食品真空幹（gàn）燥裝置及其進展

　　真空幹燥在食品工業中有廣泛的重要的應用，進幾年來，真空技術與（yǔ）微波加熱技術和其它幹燥技術（shù）相結合，出現了一些（xiē）新的真空幹燥裝置類型，提出了我國應加快研製開（kāi）發真（zhēn）空微波（bō）幹燥（zào）裝置的新（xīn）觀點。
      0.
      前言當前，食品加工技術的一個重要發展趨勢（shì）是^大限度（dù）地保持食品的營養和色香味，而幹燥工（gōng）藝和設備（bèi）的選擇對食品產品的（de）營養、色香味有很大（dà）影響。食品（pǐn）幹燥有很多與“食品”相聯係的特點，它不同於化工產品的幹（gàn）燥，前者需要考慮食品衛生、營養損失、色香味變化等等，對幹燥溫度和時間有嚴格限製；食品幹燥又不同（tóng）於醫藥產品的幹（gàn）燥，因為食品往往（wǎng）是低附加值產品，而（ér）藥品一般是高附加值產品，前者必須考慮幹燥過程的經濟性（xìng）。圍繞著“質量和經（jīng）濟”，近年來食品幹燥技術和設備還是取（qǔ）得了不少進步，而其中真空與其它（tā）幹燥方法（fǎ）或加熱技術相結合，賦予了真空幹燥裝置（zhì）新的內涵和生命（mìng）力（lì）。
      1．
      食品真空幹燥的特點（diǎn）真空幹燥是基於這樣一基本原（yuán）理：水的飽和蒸氣壓與溫度緊密相關，在真空狀態下，水的沸點降低，即在真空下操（cāo）作也就是在低溫下操作，可避免在高溫下營養成分維生（shēng）素等（děng）的破壞，同（tóng）時提高了幹燥（zào）速度。此外在真空係統中，單位體積內空氣的含量低於大氣中的含量，在這相對缺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會，色（sè）素褐變或其它氧化變質等，所以采用真空（kōng）幹燥獲得較好的食品質量。
      2．
      傳統（tǒng）的真空（kōng）幹燥裝置真空幹燥在食品、製藥、化工等（děng）行（háng）業有廣泛（fàn）的應用，國內也開發和（hé）引進了（le）各種真空幹燥設備，其結（jié）構形式多種多樣。在食品工業中（zhōng）常用的形（xíng）式主要有箱式、雙錐式真空幹燥器，帶式真空幹燥器等。這些傳統的真空幹燥裝置主要采用熱風，蒸汽或電等加熱，利用熱傳導，對（duì）流或輻射原理將熱量從外部傳（chuán）到物（wù）料內部。
      2．1箱式真空幹燥器箱式真空幹（gàn）燥是曆史^悠久，也（yě）是（shì）^簡單（dān）的一種真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多塊中空加（jiā）熱板，加熱板裏麵一般通蒸氣加熱，也可用電加熱或其它輻射加熱。物料放在金屬盤裏置於加熱（rè）板上，熱量通過熱傳（chuán）導到達物料內部，使（shǐ）水份加熱（rè）蒸發。箱式真空幹燥器目前在實際中使用仍很普遍，適用於液體、漿體、粉（fěn）體和散（sàn）粒食品（pǐn）物料的幹燥。
      2．2雙錐真空（kōng）幹燥器雙錐真空幹燥器是使有對稱（chēng）夾套的圓錐（zhuī）形容器回轉，借內部圓（yuán）錐體（tǐ）本身的傾斜度使物料不斷被（bèi）攪拌，通（tōng）過回轉（zhuǎn）接頭由回轉軸的一側送入蒸汽或加熱載體，並（bìng）借助於設另一端（duān）軸中心（xīn）的帶過濾網的排氣管排氣。雙錐真空幹燥器能達（dá）到（dào）較高真空度，內部結構簡單，清理容易，物料能全部排出。
      2．3真空帶式幹燥器真空帶式幹燥器是由一連續的不鏽鋼帶組成的，鋼帶繞過加熱滾筒（tǒng）和冷卻滾筒，結構呈多層式，構成幹燥器主體，然後納入密閉的（de）真（zhēn）空室內。物料簿（bù）簿地平鋪（pù）在帶式加熱板上隨之運動，由（yóu）於在真空條件下，物料（liào）在加熱板上呈沸（fèi）騰狀發泡，故成品具有多孔性；全係統為密閉操作，衛生條件好，實（shí）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（hé）時間)介於冷凍幹燥和噴霧幹燥之間，成（chéng）品質量與冷凍幹燥很接近（jìn），但冷凍幹燥是間隙（xì）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（yún）可使用（yòng），食品中常用此幹燥橙汁、蕃茄汁、速（sù）溶茶等。
