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5.7.1概述

真空冷凍干燥技術(shù)是一項(xiàng)高新加工技術(shù)，被認(rèn)為是生產(chǎn)高品質(zhì)脫水食品的加工方法。其原理是在真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分不經(jīng)過冰的融化直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去，從而使物料干燥，稱為真空冷凍干燥，簡稱凍干。用此方法生產(chǎn)的食品稱凍干食品。

⑴凍干食品的優(yōu)點(diǎn)  主要有：①保持食品組織結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)基本不變，特別是生理活性成分保留率zui高，這是某些功能性食品采用凍干食品為基料的主要原因。②外觀不干裂，不收縮，維持食品原有的外形和色澤；③產(chǎn)品無表面硬化，組織呈多孔海綿狀，因此復(fù)水性能好，食用方便，浸泡即可復(fù)原，從而決定了它在即食方便食品中的地位；④重量輕，耐保藏，對環(huán)境溫度沒有特別的要求，在避光和抽真空充氮包裝時(shí)，常溫條件下可保持2年左右，其貯存、銷售等經(jīng)常性費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷凍食品。

⑵凍干食品的缺點(diǎn)  凍干食品的生產(chǎn)需要一整套高真空設(shè)備和低溫制冷設(shè)備，因此，設(shè)備的投資費(fèi)用較大。此外，為了防止物料中冰晶的融化，升華溫度不宜太高。更主要的是，真空狀態(tài)下多孔性物料的導(dǎo)熱系數(shù)低，傳熱速率低，致使本來溫度就不高的冰晶升華速率變得更低，所以，冷凍干燥的時(shí)間一般較長。在如此長的時(shí)間內(nèi)，設(shè)備一方面要不停地制冷，另一方面要不停地供熱，還要不停地抽真空，致使設(shè)備的操作費(fèi)用較高。所有這些，導(dǎo)致了凍干食品的生產(chǎn)成本較高，大大地限制了凍干食品的發(fā)展。這也一直是科學(xué)工作者致力于研究的課題。

⑶國內(nèi)外凍干食品發(fā)展概況  真空冷凍干燥技術(shù)早期用于生物體的脫水，第二次世界大戰(zhàn)后才用于食品工業(yè)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)日漸成熟，設(shè)備日趨完善。70年代以來，隨著人們對方便食品的要求日益增多，使凍干食品市場日趨擴(kuò)大，凍干食品在發(fā)達(dá)工業(yè)國家已相當(dāng)流行，成為貿(mào)易的大宗食品。以日本為例，97年日本國內(nèi)凍干食品的產(chǎn)量為7000t，同年日本還向美國、中國臺灣進(jìn)口此類食品5000多t，目前歐州有凍干食品生產(chǎn)企業(yè)近100家，美國有80多家，日本有40多家，年產(chǎn)量達(dá)幾萬t，品種近100種，包括蔬菜、水果、速溶固體飲料、肉類、水產(chǎn)品等。主要用途是方便食品配菜、嬰兒食品、方便主食品，特種場合需要等，中國則以湯料配伍為主。

 我國在50年代引進(jìn)真空冷凍干燥技術(shù)，引用于醫(yī)藥及生物制品。60年代末到70年代中期，廣東、北京、上海、大連等地相繼建起了凍干食品生產(chǎn)基地。但后來由于形勢的原因以及當(dāng)時(shí)的凍干產(chǎn)品成本高缺乏市場而相繼停產(chǎn)或拆除。到了80年代后期，一些外商看中了中國豐富的原料市場，開始在大陸投資設(shè)廠。到了90年代，隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，市場凍干食品的需求越來越大，特別是外商為打開中國市場，紛紛提供設(shè)備貸款以及包銷部分產(chǎn)品，促使一些食品企業(yè)大膽引進(jìn)國外設(shè)備建廠，而國內(nèi)一些廠家亦爭先恐后推出國產(chǎn)凍干設(shè)備，一時(shí)間，凍干食品行業(yè)呈現(xiàn)一派興旺和蓬勃發(fā)展的景象。但真正有經(jīng)濟(jì)效益的企業(yè)并不多，相當(dāng)企業(yè)由于未經(jīng)充分論證后即倉促建線生產(chǎn)，在原料供應(yīng)、銷售市場、工藝技術(shù)等均不占優(yōu)勢的情況下，只好暫時(shí)停產(chǎn)以觀市場，昂貴的進(jìn)口設(shè)備閑置或部分閑置，實(shí)在令人惋惜。更有個(gè)別企業(yè)花巨資購買（國產(chǎn)）或引進(jìn)的是低劣凍干設(shè)備，產(chǎn)量低、品質(zhì)差，根本不能進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。

 目前，江蘇、浙江、湖南、湖北、河南、陜西、新疆、福建等地又相繼建成了一批凍干食品生產(chǎn)基地。截止97年12月止，中國大陸地區(qū)共有300臺（套）食品用凍干機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，年產(chǎn)成品約幾千t，主要品種有蘑菇、香菇、豌豆、蘆筍、小香蔥、胡蘿卜、生姜、蝦仁、牛肉丁、豬肉丁、蘋果、梨、香蕉、方便湯料、方便粥等。產(chǎn)品除一小部分供方便食品配伍外，大部分銷往市場。

