食品真空幹燥裝置及其進展

　　真空幹燥在食品工業中有廣泛的重要的應用（yòng），進幾年（nián）來，真空技術與微波加熱技術和其它幹燥技（jì）術相結合，出現了一些新的真空幹燥裝置類型，提出了我國應加快研（yán）製開發真空微波幹燥裝置的新觀點。

      0. 前言當前，食品加工技術（shù）的一個重要發展趨勢是^大限度地保持食品的營養和色香味，而幹燥工藝和設備的選擇對食品產品的營養、色香味有很大（dà）影響。食品（pǐn）幹燥有很（hěn）多與“食品（pǐn）”相聯（lián）係的特點，它不同於化工產品的幹燥，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（gé）限製（zhì）；食品幹燥又不同於醫藥產品的（de）幹燥，因為食品往往是低附加（jiā）值產（chǎn）品，而藥品一般是高附加值產品，前者必須考慮幹燥（zào）過程的（de）經濟性。圍繞著“質量和經濟”，近年來食品幹燥技術和設備還是取得了不少進步，而（ér）其中真空與（yǔ）其它幹燥方法或加熱技術（shù）相結合，賦予了真空幹燥裝置新的內涵和生（shēng）命力。

      1．食品真（zhēn）空幹燥的特點真空幹燥是基於這樣一基（jī）本原理：水的飽和蒸氣壓與溫度（dù）緊（jǐn）密相關，在真空狀態（tài）下，水的沸點降低，即在真空下操作也就是在低溫下操作，可避（bì）免在高（gāo）溫下營養成分維生素等的破壞，同（tóng）時提高了幹燥速度。此外在真空係統中，單位體積內空氣的含量低於大氣中的（de）含量（liàng），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（huà）機會，色素褐變或其（qí）它氧化變質等，所（suǒ）以采用真空幹燥獲得較好的食品質量。

      2． 傳統的真空幹燥（zào）裝置真空幹燥在食品、製藥、化工等行業有廣泛的應用，國內也開發和引進了各種真空幹燥設備，其結構形式多（duō）種多樣。在食品（pǐn）工業中常用的形式主要有箱式、雙錐式真空幹燥器，帶式真空幹（gàn）燥器等（děng）。這些傳統的真空幹燥（zào）裝置主要采用熱風，蒸（zhēng）汽或（huò）電等加熱，利（lì）用熱（rè）傳導，對流或輻射原理將熱量從外部傳到物料內部。

      2．1箱式真空幹燥器箱式真空幹燥是曆史^悠久，也是^簡單的一（yī）種真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多塊中空加熱板，加熱板裏麵一般通蒸氣（qì）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板上，熱量通過熱傳導（dǎo）到達物料內部（bù），使（shǐ）水份加熱蒸發。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、粉體和散粒食品物料的幹燥。

      2．2雙錐（zhuī）真空幹燥器雙錐真空幹燥器是（shì）使有對（duì）稱夾套的圓錐形（xíng）容器回轉，借內部圓錐（zhuī）體本身（shēn）的（de）傾（qīng）斜（xié）度使物料不斷被攪拌，通過回轉接頭由回轉軸的一側（cè）送入蒸汽或加熱載體，並借助於（yú）設另一（yī）端軸中心的帶過濾網的排氣管排氣。雙錐真（zhēn）空幹燥器能達到較高真（zhēn）空度，內部結構簡單，清理容易，物料（liào）能全部排出（chū）。

      2．3真（zhēn）空帶式幹燥器真空帶式（shì）幹燥器是由一連續的不鏽（xiù）鋼帶組成的，鋼（gāng）帶繞過加熱滾筒和冷卻滾筒，結構呈多（duō）層式，構成幹燥器主（zhǔ）體，然後納入密閉的真空室內。物料（liào）簿簿地平（píng）鋪（pù）在帶式加熱板上隨之運動，由於在真空條（tiáo）件下，物料在加（jiā）熱板上呈（chéng）沸（fèi）騰狀發泡，故成品具（jù）有（yǒu）多孔性；全係統為密閉操作，衛生條件好，實際操作真空度（dù）100~10Kpa之間，加熱溫度為150℃左（zuǒ）右，其運條件(幹燥（zào）溫度和時（shí）間)介（jiè）於冷凍幹燥和噴霧幹燥之間，成品質量與冷凍幹燥很（hěn）接（jiē）近，但（dàn）冷凍幹燥是間隙操作而（ér）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（zào），液態或漿狀物料勻可使用，食品（pǐn）中常用此幹燥橙汁、蕃茄汁、速溶（róng）茶等。

