產(chǎn)品,就稱為FD食品。此技術(shù)可加工幾乎所有的農(nóng)副產(chǎn)品,如肉、蛋、水產(chǎn)品、蔬菜、瓜果等都可以制成凍干食品。凍干技術(shù)還應(yīng)用于生物制藥行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、保健品行業(yè)等。能夠限度的保持原有食品的色、香、味、形及營(yíng)養(yǎng)成分,復(fù)水效果。
(1)冰晶升華脫水后骨架保持原型,原冰晶所占空間形成似海綿狀的微孔極易吸水。
(2)低溫狀態(tài)下脫水,不僅熱敏性成分不受破壞,而且色素和芳香物質(zhì)損失極少。
(3)真空環(huán)境下脫水是缺氧的,食品成分不會(huì)氧化變質(zhì),能抑制某些細(xì)菌的有害作用。
(4)升華由表面開(kāi)始逐漸深入冰晶升華只有水分子脫除,溶于水中的物質(zhì)仍保留原處。
凍干機(jī)的冷凍干燥過(guò)程:
●凍干機(jī)主要部件是干燥艙、水汽捕集器(冷阱)、真空系統(tǒng)以及熱傳遞系統(tǒng)(熱水系統(tǒng))。
●輔助系統(tǒng)融冰系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軌道輸送系統(tǒng)、干燥前凍結(jié)隧道等。
●干燥艙內(nèi)有兩組水平的加熱板,每組加熱板由艙內(nèi)兩側(cè)懸臂固定加熱板組成。
●凍干物料放在滑車承載的料盤中,插入加熱板之間。加熱板熱量通過(guò)輻射傳遞到產(chǎn)品上。
●干燥過(guò)程是在艙內(nèi)真空下進(jìn)行的。產(chǎn)品中的水分只能以冰或水蒸汽的形式存在。當(dāng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加熱后,產(chǎn)品中的水分升華成水蒸汽。
●為了保持干燥艙內(nèi)的真空度,應(yīng)除去升華出的水蒸汽。為此,讓水蒸汽進(jìn)入水汽捕集器,并在捕集盤管上冷凝成冰,制冷壓縮機(jī)保持在低于-30℃。
●進(jìn)入系統(tǒng)的空氣及非可凝氣體可通過(guò)真空維持泵系統(tǒng)除去。這樣做的目的是在處理過(guò)程開(kāi)始時(shí)進(jìn)一步降低系統(tǒng)中的壓力。
冷凍干燥基礎(chǔ)知識(shí):
1.預(yù)處理:a) 冷凍之前產(chǎn)品的準(zhǔn)備;b) 冷凍(對(duì)某些產(chǎn)品而言,為干燥之前的冷凍造粒)對(duì)不同的產(chǎn)品要進(jìn)行不同的預(yù)處理,但總的來(lái)說(shuō),液體料與固體料的預(yù)處理是不同的。
選擇產(chǎn)品適當(dāng)?shù)念A(yù)處理時(shí),應(yīng)考慮以下因素:
●共晶點(diǎn)、物料含水率、水汽擴(kuò)散速度、凍結(jié)速度以及凍結(jié)后冰晶大小、升華條件、凍品的傳熱效率、干燥速度以及所要求的干燥產(chǎn)品的品質(zhì),例如:顏色、復(fù)水性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
●凍干過(guò)程要考慮許多因素,即在維持的運(yùn)行條件的同時(shí)獲得所要求的產(chǎn)品品質(zhì)。
2.食品原料的干物質(zhì)含量:
●與傳統(tǒng)的干燥方法相比,冷凍干燥的一次性投資和運(yùn)行成本是比較高的,因此,在冷凍干燥過(guò)程中,原料的固形物含量盡可能高是特別重要的。