    ⑷我國凍干食品的發(fā)展前景  我國的農(nóng)副產(chǎn)品資源極其豐富，品種多、質(zhì)量好、價(jià)格低，急需深加工增值。此外，我國的中草藥、珍貴動、植物品種繁多，可生產(chǎn)出具有特色的凍干名貴產(chǎn)品。另一方面，我國勞動力密集，加工凍干食品的成本比其他國家低得多。這種低成本，對外商產(chǎn)生了巨大的吸引力，近年來，外商轉(zhuǎn)向中國求購大量凍干食品，這就為我國發(fā)展凍干食品提供了機(jī)遇。加入WTO后，象這種高科技含量的行業(yè)市場前景越來越好。

生產(chǎn)成本高是凍干食品的zui大缺點(diǎn)，但是隨著凍干技術(shù)的提高，凍干設(shè)備的日益完善，尤其是凍干設(shè)備的國產(chǎn)化，凍干食品的生產(chǎn)成本必將而且已經(jīng)進(jìn)一步降低。另外，與罐藏食品、冷凍食品相比，凍干食品的運(yùn)輸、貯存等經(jīng)常性費(fèi)用較低，而凍干食品的高質(zhì)量所附加的高價(jià)值，可以彌補(bǔ)其成本高的缺點(diǎn)，尤其是對于價(jià)格高的食品物料，凍干成本在其產(chǎn)品銷售價(jià)格中所占的比例并不大。

由于凍干食品避免了傳統(tǒng)脫水技術(shù)方法帶來的變色、變味、營養(yǎng)成分損失大、復(fù)水性差等缺陷，具有保持原食品形、色、香、味、營養(yǎng)不變、復(fù)水性好、重量輕、可常溫貯藏等優(yōu)點(diǎn)。因此，凍干食品在市場的價(jià)格是熱風(fēng)干燥食品4～6倍，是速凍食品7～8倍。它在登山、航海、探險(xiǎn)、*野戰(zhàn)等特殊場合中具有不可替代的地位，也是宇航員在太空中的主要食品。

凍干食品在一些發(fā)達(dá)工業(yè)國家已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的普及水平，美國、日本凍干食品的比重已達(dá)到40%以上。椐有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前，美國每年消費(fèi)凍干食品500萬t，日本160萬t，法國150萬t，其他國家也很可觀。日本每年約需花1000億日圓進(jìn)口凍干食品，香港、新加坡和南韓每年進(jìn)口凍干食品達(dá)500億日元。日本、美國及歐洲等每年約需凍干大蒜粉6000t，可見凍干食品的市場之大。

    隨著我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對食品質(zhì)量的要求越來越高，特別是對高質(zhì)量的嬰幼兒食品和保健食品的需求量急劇增加。另外，我國旅游、探險(xiǎn)、航海事業(yè)必將有大的發(fā)展，同時(shí)餐飲業(yè)的迅速崛起、人們生活節(jié)奏的加快，都對方便即食食品的需求量越來越大。因此，發(fā)展凍干食品具有廣闊的、國內(nèi)市場。

5.7.2凍干食品生產(chǎn)的基本原理

與其它干燥方法一樣，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蒸汽的不斷排除。在開始階段，如果物料溫度相對較高，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室蒸汽分壓相平衡的溫度，此時(shí)，若沒有外界供熱，升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如果不及時(shí)排除，蒸汽分壓就會升高，物料溫度也隨之升高，當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時(shí)，物料中的冰晶就會融化，冷凍干燥也就無法進(jìn)行了。

供給熱量的過程是一個(gè)傳熱過程，排除蒸汽的過程是一個(gè)傳質(zhì)的過程，因此，升華干燥過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過程。自然界中所發(fā)生的任何過程都有驅(qū)動力，升華干燥中的傳熱驅(qū)動力為熱源與升華界面之間的溫差，而傳質(zhì)驅(qū)動力為升華界面與蒸汽捕集器（或冷阱）之間的蒸汽分壓差。溫差愈大，傳熱速率愈快；蒸汽分壓差愈大，傳質(zhì)（即蒸汽排除）速率愈快。

凍干時(shí)，既要保持產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，又要取得較快的干燥速率。升華所需要的潛熱必須由熱源通過外界傳熱過程傳送到被干燥物料的表面，然后再通過內(nèi)部傳熱過程傳送到物料內(nèi)冰升華的實(shí)際發(fā)生處。所產(chǎn)生的水蒸氣必須通過內(nèi)部傳質(zhì)過程到達(dá)物料的表面，再通過外部傳質(zhì)過程轉(zhuǎn)移到蒸汽捕集器（冷阱）中。任何一個(gè)過程或幾個(gè)過程一起都可能成為干燥過程的“瓶頸"，它取決于凍干設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作條件以及被干燥物料的特征。只有同時(shí)提高傳熱、傳質(zhì)效率，增加單位體積凍干物料的表面積，才能取得更快的干燥速率。