      2．4真空滾筒幹燥機真空滾筒幹燥（zào）機將滾筒密（mì）閉（bì）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室外進行控製，因此幹燥成本很高，故隻能用於非常熱敏性食品的幹燥，如果汁、酵母、嬰兒食品等。

      3．  真空幹燥（zào）裝置的新進展傳統（tǒng）的真空幹燥裝置大多采用熱傳導、對流或熱輻射的方式加熱，加熱速度慢且不夠均（jun1）勻，近（jìn）幾年來，研究者將真空技術與微波加（jiā）熱技（jì）術及其它幹燥技術相結合，出現了一些新的真空幹燥裝置類（lèi）型。

      3．1真空冷凍（dòng）幹燥水有三（sān）種聚（jù）集（jí）狀態，即液態、固態和汽態。隨著壓力的不斷降低，冰點的變化不大，而沸點（diǎn）側越來越低，越（yuè）來越（yuè）靠近冰點。當壓力下降到某一值時，沸點即與冰點相結合，固態冰可以不（bú）經（jīng）過液態而直接轉化為（wéi）汽態。水的三相點壓力為610.5Pa，三（sān）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汽態的水蒸（zhēng）汽，冷凍幹燥的原理就在於此。真（zhēn）空冷凍幹燥時，產品（pǐn）放在真空室內，處在兩加熱板之（zhī）間，利用低溫激發遠紅外加熱，保（bǎo）證幹燥（zào）均勻，加熱板的溫度是按幹（gàn）燥過程的加熱曲（qǔ）線^控製的。真空度（dù）的選擇要能保證整個幹燥過程中所有水（shuǐ）份都以（yǐ）冰的形式而不溶融，對於大（dà）多數蔬菜和肉類來（lái）說（shuō），選擇0.5~1Pa,相應於25℃左右的升華（huá）溫度為適。由於真空冷凍幹燥（zào）食品是在（zài）很低（dī）的（de）溫度下脫水，食品的營（yíng）養成分風（fēng）味物質損失少，可以^大限度地保留原有（yǒu）的營養（yǎng）和風（fēng）味，複水性（xìng）極好，可（kě）在數秒至（zhì）數分鍾內完（wán）成複原，其色、味、形與新鮮品基本完全（quán）相同。真空冷凍幹（gàn）燥產品很多：有咖啡、速溶茶、果汁、草藥等，蔬菜類有蔥、大蒜、薑、磨茹、肉類、鮮（xiān）貝等。真空冷凍幹燥一次性投資很（hěn）大，令很多食品廠家望而卻步，如（rú）丹麥的ATLAS的RAY50型凍幹設備(凍幹麵積45m2)報價高達105萬美元，國產凍幹機剛剛起步，質量方麵與國外產品還有很大的差距，此外真空冷凍幹燥的生（shēng）產費用也（yě）較高，這是（shì）因為需要維持較高的（de）真（zhēn）空和(-25℃)的低溫，幹燥時間長，能耗較高，這些因素使冷（lěng）凍幹燥在食品工業中使（shǐ）用帶來很大的（de）阻力。

      3．2噴射式連續真空幹燥（zào）器又稱（Filtermat噴霧幹燥器)

      噴射式連續真空幹燥器又（yòu）稱Filtermat噴霧幹燥（zào）器，相當於是帶式真空幹燥器與（yǔ）噴霧幹燥器的組合。Niro Hudson公（gōng）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幹燥問題（tí），粘性大的物料用傳統（tǒng）的噴霧幹燥器會發（fā）生粘壁現象，幹燥困難。幹燥過程中物料通過壓力噴嘴垂直向（xiàng）下（xià）噴向噴霧幹燥室，熱空氣也向下噴，半（bàn）幹的粉末物料（liào）聚集在移動的網帶上，尾氣也由風機（jī）排出，幹燥好的物料在網帶上進一步移動、冷卻、收集。由於（yú）噴霧塔內維持中等的真空（kōng）度，熱風溫度隻需100℃左右（yòu），而一般的噴霧幹燥熱風溫度150℃左右，因而熱敏性物（wù）料損失少，同時降低（dī）了噴霧塔內的高度。