●凍干物質(zhì)含量和干燥條件應(yīng)在最終選定配套設(shè)備之前,通過(guò)大量的試驗(yàn)來(lái)確定。
3.冷凍:
●為了在抽真空期間不破壞產(chǎn)品的外觀和細(xì)胞結(jié)構(gòu),產(chǎn)品應(yīng)首*行冷凍。冷凍溫度取決于產(chǎn)品類型、干物質(zhì)含量及冷凍速度。
●確定冷凍溫度的方法就是找出物料的共晶點(diǎn)溫度。
4. 冷凍速度:快速凍結(jié)將生成細(xì)小的冰晶,慢凍則有相反的效果。這意味著前者可獲得品質(zhì)比后者更好的成品,液態(tài)產(chǎn)品大多也是如此。
5.裝料:料盤中的物料厚度對(duì)干燥時(shí)間是非常重要的。干燥時(shí)間隨著料層厚度的增加而增加。此外,在所有料盤中的產(chǎn)品厚度均等也是非常重要的。
6.干燥:干燥條件通常是由干燥艙內(nèi)的真空度,產(chǎn)品的溫度及加熱板溫度決定的。
工藝過(guò)程說(shuō)明:
1.產(chǎn)品前處理-裝盤-產(chǎn)品冷凍
收到原料并存放在收貨區(qū)。對(duì)于某些產(chǎn)品應(yīng)貯存在溫度約為0~5℃的恒溫庫(kù)內(nèi)。在前處理階段,應(yīng)把產(chǎn)品劃分為各種產(chǎn)品類型,應(yīng)根據(jù)采購(gòu)商要求的規(guī)格分別準(zhǔn)備產(chǎn)品。前處理工作完成后,把物料運(yùn)至料盤裝料區(qū)。
2)裝盤-凍結(jié):按要求的裝料量在工作臺(tái)上將物料裝料盤,然后鋪開(kāi)成均勻的厚度。
已裝料的料盤放在架車上,待架車裝滿料盤,將其推進(jìn)凍結(jié)隧道中。
2.冷凍干燥:從冷藏庫(kù)內(nèi)推出一個(gè)干燥艙所能容納的架車至干燥艙內(nèi),待架車已裝好,則關(guān)閉艙門,啟動(dòng)開(kāi)始按鈕冷凍干燥過(guò)程按下列步驟自動(dòng)進(jìn)行:
1)干燥艙抽空:冷阱降溫,真空泵啟動(dòng),以建立要求的真空條件。加熱板冷卻,從而使產(chǎn)品抽空期間不發(fā)生融化。
2)冷凍干燥:如果已達(dá)到設(shè)定的真空度,則真空維持系統(tǒng)啟動(dòng),干燥過(guò)程開(kāi)始。加熱板溫度按設(shè)定升至值,并保持一段時(shí)間,直到產(chǎn)品的表面溫度要求降低溫度為止。此時(shí),溫度按設(shè)定的曲線下降,直到干燥溫度(即產(chǎn)品所能承受的溫度)。該溫度將保持至冷凍干燥過(guò)程結(jié)束。在冷凍干燥過(guò)程中,真空度維持在設(shè)定的數(shù)值,產(chǎn)品溫度及其他的過(guò)程參數(shù)將被記錄下來(lái)。
3)出料:當(dāng)干燥結(jié)束后,用清潔干燥的空氣或氮?dú)膺M(jìn)行破空,直到與大氣壓平衡。打開(kāi)艙門,拉出架車進(jìn)行出料。拉出干燥好的物料,裝入新架車并開(kāi)始新一輪冷凍干燥,整個(gè)步驟可在15~20分鐘內(nèi)完成。
3.料盤卸料及包裝
物料冷凍干燥后,將分別裝有料盤的架車推入卸料間。卸料間內(nèi)保持在大約20℃時(shí),相對(duì)濕度<50%,以防止空氣中的潮氣使干燥好的產(chǎn)品回潮,這一點(diǎn)非常重要。從架車中取出裝有干燥物料的料盤,檢查其質(zhì)量后將物料倒入貯藏容器或塑料袋。并應(yīng)取出一些料盤放在質(zhì)檢臺(tái)上進(jìn)行仔細(xì)的檢查。按產(chǎn)品的訂貨要求選擇包裝方式。
凍干工藝流程簡(jiǎn)述
