食（shí）品（pǐn）真空幹燥裝置及其進展

　　真空幹燥在食品工業中有（yǒu）廣泛的重要的應用，進幾年來，真空技術（shù）與微波加熱（rè）技術和其（qí）它幹燥技（jì）術相結合，出現了一些新的真空幹燥裝置類型，提出了（le）我國應加快研製開發（fā）真空（kōng）微波幹燥裝置的（de）新觀點。
      0.
      前言當（dāng）前，食品加（jiā）工技術的（de）一個重要發（fā）展趨勢是^大限度地保持食品的營（yíng）養和色香味，而（ér）幹（gàn）燥工藝和設備的選擇對食品產品的營養（yǎng）、色香味有很大影響。食品幹（gàn）燥有很多與“食品”相聯係的特點，它不同於化工產品（pǐn）的幹燥（zào），前者需要考慮食品衛生、營養損失、色香味變化（huà）等等，對幹燥溫度（dù）和時間有嚴格限製；食品幹燥又不同於（yú）醫藥產品的幹燥，因為食品往往是低（dī）附加（jiā）值產品，而藥品一般是高（gāo）附加值產品，前者（zhě）必須考慮幹燥過程的經濟性。圍繞著“質量和經濟”，近年來食品幹（gàn）燥技術和設備還是取得了不少進步，而其中真（zhēn）空與其它幹燥方法或加熱技術相結合，賦予了真空幹燥裝置（zhì）新的內涵（hán）和生命力。
      1．
      食品真空幹燥的（de）特點真空幹（gàn）燥是（shì）基於這樣一基本原理（lǐ）：水的飽和蒸氣壓與溫度緊密相關（guān），在真空狀態下，水的沸點降低，即在真空下操作也就是在低溫下（xià）操作，可避免在高溫下營養成分維生素等的破壞，同時提高了幹燥速度。此外在真空係（xì）統中，單位體積內空氣的含量低（dī）於大氣中的含量，在這相對缺（quē）氧的環境下進行食品幹燥可以減輕甚至避免食品中脂肪的氧化機（jī）會，色（sè）素褐變或其它氧化變質等，所以采用真空幹燥獲得較好的食品質量。
      2．
      傳統的真空幹燥裝置真空（kōng）幹燥在食品、製（zhì）藥、化工等行業有（yǒu）廣泛的應（yīng）用，國內也（yě）開發和引進了各種真空幹燥（zào）設備，其結構形式多種多樣。在食品工業中常用的形式主要有箱式、雙錐式真空幹燥（zào）器，帶式真空幹燥（zào）器等。這些傳統的真（zhēn）空幹燥裝置主要采用熱風，蒸汽或電等加（jiā）熱，利（lì）用熱傳導，對流或輻射原理將熱量從（cóng）外部（bù）傳到物料內部。
      2．1箱式真空幹燥器箱式真空幹燥是曆史^悠久（jiǔ），也是（shì）^簡單的一種真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多（duō）塊中空加熱板，加熱板裏麵一般通蒸氣加熱，也可（kě）用電加（jiā）熱或其它輻射加（jiā）熱。物料放在（zài）金屬盤裏置於加熱板（bǎn）上，熱量通過（guò）熱傳導到達物（wù）料內部，使水份加熱（rè）蒸發。箱式真空（kōng）幹燥器目前在實際中使用（yòng）仍很普遍，適用於液體、漿體、粉體（tǐ）和散粒食品物料的幹燥。
      2．2雙（shuāng）錐真空（kōng）幹燥器雙錐真空幹燥器是使有對稱夾套的圓（yuán）錐形容器回轉，借內部（bù）圓錐（zhuī）體本身的傾斜度使物料不斷被攪拌，通過回轉接頭由（yóu）回轉軸的一側送入蒸（zhēng）汽（qì）或（huò）加（jiā）熱載體，並（bìng）借助於設另一端（duān）軸中心的帶過濾網的（de）排氣管排氣。雙錐真（zhēn）空幹燥器能達到較高真空度，內部結構（gòu）簡單，清理容易（yì），物料能全部排出。
      2．3真空帶式（shì）幹燥器真空帶式幹燥器是由（yóu）一連續的不鏽（xiù）鋼帶組成的，鋼（gāng）帶繞過加熱滾筒和冷卻滾筒，結構呈多層（céng）式，構成幹燥器主（zhǔ）體，然後（hòu）納（nà）入密閉（bì）的真空室內。物料簿簿（bù）地平鋪在帶式加熱板（bǎn）上隨之運動，由於在真空條件下，物料在（zài）加熱板上呈沸騰（téng）狀發泡，故成品具有多孔性；全係統為密閉操作，衛生條件好，實際操作真空度100~10Kpa之間（jiān），加熱溫度為150℃左右，其運條件(幹（gàn）燥溫度和時間)介於冷凍幹燥和噴霧幹燥之間，成品質量與冷（lěng）凍幹燥很接近，但冷凍幹燥是間隙操作（zuò）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（liào）勻可使用（yòng），食品中（zhōng）常用此幹（gàn）燥橙汁（zhī）、蕃（fān）茄汁、速溶（róng）茶等。