      2．4真空滾（gǔn）筒幹燥機真空滾筒幹燥機將滾筒密閉在（zài）真空室（shì）內，在真空滾筒（tǒng）幹燥機中，進料、卸（xiè）料和刮料等都必須從（cóng）幹燥室外進行控製，因此幹燥成本很高，故隻能用（yòng）於非（fēi）常熱敏性食品的幹燥，如果（guǒ）汁、酵母、嬰兒食品等。
      3．
      真空幹燥裝置的新進展傳統的真空幹燥裝置大多采用（yòng）熱傳導、對流或熱輻射的方式加（jiā）熱，加熱速度慢且不（bú）夠均（jun1）勻，近幾年來，研究者將真（zhēn）空技術與微波加熱技（jì）術及其它幹燥技術相結合，出現了一些新（xīn）的真空幹燥裝置類型。
      3．1真空冷凍幹燥水有三種聚集狀態（tài），即液態、固態和汽態。隨著（zhe）壓力的不斷降低，冰點的變化不大，而沸（fèi）點側（cè）越（yuè）來越低，越來越靠近冰點。當壓力（lì）下降到某一值時，沸點即與冰點相結合，固態冰可（kě）以不經過（guò）液態而（ér）直接轉化為汽態。水的三相點壓力為610.5Pa，三相點溫度為（wéi）0.0098℃，在壓（yā）力低於三相（xiàng）點壓力時，固態冰（bīng）可以吸收熱量直接轉化為（wéi）汽態的水蒸（zhēng）汽，冷凍幹燥（zào）的原理就在於此。真空冷凍幹燥時，產品放在真空室內，處在兩加熱板之間，利用低溫激發遠紅（hóng）外加熱，保證幹燥均勻，加熱板的溫度是按幹燥過程的加（jiā）熱曲線^控製（zhì）的（de）。真（zhēn）空度的選擇要（yào）能保證整個幹燥過（guò）程中所有水份都（dōu）以冰的形式而不溶融，對於（yú）大多數蔬菜和肉類來說（shuō），選擇0.5~1Pa,相應於25℃左右的升華溫度為適（shì）。由於真空冷凍幹燥食品是在（zài）很低的（de）溫度下脫水，食品的（de）營養成分風味物質損失少，可以^大限（xiàn）度地保留原有的營養和風味，複水性極好，可（kě）在數秒至數分鍾內完成複原（yuán），其色、味、形與新鮮（xiān）品（pǐn）基本完全相同。真空冷凍（dòng）幹燥（zào）產品很多：有咖啡、速溶（róng）茶、果汁、草藥等，蔬菜類有蔥、大蒜、薑、磨茹、肉類、鮮貝等。真空冷凍幹燥一次性（xìng）投資很大，令很多食品（pǐn）廠家望而卻步，如（rú）丹麥的ATLAS的RAY50型凍幹設備(凍幹（gàn）麵積45m2)
      報價高達105萬美元，國產凍幹機剛剛起步，質（zhì）量方麵與國外（wài）產品還有很（hěn）大（dà）的（de）差距，此外真空冷凍幹燥的（de）生產費用（yòng）也較高，這是（shì）因為需要維持較高的真空和(-25℃)的低溫，幹燥時間長，能耗較（jiào）高，這些因（yīn）素使冷凍幹燥（zào）在食品工業中使用（yòng）帶來很大的阻力。
      3．2噴（pēn）射式連續真空幹燥器又稱（Filtermat噴霧幹燥器)
      噴射式連續（xù）真空幹燥器又稱Filtermat噴（pēn）霧幹燥器，相當於是帶式真空幹（gàn）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、含脂肪量高或酸含量高的食品物料的（de）幹燥問題，粘（zhān）性大的物料用傳統的噴霧幹燥器會發生粘壁現象，幹（gàn）燥困難。幹燥過程中物料（liào）通過壓力噴嘴垂直向下噴（pēn）向噴霧幹燥室（shì），熱空氣也向下噴，半幹的粉末物料聚集在移動的網帶上，尾氣也由風機排出，幹燥（zào）好的物（wù）料在網帶上（shàng）進一步移動、冷卻、收集。由於噴霧塔內維持中等的真空度，熱風溫度隻需100℃左右，而一般的噴霧幹燥熱風溫度（dù）150℃左右，因而熱（rè）敏性物料（liào）損失（shī）少（shǎo），同時降低了噴霧塔內的高度。