(1)前處理工藝:對(duì)于不同的待干燥物料,前處理的方法是不同的。根據(jù)原料的特點(diǎn)采用相應(yīng)的處理方法,如蔬菜冷凍干燥的前處理,除進(jìn)行原料的分選、清洗、切分外還需進(jìn)行漂燙。漂燙后的蔬菜需要迅速的將物料進(jìn)行冷卻,冷卻瀝水后,就可以裝盤。對(duì)于水果的前處理,主要是對(duì)顏色的保護(hù),處理工藝各不相同。
(2)預(yù)凍結(jié)工藝:預(yù)凍結(jié)有抽真空自身蒸發(fā)凍結(jié)、速凍機(jī)凍結(jié)和用凍結(jié)庫(kù)凍結(jié)三種方法。為了保證食品的品質(zhì),一般選用后者。根據(jù)被凍結(jié)物料的共晶點(diǎn)溫度,選擇預(yù)凍結(jié)溫度,根據(jù)被凍物料的結(jié)構(gòu), 形狀和大小,選擇凍結(jié)時(shí)間。根據(jù)物料的性質(zhì),選擇預(yù)凍結(jié)速率。預(yù)凍結(jié)工藝直接影響著物料 的品質(zhì)。下圖為裝好盤的料架正送往凍結(jié)間。
(3)升華干燥在真空干燥倉(cāng)中進(jìn)行,因而在升華干燥過(guò)程中保持合適的真空度是十分重要的。為了提高升華速度,縮短產(chǎn)品凍干時(shí)間,需要適當(dāng)提高升華的溫度、傳熱系數(shù)以及減少水蒸汽的逸出阻力。但升華時(shí)溫度要受以下條件的制約:食品凍結(jié)部分的溫度應(yīng)低于共晶點(diǎn)溫度,否則凍結(jié)部分將融化。溫度過(guò)高時(shí),物料已干燥部分構(gòu)成的骨架,其剛度下降,變得有粘性而塌陷,封閉了已干燥部分的海綿狀微孔,阻止了升華繼續(xù)進(jìn)行,這時(shí)如果供熱過(guò)量,產(chǎn)品將融化報(bào)廢。升華中熱量的獲得是由干燥倉(cāng)中的加熱板以輻射的形式傳導(dǎo)給被干燥物。加熱板的溫度是根據(jù)干燥物的允許溫度以及傳熱系數(shù),按照干燥過(guò)程的加熱曲線而精心控制的,這種曲線 稱為冷凍干燥曲線(簡(jiǎn)稱凍干曲線),是冷凍干燥工藝的關(guān)鍵。
生產(chǎn)工藝(僅供參考)
初加工:→原料整理:去除雜物損傷、腐爛、變色的原料→流水清洗 →去除異物
精加工: →消毒 →分級(jí) →切片或切?!o(hù)色→瀝水:自然瀝水或機(jī)械脫水→計(jì)量裝盤(每盤裝入一定重量的物料,并鋪平物料,厚度均勻一致)
裝車凍結(jié): →料架車入凍結(jié)間凍結(jié)(3~4h,物料心部溫度達(dá)到-25℃以下)
真空冷凍干燥:→料架車快速入干燥倉(cāng)→真空冷凍干燥(按照干燥工藝曲線進(jìn)行)
→干燥完畢料架車出干燥倉(cāng)進(jìn)入卸料間 →卸料并暫存(保含一個(gè)均濕工藝)
后處理:→品質(zhì)檢驗(yàn) →金屬檢測(cè):(去除直徑為 0.5mm 的金屬物)→分檢 →包裝
速 凍 隧 道 | I型 | II型 | III型 |
外形尺寸(米) | 7x3.6x4.6 | 9x3.6x4.6 | 13x3.6x4.6 |
凍結(jié)滑車數(shù)量 | 4輛滑車 | 5輛滑車 | 8輛滑車 |
配套冷量(KW) | 25 | 36 | 55 |
裝機(jī)功率(KW) | 18 | 25 | 35 |
選配項(xiàng);制冷機(jī)組;可選配復(fù)盛/比澤爾/萊富康/牌
真空機(jī)組;螺桿真空泵/好凱德/萊寶/博世/上海
液環(huán)機(jī)組;格蘭富/威樂(lè)/南方
電器品牌;西門子/施耐德/正泰德力西
真空艙體;不銹鋼/碳鋼/
速凍隧道;不銹鋼/碳鋼