      3．4微波真空（kōng）幹燥微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有穿透性的電磁輻射波，微波幹燥原理是：微波（bō）發生器將微波輻射到幹燥（zào）物料上，當微波射入物料內部時，透使（shǐ）水等極性分子隨微波的頻率作同步旋轉（zhuǎn），例如幹燥（zào）蔬菜類製（zhì）品采915MHz的微波，則蔬菜內的（de）極（jí）性（xìng）水分子等每秒轉（zhuǎn）動9.15億（yì）次（cì），水等極性分子作如此（cǐ）高速旋轉的結果使物（wù）料瞬時產生（shēng）摩擦熱，導（dǎo）致物料表麵和內部同時升溫，使大量的（de）水分子從物料逸出，達到物料幹（gàn）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、對流、輻射的原理將熱（rè）量從外部（bù）傳物料內部，由表及裏需要一定的時間（jiān），物料的熱傳導性能越差所需的（de）時（shí）間就越長，因此加熱（rè）速度慢且受（shòu）熱不均勻，能耗（hào）較高。微波加熱是使被加熱物體本身成（chéng）為發（fā）熱體，故（gù）稱之為內部加熱方法，微波從四（sì）麵八方穿過（guò）食品，食品內外同時加熱，既不需要傳熱介質，也不利用對流，食品內外溫度同時上升，加熱（rè）速度快而均勻，僅需傳統加（jiā）熱方法的幾分之一或（huò）幾^之一（yī），並能較好保留食品中維生素及（jí）食品原有的色香味。有（yǒu）實驗表明，曬幹的鮮菜其葉綠素、維生素等營養成分僅剩3%，陰幹則可（kě）保留17%，熱風快速幹燥可保留40%，微波幹燥可保留60%~90%，真空冷凍幹燥可保留97%{2}。微（wēi）波（bō）真空幹燥是將微波技術和真空（kōng）技術有機地結合，充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（shù）。微波真空（kōng）幹（gàn）燥技術在法國、日（rì）本、美國近年來已由實（shí）驗室推向工業化生產，這種技術很適合於熱敏性食品的深加工（gōng）。

      美國加州大（dà）學（xué）與（yǔ）某公司合作，使用（yòng）微波真空幹燥無籽葡萄幹，保（bǎo）持了葡萄原有的形狀和顏色，避免了過去傳統工藝（yì）(65℃熱空氣烘24小時)產品（pǐn）顏色、形狀、風味和營養成分變化的缺點，產品質量大大提高（gāo）。法國國際微波公司製造（zào）的微波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空（kōng）幹燥室直徑為1.5m，長度12m，加工速溶桔粉，產品不僅保持原有的色香味，其維生素的保留遠遠高於噴霧幹燥。近年來（lái）國內外對高檔脫水（shuǐ）蔬菜的需求量很（hěn）大，而脫水蔬菜的生產，其幹燥工藝是決定產品質量的（de）關鍵，采用真空冷凍幹燥製備脫水蔬菜雖然質量好（hǎo），但真空冷凍幹（gàn）燥設備價格昂貴，生產成本高；80年代以來國外已有采用真空微波——熱風（fēng）（45%~55%）生產脫水蔬菜，在質量（liàng）上與冷凍幹燥工藝生產的產品相當，而一次性投資少，總成本有較（jiào）大幅度下降。

      4． 結束語

　　（1）真空幹燥具有幹燥溫度低，幹燥室（shì）內相（xiàng）對缺氧，可避（bì）免脂肪氧化，色素褐變等一係列優點，適合於熱敏感性食品物料的幹燥，此外（wài）設備成（chéng）本、幹燥費（fèi）用（yòng）也相對較低，真空幹燥在食品幹燥中點有（yǒu）重要的地位

　　（2）真空幹燥與（yǔ）微波加熱技術或其它幹燥方（fāng）法相結合，出現了不少新型的真空幹燥裝置，賦予了真空幹燥新的內涵及生命力。　

　　（3）真空微波（bō）幹燥吸收了微波（bō）加熱和真空幹燥兩者的優點，是一種很有前途的（de）幹燥技（jì）術，建議我國加快研（yán）製、開發真空微波幹燥裝置。