    在冰晶的升華過程中，每升華1g冰晶約需吸收2822.4J的熱量，假如沒有熱量來源，冰晶升華時(shí)將會從制品中吸熱，亦即通過降低制品的溫度來維持升華所必須的熱能，當(dāng)制品的溫度降低后，其冰晶飽和蒸汽壓亦降低，當(dāng)降低到與環(huán)境中壓力相等時(shí)，升華亦即停止，因此，凍干過程中，必須給制品施加熱能，但是，要在真空環(huán)境中傳輸熱能，也不是一件容易的事情，為此，人們設(shè)計(jì)出下列種種加熱方式：

    ①接觸傳熱方式  這是一種zui簡單的加熱方法，在干燥室內(nèi)設(shè)置可加熱的多層擱板，上面放置裝有被干燥食品的干燥盤。利用干燥盤與擱板接觸傳導(dǎo)加熱。在這種情況下。加熱擱板與干燥盤，干燥盤與干燥食品間不能*良好地接觸，因此利用這中方法進(jìn)行加熱時(shí)，干燥時(shí)間多少較其它方法長些，但其優(yōu)點(diǎn)是干燥是構(gòu)造簡單，并可充分利用空間。

    ②復(fù)式加熱方式  接觸傳導(dǎo)僅加熱食品的一面，而在本法中被干燥的食品兩面都與加熱板接觸，因此傳熱良好而可縮短干燥時(shí)間，所采用的方式將被干燥食品在與加熱板接觸前，先以金屬網(wǎng)狀鋁板夾住，以打開升華時(shí)水蒸汽的通道并減少其阻力，然后用液壓加上擱板，使之與網(wǎng)狀鋁板接觸，此法優(yōu)點(diǎn)是可縮短干燥時(shí)間，但為能與上擱板接觸，擱板必須是活動的，因此必須使用液壓裝置，而導(dǎo)致構(gòu)造復(fù)雜，并降低干燥室的利用率，故設(shè)備費(fèi)用高昂，此外，對非平面而不定形被干燥食品，則有不能充分發(fā)揮效果的缺點(diǎn)。

    ③有釘板加熱方式  這是上述復(fù)式加熱方式的變形，此法是利用裝有多枚釘子的2片加熱板將被干燥食品夾在中間以進(jìn)行加熱，這種方式的加熱接觸面積擴(kuò)大到被干燥食品的內(nèi)部，因而能有效地進(jìn)行熱供給，利用此方式，干燥時(shí)間可大幅度縮短，這正是被希望的方式，但相反的是，大量處理被干燥食品時(shí)，干燥前與干燥后的操作繁雜，需要人力與時(shí)間，另外還涉及衛(wèi)生的問題，因此在實(shí)用規(guī)模裝置上幾乎都不采用。

    ④輻射加熱方式  此種方式是將被加熱干燥的食品置于干燥盤或干燥網(wǎng)上，然后插入兩片加熱板之間，使之不與加熱板接觸，而由加熱板輻射來供給熱量，因此加熱板可加熱到容許溫度以上的高溫，而被干燥食品的溫度則保持在容許溫度之內(nèi)，這樣可以縮短干燥時(shí)間，且被干燥食品的形狀若不是定型時(shí)也不會有所防礙。干燥前后的操作也很容易，特別是在大型連續(xù)干燥裝置中更加有效，已經(jīng)設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)目刂品绞?，并提高加熱板的輻射能轉(zhuǎn)換效率，其干燥時(shí)間已縮短至可以與復(fù)式加熱相匹敵的程度，因此，該加熱方式已演變成凍干食品設(shè)備的基本形式。

⑤微波加熱方式  微波照射能使不同形狀的食品內(nèi)外都得到加熱，大大縮短干燥時(shí)間（約10%～20%）。此外，干燥室的利用率也較高。盡管微波加熱具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是到目前為止還沒有在工業(yè)上成功的例子。這是因?yàn)楫a(chǎn)生微波形式的能量是昂貴的，其費(fèi)用為蒸汽費(fèi)用的10～20倍。另外，微波加熱過程很難控制。如果供熱量有余，會導(dǎo)致升華界面有少量冰融化，而水的介電常數(shù)比冰的介電常數(shù)大得多，水將吸收更多的熱量使溫度升高而使更多的冰融化，zui終導(dǎo)致干燥失敗。

⑥紅外線加熱  在干燥室安裝紅外線發(fā)生器產(chǎn)生紅外線輻射。但由于其維持費(fèi)用相當(dāng)高，故很少應(yīng)用于冷凍干燥食品方面。

綜上所述，各種加熱方法各有其特點(diǎn)。人們在不斷認(rèn)識凍干過程本質(zhì)的基礎(chǔ)上，探索出了多種加熱、輻射的組合，如傳導(dǎo)-輻射加熱法、傳導(dǎo)-微波加熱法、輻射-微波加熱法等。其目的都是期望能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高干燥速率，降低能耗。

