食品（pǐn）真空幹燥（zào）裝置（zhì）及其進展

　　真（zhēn）空幹燥在食品工業中有廣泛的重要的應用，進幾年來，真（zhēn）空技術與微波加熱技術和其（qí）它幹（gàn）燥技術相結合，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（kāi）發（fā）真空（kōng）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（yào）發展趨（qū）勢是^大限度（dù）地保持食品的營養和色香味，而（ér）幹燥工藝和設備的選擇（zé）對食品產品（pǐn）的營養、色香味有很大影響。食品幹燥有很（hěn）多與“食品”相聯係的特點，它不同（tóng）於化工產品的幹燥，前者（zhě）需要考慮食品衛（wèi）生、營養損失、色香味變化等等，對（duì）幹燥溫度和時間有嚴格限製；食品幹燥又（yòu）不同於醫藥產（chǎn）品的幹燥，因為食品往往是低附加值（zhí）產品，而藥品一般是高（gāo）附加值（zhí）產品，前（qián）者必須（xū）考慮幹燥（zào）過程的經濟性。圍繞（rào）著“質量和經濟”，近年來食品幹燥技術（shù）和設備還是取得（dé）了不（bú）少進步，而其中真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（xīn）的內涵和生命（mìng）力。

      1．食品真空幹燥的特點（diǎn）真空幹燥是基於這樣一基（jī）本原理：水（shuǐ）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（yě）就是（shì）在低溫下操作，可（kě）避免在高溫下（xià）營養成分維生素等的（de）破（pò）壞，同時提（tí）高了幹燥速度。此外在真空係統中，單（dān）位體積內空氣的含量低於大氣中的含量（liàng），在這相對缺氧的環境下（xià）進行食品（pǐn）幹燥可以減輕甚至避免食品中脂肪的氧化機（jī）會，色素褐變或其它氧化變（biàn）質等，所以采用真（zhēn）空幹燥獲得較好的食品質量。

      2． 傳統的真空幹燥裝置真空幹燥在食品、製藥、化工等行業有（yǒu）廣泛的應用，國內也開發和引（yǐn）進了各種真空幹燥設備，其結構（gòu）形（xíng）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（rè）風，蒸汽或電等加熱，利用熱傳導，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（shì）真空幹燥是曆史（shǐ）^悠久，也是（shì）^簡單的一（yī）種（zhǒng）真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多塊中空加熱板，加熱板裏（lǐ）麵一般通蒸氣加熱，也可用（yòng）電加熱或其它輻射加熱。物料放在金屬盤裏置於加熱板上，熱量通過熱傳導到達物料內部，使水份加（jiā）熱（rè）蒸發。箱式（shì）真空幹（gàn）燥器目前在實際中使用（yòng）仍很普遍，適用於液體、漿體、粉（fěn）體和散粒食品物料的幹燥。

      2．2雙錐真空幹燥（zào）器雙錐真空幹燥器是使（shǐ）有對稱夾套的圓錐形容器回轉，借（jiè）內部圓錐體本身的傾（qīng）斜度使物料不斷被攪拌，通過回轉（zhuǎn）接頭由回轉軸的一（yī）側送入蒸汽或加熱載體，並借助於設另一端軸中心（xīn）的帶過濾網的排氣管排氣（qì）。雙錐真空幹燥器能達到較高真空度，內（nèi）部結構簡單，清理容易，物料能全部排出（chū）。

      2．3真空帶式幹燥器真（zhēn）空帶式幹燥器是由一連續的（de）不鏽鋼帶組（zǔ）成的，鋼帶繞過加熱滾筒和冷卻滾筒，結構（gòu）呈多層式，構成幹燥器主體，然後納入密閉（bì）的真空室內。物料簿簿地平鋪在帶式加熱板上隨（suí）之運動，由於在真（zhēn）空條（tiáo）件下，物料在（zài）加熱板上呈（chéng）沸騰狀發泡，故成品具有多孔性；全係統為密閉操作（zuò），衛生條件好，實際操作（zuò）真空度100~10Kpa之間，加熱溫度為150℃左右，其（qí）運條件(幹燥溫度和時（shí）間)介於冷凍（dòng）幹燥和噴霧（wù）幹燥之間，成品質（zhì）量與冷凍幹燥很接（jiē）近（jìn），但冷凍幹燥是間隙操作而真空帶（dài）式（shì）幹（gàn）燥機是連續作業，特別適合於熱敏（mǐn）性和（hé）極易氧化的食品的幹燥，液態或漿狀物料勻可使用，食品中常用此幹燥橙汁、蕃茄汁（zhī）、速溶茶等。