      2．4真空滾筒（tǒng）幹（gàn）燥機真空（kōng）滾筒幹燥機將滾筒密閉在真空室（shì）內，在真空滾筒幹燥機中，進料、卸料和刮料等都必須從幹燥（zào）室外進行控製，因此（cǐ）幹燥成本很高，故隻（zhī）能用於非（fēi）常熱敏性食品的幹燥，如果汁、酵母、嬰兒食品等。
      3．
      真空幹（gàn）燥裝置（zhì）的新進展傳（chuán）統的真空幹燥裝置大多采用熱傳（chuán）導（dǎo）、對流或熱（rè）輻射的方式加熱（rè），加熱速度慢（màn）且不夠均勻，近（jìn）幾年來，研究者將真空技術與微波加熱技術及其它幹燥技術相（xiàng）結合，出（chū）現了一些新的真空幹燥裝置類型。
      3．1真空冷凍（dòng）幹燥水有三種聚集狀態，即液態（tài）、固態和汽（qì）態。隨著壓力的（de）不斷降低，冰點的變化不（bú）大，而沸點側越來越低，越來越靠（kào）近冰（bīng）點。當壓力下降到某一值時，沸點即（jí）與冰點相結合（hé），固態冰可以（yǐ）不（bú）經過液態而直接轉化為汽態。水的（de）三相點（diǎn）壓力（lì）為610.5Pa，三相點溫度為0.0098℃，在壓力低於三相點壓力時，固態冰可以吸收熱量直接轉化為（wéi）汽態的水蒸汽，冷凍幹燥的原理就在於此。真空冷凍幹燥（zào）時，產品放在真空室內，處（chù）在兩加熱板之（zhī）間，利用低溫激發遠紅外加熱，保證幹燥均勻，加熱板的溫度是按幹燥過程的加熱曲線^控製的。真空（kōng）度的選（xuǎn）擇要能保證整個（gè）幹燥過程中所有水份都以冰的形式而（ér）不溶融（róng），對於大多數蔬菜和肉類來說，選擇0.5~1Pa,相應於25℃左右的升華溫度為適。由於真空冷凍幹燥食品是在很低的（de）溫度下脫水（shuǐ），食品的（de）營養成分風味物質損失少，可以^大限度地保（bǎo）留原有的營（yíng）養（yǎng）和風味（wèi），複水（shuǐ）性極好，可在（zài）數秒至數分鍾內完（wán）成複原，其色、味、形與新鮮品基（jī）本完全（quán）相同。真空冷凍幹燥產品很多：有咖啡、速溶茶、果汁、草藥等（děng），蔬菜類有蔥、大蒜、薑、磨茹、肉類、鮮貝等。真空冷凍幹（gàn）燥（zào）一次性（xìng）投資很大，令很多食品廠家望而卻步，如（rú）丹麥的ATLAS的RAY50型（xíng）凍幹設備(凍幹麵積45m2)
      報價（jià）高達105萬美元，國產凍幹機剛剛起步，質量方麵（miàn）與國外產品（pǐn）還有很大的差距，此外真空冷凍（dòng）幹燥的（de）生產費用也較高，這是因為需要維持較高的真空和(-25℃)的低溫，幹燥時間長，能耗較高，這些因素使冷（lěng）凍幹燥在食品工業（yè）中使用帶來很大的（de）阻力。
      3．2噴射式連（lián）續真（zhēn）空幹燥器又稱（Filtermat噴（pēn）霧幹燥器)
      噴（pēn）射式連（lián）續真空幹燥器又稱Filtermat噴霧幹燥器，相當於是帶式真空幹燥器與噴霧幹燥器的組合。Niro
      Hudson公司研製的該種幹燥器成功地解決了粘性食品----如含糖量高、含脂肪量高或酸含（hán）量高的食品物料的幹燥問題，粘性大的（de）物料用傳統的噴霧幹燥器會發生粘壁現象，幹燥（zào）困難（nán）。幹燥過程中物料通過壓力噴嘴（zuǐ）垂直向下噴向噴霧幹燥室，熱空氣也向下噴，半幹的粉（fěn）末物（wù）料聚集在移動的網（wǎng）帶上，尾氣也由風機排出，幹燥好的物料在網帶上進（jìn）一步移動、冷卻、收集。由於噴霧塔內維（wéi）持中等的（de）真空度，熱風溫度隻需100℃左右，而一般的噴霧幹（gàn）燥熱風溫（wēn）度150℃左右，因而熱敏性物料損（sǔn）失少，同時降低了噴霧塔內的高度。