5.7.3凍干食品的生產(chǎn)設(shè)備

5.7.3.1主要設(shè)備

    凍干食品生產(chǎn)zui主要的設(shè)備為食品用真空冷凍干燥機(jī)組，該機(jī)組的性能，能耗和操作自動化程度的高低決定了凍干食品生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平的高低，食品用凍干機(jī)分間歇式和連續(xù)式。連續(xù)式機(jī)組在國內(nèi)企業(yè)尚屬少見。間歇式凍干機(jī)由干燥箱體、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等5部分組成。

⑴干燥箱體  有圓筒形及方形兩種主要的形式，各有優(yōu)點(diǎn)，圓筒形制造容易，但無法利用的空間多；方形則相反，空間利用率高，但制造較困難。

    ⑵加熱系統(tǒng)  大多數(shù)采用輻射傳熱，輻射板由陽極電鍍鋁制成，導(dǎo)熱介質(zhì)有導(dǎo)熱油，飽和水、二次蒸汽，有機(jī)溶劑如丙二醇、甘油等，熱源均系用高壓水蒸汽。

    ⑶真空系統(tǒng)  采用機(jī)械真空泵，有羅茨泵＋油封泵及羅茨泵＋羅茨泵＋大氣噴射＋水環(huán)泵兩種，兩者主要區(qū)別是前者不能抽水蒸汽，因此對冷阱效率要求較高，優(yōu)點(diǎn)是能耗小，后者則正好相反，能抽吸少量水蒸汽，缺點(diǎn)是能耗較大。

    ⑷制冷系統(tǒng)  由制冷機(jī)組與冷卻排管構(gòu)成，作水蒸汽捕集器（亦稱冷阱）依其與輻射板組件的相對位置，有如下幾種形式：①底置式：放置在輻射板組件的底部；②側(cè)置式：放置在輻射板組件的兩側(cè)；③后置式：放置在輻射板組件的后面；④另置式：放置在輻射板組件不在同一容器內(nèi)，另外一個(gè)容器放置，兩容器之間有一個(gè)短而粗的管件連接。

⑸控制系統(tǒng)  有手動控制及自動控制兩大類，自動控制又分儀表自動控制與PLC可編程序控制兩類。以PLC可編程序控制，現(xiàn)在已有的凍干程序控制儀問世，是在PLC基礎(chǔ)上按凍干要求而設(shè)計(jì)的，能自動完成凍干過程中復(fù)雜的控制操作，并且有貯存數(shù)據(jù)的功能。

國外的凍干設(shè)備生產(chǎn)廠家有丹麥阿*工業(yè)公司（ATLAS）、日本真空技術(shù)株式會社（ULVAC）、美國奧特公司（Virtis）、英國愛德華公司（Edwards）、日本共和真空技術(shù)株式會社（KYOWAC）等設(shè)備制造商；中國臺灣也有多家凍干設(shè)備生產(chǎn)廠，但良秀不齊，有些是低劣產(chǎn)品。

國內(nèi)有名的凍干設(shè)備生產(chǎn)廠家有*蘭州物理研究所研制的ZDG型、清華大學(xué)核能技術(shù)設(shè)計(jì)研究所研制的DH—FD型、深圳萬寶真空保鮮設(shè)備公司生產(chǎn)的DF型、廣州長城制冷工業(yè)設(shè)備廠生產(chǎn)的SZDG型、中國航天工業(yè)總公司沈陽新陽速凍設(shè)備制造公司生產(chǎn)的LG型等食品凍干設(shè)備。

5.7.3.2簡易凍干食品生產(chǎn)線的配置

    ⑴前處理設(shè)備有：

    ①多用切片機(jī)  1臺，生產(chǎn)能力200～500kg/h，國產(chǎn)的即可，如有條件，可購買中國臺灣、日本、美國產(chǎn)的切片機(jī)，以美國厄舍公司的*。

 ②冷卻槽  殺青后的冷卻槽可用清洗槽代替，簡易生產(chǎn)線通常因自來水冷卻瀝水可選用振蕩瀝水機(jī)，如有條件，選用離心機(jī)。

    ③速凍庫  速凍庫的配置與凍干機(jī)的處理能力相適應(yīng)，以日班生產(chǎn)配料，滿足2～3班凍干為宜。冷源單獨(dú)或半單獨(dú)設(shè)置（低壓循環(huán)部分獨(dú)立）以防止在速凍庫熱負(fù)荷較大時(shí)，影響到正在凍干過程中的冷阱溫度。

    ⑵凍干車間  凍干車間是凍干食品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，它的設(shè)置同時(shí)要考慮到產(chǎn)品質(zhì)量受影響的程度，一般速凍庫與凍干箱門之間的距離越短越好，并且此通道，僅作為物流通道，而不兼作人流通道，凍干箱門端與凍干機(jī)其它部分及設(shè)備隔開，以減少環(huán)境對半成品的污染。