      3．4微波（bō）真空幹燥（zào）微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有穿（chuān）透性的電磁輻射波，微波幹燥原理是：微波發生器將微波輻射到幹燥物料上，當微波射入物料（liào）內部時，透使水等極性分（fèn）子隨微（wēi）波的頻率（lǜ）作同步旋轉，例如（rú）幹燥蔬菜類製品采（cǎi）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（xìng）分子作如此高速旋轉的結果使物料瞬時產生摩擦熱，導致物料表麵和內部同時升溫（wēn），使（shǐ）大量的水分子從物料逸出，達到物料幹燥的效果。傳統的加熱方法如蒸汽、熱風、電等加熱是利用熱傳導（dǎo）、對流（liú）、輻射的原理（lǐ）將熱量從外部傳物料內部（bù），由表及裏需（xū）要一定的時間，物料的熱傳導（dǎo）性能越差（chà）所需的時間就越長，因（yīn）此加熱速度（dù）慢且受熱不均勻，能耗較高。微波加熱（rè）是使被加熱物體本身成為發熱體，故稱之為內部加熱方法，微波從四麵（miàn）八方穿過食品，食品內外（wài）同時加（jiā）熱，既不需要傳熱（rè）介質，也不（bú）利用對流，食（shí）品內外溫（wēn）度同時上升，加熱速度快而均勻，僅需傳統加熱方法的幾（jǐ）分之一或幾十分之一，並能（néng）較好保留食（shí）品中維生素及食品原有的色香味。有實驗表明，曬幹的鮮菜其葉綠素、維生素等營養成分僅剩3%，陰幹（gàn）則可保留17%，熱風快速幹燥可保留40%，微波（bō）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術有機地結合，充（chōng）分發揮微波加熱快和均勻，真空條件下水汽化點低的特點，是（shì）一項很有前途的幹燥技術。微波真空幹燥技術在法國、日本、美國近年來已由實驗室推向工業（yè）化生產，這種（zhǒng）技術很（hěn）適合於熱敏性食（shí）品（pǐn）的深加工。
      美國加州大學（xué）與某公司合作（zuò），使用微波真空幹燥無籽葡萄幹，保持了葡萄原（yuán）有的形狀和顏色，避免了過去傳統工藝(65℃熱空氣烘（hōng）24小時)產品顏色、形狀（zhuàng）、風味和營養成分變化的缺點，產品質量大大提高。法國（guó）國際（jì）微波公（gōng）司製造的微波（bō）真空幹燥（zào）機(2450MHz，48Kw)微波真空（kōng）幹燥室直徑為1.5m，長度12m，加工速溶桔粉，產（chǎn）品不僅保持原有的色香味，其維生素的保留遠遠高（gāo）於噴（pēn）霧幹燥。近（jìn）年來國內外對高檔脫水蔬菜的需求量很大，而脫水（shuǐ）蔬菜的生產（chǎn），其幹燥工藝是決定產品質量的關鍵，采用真空冷凍幹燥製備脫水蔬菜雖然質量好，但真空冷凍幹（gàn）燥設（shè）備價格昂貴，生產成本高；80年代以來（lái）國外已有采用真空微波——熱風（45%~55%）生產脫水蔬菜，在質（zhì）量上與冷凍幹燥（zào）工藝生產（chǎn）的（de）產品相當，而一次性投資（zī）少，總（zǒng）成本有較大幅度下降。
      4． 結束語
      真空幹燥具有幹燥溫度低，幹燥室內相對缺氧，可避免脂肪氧化，色素褐變（biàn）等一係（xì）列優點，適合於熱敏感性食品物料的幹燥（zào），此（cǐ）外設備成本（běn）、幹燥費用也相對較低，真空幹燥在食品幹（gàn）燥中點（diǎn）有重要的地位。
      真（zhēn）空幹燥與微波加熱技術或其它幹燥方法相結合（hé），出現了不少新型的真空幹燥裝置，賦予了真空幹（gàn）燥新的內（nèi）涵及生命（mìng）力。
      真空微波幹燥吸收了微波加熱和真空（kōng）幹燥兩者的優點，是一種很有前途的幹燥技術，建議我國加快研製（zhì）、開發真空微波幹燥裝置。