      3．4微波真空幹燥微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有（yǒu）穿透性的電磁輻射波，微波幹（gàn）燥原理是：微波發生（shēng）器將微波輻射到幹燥物料上，當微波射入物料內（nèi）部時，透使水等極性分子隨微波的頻率作同步旋轉，例如幹燥蔬菜類製品采用915MHz的微波，則蔬菜內的極性水分子等每秒轉動9.15億次，水等極性分子（zǐ）作如此高速旋（xuán）轉的（de）結果使物（wù）料瞬時產生（shēng）摩擦熱，導致物料表麵和內部同時升溫，使大量的水（shuǐ）分子從物料逸出，達到物料幹（gàn）燥的效（xiào）果。傳統的加熱方法如蒸汽、熱風、電等加熱是（shì）利用熱傳（chuán）導、對流、輻（fú）射的原理將熱量從外部傳物料內部，由表（biǎo）及裏需要一定的時間，物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。微波加熱是使被加熱物體本（běn）身成為發熱體（tǐ），故稱之為內部加（jiā）熱方法，微波從四麵八方穿過食品，食品（pǐn）內外同時加熱，既不需要傳熱介質，也不利用對流，食品內（nèi）外溫度同時上升，加熱速度快而均勻，僅需傳統加熱方法的幾分之一或幾十分（fèn）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（yàn）表明，曬幹的鮮（xiān）菜其（qí）葉綠素（sù）、維生素等營養成分僅剩3%，陰幹則可保留17%，熱風快速幹燥可（kě）保留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（kōng）技術有機地（dì）結（jié）合，充分發揮微波加熱快和（hé）均勻，真空條件下水汽化（huà）點低的特點，是一項很（hěn）有前途的幹燥技術。微波真空幹燥技術在法國、日本、美國近年來已由實驗室推向工業化生產，這種（zhǒng）技術很適合於熱敏性（xìng）食品的深（shēn）加工（gōng）。
      美國（guó）加州大學與某公司合（hé）作，使用微波真空幹燥無籽葡萄（táo）幹（gàn），保持了葡（pú）萄原有的（de）形狀和顏色，避免了過去傳統工藝(65℃熱空氣烘24小時)產品（pǐn）顏（yán）色、形狀、風味和營養成分變化（huà）的缺（quē）點，產（chǎn）品質量大大提高。法國國際微波公司製造的微波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空幹（gàn）燥室直徑為1.5m，長度12m，加工速溶桔粉，產品不僅保持原有的色香味，其維生素的保留遠（yuǎn）遠高於噴霧幹燥。近年來國內外對高檔脫水蔬菜的需求（qiú）量很大，而脫水蔬菜的生產，其幹燥工藝是決定產品質量（liàng）的關鍵，采用真空（kōng）冷凍幹（gàn）燥（zào）製備脫水蔬（shū）菜雖然質量好，但真空冷凍幹燥設備價格昂貴，生產成（chéng）本高；80年代以來國外已有采用真空微波（bō）——熱風（45%~55%）生產（chǎn）脫水蔬菜，在質量上與冷凍（dòng）幹燥工藝生產的產（chǎn）品相當，而（ér）一次（cì）性投資少，總成（chéng）本有較大幅度下降。
      4． 結束語
      真空幹（gàn）燥具有幹燥溫度（dù）低，幹燥室內相對缺氧，可避免脂肪氧化，色素褐變等一係（xì）列優點，適合於（yú）熱敏感性食品物料的幹燥（zào），此外設備成本、幹燥費用也相對較（jiào）低，真（zhēn）空（kōng）幹燥（zào）在食品幹燥（zào）中點（diǎn）有重要的地位。
      真空幹（gàn）燥（zào）與微波加熱技術或其它幹燥方法相結合，出現（xiàn）了不少新型的真（zhēn）空（kōng）幹燥裝置（zhì），賦予了真空幹燥新的內涵及生命力。
      真空微波幹燥吸收（shōu）了（le）微波（bō）加熱和真（zhēn）空幹燥兩者的優點，是一種很有前途的幹燥技術，建議（yì）我國加快研製（zhì）、開發真空微波幹燥裝置。