    ⑶卸料與包裝間  卸料與包裝間應(yīng)密閉，地面至少要用水磨石加打蠟，墻體要用白瓷磚貼至1.5m高，以上部分要刷白色防水涂料，此車間須裝設(shè)空調(diào)除濕設(shè)備，空調(diào)制冷可與冷庫系統(tǒng)合用，除濕設(shè)備宜選用轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī)，以利降低除濕成本，車間無窗戶，門盡可能密閉，采用無塵凈化室的密封門，并要有換氣、消毒、滅菌等設(shè)施。

    包裝時(shí)一般要有不銹鋼工作臺，抽真空充氮封口機(jī)，抽真空設(shè)備宜選用水環(huán)式真空泵，抽速約20L/s，充氮?dú)庠礊楣I(yè)用氮?dú)?，?jīng)減壓過濾充入即可。

5.7.3.3現(xiàn)代化流水生產(chǎn)線配置

`   現(xiàn)代化流水生產(chǎn)線與簡易生產(chǎn)線相比，僅在前處理增加了清洗、去皮、殺毒、冷卻、輸送等自動化機(jī)械設(shè)備，以減少前處理中手工作業(yè)量，因清洗、去皮等操作中沒有標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備，在此不作詳述，其它與簡易生產(chǎn)線相同。

5.7.4凍干果蔬的生產(chǎn)工藝

工藝流程

原料選擇→整理→預(yù)凍結(jié)→升華干燥→后處理→包裝、貯藏。

操作要點(diǎn)

  ⑴預(yù)處理  一般預(yù)處理是指升華干燥前的所有處理，所以干燥前凍結(jié)也屬于預(yù)處理。原料預(yù)處理和常規(guī)的果蔬干燥及果蔬速凍制品相同，如需進(jìn)行挑選、清洗、去皮、切分、燙漂、冷卻等處理，具體操作參見本書有關(guān)內(nèi)容，在此不作詳述。在進(jìn)行果汁或蔬菜汁凍干時(shí)，則先用較低廉的加工方法預(yù)先將其濃縮，后在預(yù)凍結(jié)時(shí)將產(chǎn)品變成粒狀。

    預(yù)凍結(jié)是把經(jīng)前處理后的原料進(jìn)行冷凍處理（有關(guān)冷凍工藝及設(shè)備參見本書“9.果蔬速凍"），它是凍干的重要工序。由于果蔬在冷凍過程中會發(fā)生一系列復(fù)雜的生物化學(xué)及物理化學(xué)變化，因此預(yù)凍的好壞將直接影響到凍干果蔬質(zhì)量。冷凍過程中重點(diǎn)考慮的是被凍結(jié)物料的凍結(jié)速率對其質(zhì)量和干燥時(shí)間的影響。速凍與慢凍有以下差別：速凍產(chǎn)生的冰晶較小，慢凍產(chǎn)生的冰晶較大；大的冰晶有利于升華，小的冰晶不利于升華；小的冰晶對細(xì)胞的影響較小，冰晶越小，干燥后越能反映出產(chǎn)品原來的組織結(jié)構(gòu)和性能。但凍結(jié)速率高，所需的能耗也高。應(yīng)綜合考慮，選擇一個(gè)*的凍結(jié)速率，在保證凍干食品質(zhì)量的同時(shí)，使所需的冷凍能耗zui低。

   ⑵升華干燥  是凍干食品生產(chǎn)過程中的核心工藝。要控制好工藝條件：

   ①裝載量  干燥時(shí)，凍干機(jī)的濕重裝載量即單位面積干燥板上被干燥的質(zhì)量，是決定干燥時(shí)間的重要因素。被干燥食品的厚度也是影響干燥時(shí)間的因素。

冷凍干燥時(shí)，物料的干燥是由外層向內(nèi)層推進(jìn)，因此，被干燥物料較厚時(shí)，需要較長的干燥時(shí)間。在實(shí)際干燥時(shí)，被干燥物料均被切成15～30mm的均一厚度。單位面積干燥板所應(yīng)裝載的物料量，應(yīng)根據(jù)加熱方式及干燥食品的各類而定。在采用工業(yè)化大規(guī)模裝置進(jìn)行干燥時(shí)，若干燥周期為6～8h，則干燥板物料裝載量為5～15kg/m²。

②干燥溫度  冷凍干燥時(shí)，為能縮短干燥時(shí)間，必須有效地供給冰晶升華所需要的熱量，因此設(shè)計(jì)出各種實(shí)用的加熱方式。干燥溫度必須是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不會因過熱而引起熱變性的范圍內(nèi)。因此，在單一加熱方式中，干燥板的溫度在升華旺盛的干燥初期應(yīng)控制在70～80℃，干燥中期在60℃，干燥后期在40～50℃。

    ③干燥終點(diǎn)的判斷  干燥終點(diǎn)可用下列指征來判定：物料溫度與加熱板溫度基本趨于一致并保持一段時(shí)間；泵組（或冷阱）真空計(jì)與干燥室真空計(jì)趨于一致，并保持一段時(shí)間；干燥室真空計(jì)冷阱溫度基本上回復(fù)到設(shè)備空載時(shí)的指標(biāo)并保持一段時(shí)間；對有大蝶閥的凍干機(jī)，可關(guān)閉大蝶閥，真空機(jī)基本不下降或下降很少。以上4個(gè)判定依據(jù)，即可單獨(dú)使用，亦可組合或聯(lián)合使用。

    ⑶后處理  后處理包括卸料，半成品選別，包裝等工序。

 凍干結(jié)速后，往干燥室內(nèi)注入氮?dú)饣蚋稍锟諝馄瞥婵眨缓罅⒓匆瞥鑫锪显谝粋€(gè)相對濕度50%以下，溫度22～25℃，塵埃少的密閉環(huán)境中卸料，并在相同的環(huán)境中進(jìn)行半成品的選別及包裝。因?yàn)閮龈珊蟮奈锪暇哂旋嫶蟮谋砻娣e，吸濕性非常強(qiáng)，因此需要在一個(gè)較為干燥的環(huán)境下，完成這些工序的操作。

⑷包裝與貯存  食品凍干后具有龐大的表面積，食品中的一些成分直接裸露到空氣中，易接觸到空氣中的氧及吸附水分，從而導(dǎo)致凍干食品的逐漸變質(zhì)。其次，大多數(shù)凍干食品均具有天然色澤，這些天然色素易在光照下降解。在氧化作用及色素降解過程中，溫度也是一個(gè)影響此類化學(xué)反應(yīng)的重要因素。因此，凍干食品的包裝主要考慮如何防止或減輕上述4個(gè)因素的影響。

凍干食品所具有的多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，既有其有利的一面，也有其不利的一面：一是產(chǎn)品一旦暴露于空氣中容易吸濕和氧化降質(zhì)，所以，凍干食品應(yīng)抽真空包裝，充氮包裝；二是凍干食品所占體積相對較大，不利于包裝、運(yùn)輸、銷售，因此凍干食品常被壓縮后包裝。此外，多孔疏松狀結(jié)構(gòu)使得凍干食品在運(yùn)輸、銷售途中極易破碎，因此，對于那些不便壓縮包裝的凍干食品，應(yīng)具有一定保護(hù)作用的包裝材料或包裝形式。

    凍干食品常用的包裝材料為PE袋及復(fù)合鋁鉑袋，PE袋常用作大包裝用，復(fù)合鋁鉑袋常用作小包裝用，外包裝通常都選用牛皮瓦楞紙板箱，其大小符合集裝箱運(yùn)輸之需要，用PE袋作內(nèi)包裝時(shí)，為強(qiáng)化其隔絕氧、水、汽的作用，常用雙層，必要時(shí)，還可采用鐵罐包裝，但價(jià)格較高，應(yīng)用不很普遍。不論采用何種包裝材料，均需采用抽真空充氮，并添加除氧劑及干燥劑。

    凍干食品應(yīng)貯存在陰涼、干燥處，如有條件，放置在低溫低濕的環(huán)境中，保質(zhì)期通常為1～2年，采用鐵罐包裝時(shí)可適當(dāng)延長。

5.7.5凍干食品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

    凍干食品的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，抽樣率占每批總數(shù)的10%（客戶有特需要求除外）每件隨機(jī)抽取小樣，混勻后作待檢樣品，由于凍干食品目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，亦無可參照的標(biāo)準(zhǔn)，下述檢驗(yàn)項(xiàng)目均為行業(yè)推薦指標(biāo)，大致如下：

⑴感官指標(biāo)

色澤：應(yīng)有該品種原料的色澤。

香味：應(yīng)有該品種的香味（或熟制后的香味）。

粒度：指規(guī)格，依客戶要求而定，其中粉末≤2%。

⑵水分  ≤5%

⑶夾雜物  不得檢出（指非原料或其裂解物）。

⑷微生物  細(xì)菌總數(shù)≤500個(gè)／g；大腸菌群≤10個(gè)／100g；致病菌：不得檢出，或依客戶要求另定。

⑸重金屬  砷（以As計(jì)）≤1.0mg／kg；鉛（以Pb計(jì)）≤2.0mg／kg；銅（以Cu計(jì)）≤60mg／kg。

⑹裝量  不低于標(biāo)示量。

⑺包裝材料  依客戶要求而定。

5.7.6凍干食品生產(chǎn)質(zhì)量控制

    凍干食品作為食品，絕大部分均出口往發(fā)達(dá)國家或地區(qū)，由于這些國家或地區(qū)都普遍實(shí)行了食品“GMP"標(biāo)準(zhǔn)，因此，外商對其質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，不僅對產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格的要求，而且要對廠家進(jìn)行實(shí)地考察，往往要求至少關(guān)鍵工序要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

    GMP的指導(dǎo)思想：產(chǎn)品質(zhì)量是在生產(chǎn)過程中制造出來的，而不是在檢驗(yàn)中檢測出來的，因此，在實(shí)施過程中它要求要以合格、稱職的技術(shù)人員，對員工進(jìn)行反復(fù)不斷的培訓(xùn)，使他們始終明白GMP對他的工作崗位的具體要求，此外，它對工廠的硬件也有具體的要求，筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，把凍干食品生產(chǎn)質(zhì)量控制措施歸納如下：

    ⑴廠房

    ①凍干食品生產(chǎn)企業(yè)必須有整潔的生產(chǎn)環(huán)境，生產(chǎn)區(qū)周圍應(yīng)無污染源，空氣場地、水質(zhì)應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，生產(chǎn)區(qū)內(nèi)及周圍應(yīng)無露土地面，并增加綠化面積。

    ②廠區(qū)應(yīng)接行政、生活、生產(chǎn)、輔助系統(tǒng)劃分布局。行政、生活與生產(chǎn)區(qū)應(yīng)相距一定距離、生產(chǎn)廠房按產(chǎn)品工藝特點(diǎn)要求會理布局，間距適當(dāng)，無交叉污染，在同一廠房及領(lǐng)近廠房進(jìn)行的各項(xiàng)操作，不得相互妨礙。

    ③廠房內(nèi)必須足夠的空間和場所，能整齊，合理地安置設(shè)備和物料，按照工藝要求，工序銜接合理，人流，物流分開，防止不同品種相互混淆，交叉污染和遺漏生產(chǎn)，檢驗(yàn)步驟。

    ④廠房內(nèi)應(yīng)具備適當(dāng)?shù)恼彰?，取暖及通風(fēng)設(shè)備，必要時(shí)需要空調(diào)設(shè)備，使室內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?。照明、采暖設(shè)備及各種管通與生產(chǎn)車間的空間隔離。

    ⑤廠房應(yīng)能防止動物和昆蟲進(jìn)去，其內(nèi)部表面應(yīng)光滑少縫隙，不得脫蕩或吸附顆粒性粉塵。

    ⑥廠房必須按生產(chǎn)工藝和質(zhì)量要求，劃分等級，一般生產(chǎn)區(qū)（指無菌落數(shù)要求的生產(chǎn)車間、房間等），控制區(qū)（指對菌落數(shù)有一定要求的生產(chǎn)車間及輔助房間），并應(yīng)采取相應(yīng)的保證措施。

    ⑦控制區(qū)車間內(nèi)墻、平頂和地坪要材質(zhì)堅(jiān)硬，平整光滑少縫隙，無顆粒性物質(zhì)脫落，易清洗，易消毒，有外窗的房間，其窗應(yīng)密封，門要求光滑，造型簡單，關(guān)閉嚴(yán)密，開啟方向應(yīng)朝向衛(wèi)生程度高的房間。進(jìn)入控制區(qū)內(nèi)的空氣須經(jīng)初效、中效過濾，還須經(jīng)過濾，室內(nèi)溫度、濕度應(yīng)符合工藝要求，一般應(yīng)保持1～2Pa的正壓，并在合適的地方裝設(shè)紫外燈。

    ⑧操作人員應(yīng)須經(jīng)更衣后，經(jīng)緩沖室方能進(jìn)入生產(chǎn)控制區(qū)，生產(chǎn)控制區(qū)的服裝至少須采用無扣白大褂，選用無塵工作服。

    ⑨進(jìn)入生產(chǎn)控制區(qū)的物料和工具，應(yīng)通過緩沖室清潔，消毒后才能進(jìn)入。

    ⑵設(shè)備

    ①生產(chǎn)設(shè)備須與所生產(chǎn)食品相適應(yīng)，并按工藝流程合理布局，便于操作，拆卸清洗、消毒及滅菌。

    ②設(shè)備及管道的材質(zhì)應(yīng)與物料不起化學(xué)反應(yīng)，凡食品直接接觸的設(shè)備表面均需光潔、平整、易清洗、耐腐蝕、不吸附，不污染所加工的物料。

    ③設(shè)備的轉(zhuǎn)動及管道系統(tǒng)要密封良好，防止?jié)櫥汀⒗鋮s劑等對食品的污染。

    ④所有設(shè)備均要造冊登記，主要設(shè)備（儀器）應(yīng)建立檔案資料，其主要內(nèi)容有：原始技術(shù)資料（包括設(shè)備使用維修說明書原件）、設(shè)備裝配總圖、施工圖、零件、易損件、備件清單，檢修、維護(hù)保養(yǎng)和事故記錄等。

    ⑤用于生產(chǎn)和檢驗(yàn)的儀器、衡器、量具等應(yīng)經(jīng)計(jì)量檢定，并作定期檢查，凡精度不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的儀表、儀器、衡器、量具不得用于生產(chǎn)和檢驗(yàn)。

    ⑥設(shè)備使用、檢修人員應(yīng)了解設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、性能與用途、切實(shí)做到會使用、維修、保養(yǎng)，會排除故障。

    ⑶生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(diǎn)（以小香蔥生產(chǎn)為例）

    ①原料的新鮮程度要有專人檢查，并作相應(yīng)的記錄，如有異常情況應(yīng)及時(shí)處理。

    ②分檢工序是控制夾雜物的關(guān)鍵工序，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，任何夾雜物均不得流入下一道工序，同時(shí)須將不合格的原料剔除。

    ③清洗工序的重點(diǎn)是洗去泥沙，但不能泡水太久，因?yàn)槭[的吸水能力是較大的，吸水太多時(shí)要用離心機(jī)甩去過多的水分。

    ④切段時(shí)應(yīng)注意蔥段的尺寸應(yīng)在允許的誤差范圍內(nèi)。

    ⑤鋪盤工序在控制區(qū)內(nèi)進(jìn)行，以使微生物含量不至于超標(biāo)，且鋪盤時(shí)計(jì)量必須準(zhǔn)確，表面須刮平整，否則易造成欠干。

    ⑥預(yù)凍結(jié)要盡快降溫凍結(jié)，當(dāng)多個(gè)物料中心溫度達(dá)－18℃以下后，維持0.5h即可，以減少能耗，也不必將物料溫度降得太底。

    ⑦凍干工序應(yīng)遵照凍干曲線進(jìn)行，當(dāng)凍干機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)要盡可能保住產(chǎn)品不至于溶化，關(guān)鍵是想辦法維持升華條件，切去熱源。

    ⑧卸料及半成品分檢、包裝工序，要方止微生物污染、吸潮、要特別注意操作人員著裝，環(huán)境的濕度、溫度及室內(nèi)衛(wèi)生。  

5.7.7凍干果蔬生產(chǎn)實(shí)例

5.7.7.1小香蔥

⑴工藝流程

原料→分檢→清洗→切段→鋪盤→預(yù)凍結(jié)→凍干→卸料→半成品分檢→包裝→入庫。

⑵操作要點(diǎn)

原料  要求新鮮，無病害、無枯黃葉、無損傷，色澤青綠。

分檢  按原料驗(yàn)收方法將合格的原料挑選出來，注意剔除夾雜物，

清洗  用流動水漂洗，洗去表面泥沙。

切段  用切片機(jī)切成4～5mm的小蔥段。

鋪盤  把截切好的蔥段均勻鋪入凍干盤中，裝載量為8～9kg/m²。

速凍  鋪好盤后的小香蔥連同凍干盤一起放置在吊車上，推入急凍庫中速凍，注意放置好測溫探頭，當(dāng)溫度達(dá)到－18℃以下，維持0.5h即可。

凍干  把預(yù)凍結(jié)好的物料迅速推入準(zhǔn)備好的凍干機(jī)中，動作越快越好，迅速關(guān)上干燥箱門，并立即開始抽真空，完成上述部驟的時(shí)間一般在10～15min左右，太長則有可能引起物料表面的熔化。到工作壓力后，開始按設(shè)定的加熱曲線加熱，凍干小香蔥加熱曲線一般分成6段：①在30mim內(nèi)，均勻升溫至120℃，性能優(yōu)良的設(shè)備可在15min內(nèi)達(dá)到；②在120℃維持恒溫3h；③在1h內(nèi)，均勻降溫至80℃；④在80℃維持恒溫2h；⑤在1.5h內(nèi)，均勻降溫至60℃；⑥在60℃維持恒溫2h。整個(gè)凍干周期約10h，由于各臺動干設(shè)備的性能有所不同，上述參數(shù)僅供參考，能否采用，應(yīng)先試驗(yàn)后確定。

卸料  卸料應(yīng)在密閉、少塵埃的潔凈區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)相對濕度50%以下，溫度22～25℃，卸料后如來不及進(jìn)行半成品分檢，則應(yīng)先密閉口在容器中。

半成品分檢  主要挑去夾雜物，分切不良及其它不合格品，其環(huán)境要求與卸料同。

包裝  按與客戶簽訂合同時(shí)的規(guī)格包裝，通常有5kg/箱、8kg/箱、10kg/箱可供選擇，為防止堆疊時(shí)外包裝箱變形，外箱常設(shè)計(jì)成高箱式（四方底，高為底邊長的兩倍半左右），且裝料時(shí)只裝至離頂2～2.5cm為宜。

5.7.7.2荔枝

⑴工藝流程

原料選擇→挑選→洗果→去殼、去核→清洗→切分→預(yù)凍結(jié)→凍干→包裝。

⑵操作要點(diǎn)

荔枝選擇、前處理和預(yù)凍結(jié)參考本書荔枝速凍（9.7.1）。把切分好的荔枝肉預(yù)凍結(jié)至－30℃。凍干時(shí)首先將冷阱溫度預(yù)冷至－35℃，打開干燥倉門，裝入凍透的荔枝，關(guān)上倉門，啟動真空機(jī)組進(jìn)行抽空，當(dāng)真空度達(dá)到60Pa時(shí)，開始加熱，加熱過程中需要保證穩(wěn)定的工作真空度，而且保證物品zui高溫度不超過50℃。凍干后抽真空充氮包裝。

5.7.7.3蘑菇、大蒜、胡蘿卜

蘑菇、大蒜、胡蘿卜都是采用冷凍干燥主要品種。這3種蔬菜的前處理參見前面的熱風(fēng)干燥；預(yù)凍結(jié)參考本書的“9.果蔬速凍保藏"部分；凍干及后處理參考前面的內(nèi)容。