      2．4真空（kōng）滾筒幹燥機真空滾（gǔn）筒幹燥機將滾筒密閉（bì）在真空室內，在真空滾筒（tǒng）幹燥機（jī）中，進料、卸料和（hé）刮料等都必須從幹燥室外進行控製，因此幹燥（zào）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．  真空幹燥裝（zhuāng）置的新進展傳統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（màn）且（qiě）不夠均勻，近幾年來，研究者將（jiāng）真空技術與微波加熱技術及其它幹燥技術相結合（hé），出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（zhuàng）態，即（jí）液（yè）態、固（gù）態和汽態（tài）。隨著壓力的（de）不斷降低（dī），冰點的變（biàn）化不大，而沸點側越來越低，越（yuè）來越靠近冰點。當壓力下降到某一值時（shí），沸點即與（yǔ）冰點相結合，固（gù）態冰可以不經過液態而直接轉化為汽態。水的三相點壓力為610.5Pa，三（sān）相點溫（wēn）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汽，冷凍幹燥的原理就在於此。真空（kōng）冷凍（dòng）幹燥時，產品放在真空室內，處在兩加（jiā）熱板之間，利用低溫激發（fā）遠紅外加熱，保（bǎo）證幹燥均勻，加熱板的溫度是（shì）按幹燥過程的加熱曲線^控（kòng）製的（de）。真空度的選擇要能保證整個（gè）幹燥過程中所有水（shuǐ）份都以冰的形式而不溶融，對於大多數蔬菜和肉類來說，選擇0.5~1Pa,相應於25℃左右（yòu）的升（shēng）華溫（wēn）度為適（shì）。由於（yú）真空冷凍幹燥食品是在很低的溫度（dù）下脫水，食品的（de）營養成分風味物質損（sǔn）失少，可以^大限度地保留原有的營養和風味，複水性極好（hǎo），可在數秒至數分鍾內完成複原，其色、味、形與新鮮品基本完（wán）全相同。真空冷凍幹燥產品很多：有咖啡、速溶茶、果汁、草藥等，蔬菜類（lèi）有蔥（cōng）、大蒜、薑、磨茹、肉類（lèi）、鮮（xiān）貝等。真（zhēn）空冷凍幹燥一次性投資很大，令很多食（shí）品廠家望而卻步，如丹麥（mài）的ATLAS的RAY50型凍幹設備(凍（dòng）幹（gàn）麵積45m2)報價（jià）高達105萬美元，國產（chǎn）凍幹機剛剛起步，質量方麵與國外產品還有（yǒu）很大（dà）的差（chà）距（jù），此外真空冷凍幹燥的生產費用也較高，這是因為需要維持較高的真（zhēn）空和(-25℃)的低溫，幹燥時間長，能耗較高，這些因素使冷凍幹燥在食品工業中使用帶來很大的阻力。

      3．2噴射式連續真空（kōng）幹燥器又（yòu）稱（Filtermat噴霧幹燥器)

      噴射式連續（xù）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（zào）器的組合。Niro Hudson公司研製的該種幹燥器成功地解決了粘（zhān）性食品----如（rú）含糖量高、含脂肪量高或酸含量高的食品物料的幹燥問題，粘性大的（de）物料用傳統的噴（pēn）霧幹燥器會發生粘壁現象，幹燥（zào）困難。幹燥過程中物料通過壓力噴嘴（zuǐ）垂直（zhí）向下噴向噴（pēn）霧幹燥室（shì），熱空氣（qì）也向下噴，半幹的粉末物（wù）料聚集在移動的網帶上，尾氣也（yě）由風（fēng）機排出，幹（gàn）燥好的物料在網帶上進一步移動、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（yī）般的噴霧幹燥熱風（fēng）溫度150℃左右，因而熱敏性（xìng）物料損失少，同時降低了噴霧塔內的高（gāo）度。

      3．4微（wēi）波真（zhēn）空幹燥微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具有穿透性的電（diàn）磁輻射波，微波幹燥原理是：微波發（fā）生（shēng）器將微波輻射（shè）到幹燥物料上，當微波射入物料內部時，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（pǐn）采915MHz的微波，則蔬菜（cài）內的極性水分子等每秒轉動9.15億次（cì），水等極性分子作如此高速旋轉的結果使物（wù）料瞬時產生（shēng）摩擦（cā）熱，導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（yuán）理將熱量從外部傳物料內部，由表及裏需要一定的時（shí）間（jiān），物料的熱傳導性能越差所需的時間就（jiù）越長，因此（cǐ）加熱速度慢且受熱不均勻，能耗較高。微波加熱是使（shǐ）被加熱（rè）物體本身成為發熱體，故稱之為內部（bù）加熱（rè）方法，微波從（cóng）四麵八方穿過食品（pǐn），食品內外同時加熱，既不需要傳熱介質，也不利用對流（liú），食品內外溫度同時上升，加熱速度快而（ér）均勻，僅需傳統加熱（rè）方法的（de）幾分之一或幾^之一，並能較好保留食品中維（wéi）生（shēng）素及食品原有（yǒu）的色（sè）香味。有實驗（yàn）表明，曬幹的鮮菜其葉綠素、維生素等營養成分僅剩3%，陰幹則可保留17%，熱風快速（sù）幹燥可保（bǎo）留40%，微波幹燥可（kě）保留60%~90%，真空冷凍幹燥可保（bǎo）留97%{2}。微波真空幹燥（zào）是將（jiāng）微波技術（shù）和真空技術有機（jī）地結合，充分發揮微波加熱快和均勻，真空條（tiáo）件下水汽化點（diǎn）低（dī）的特點，是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化生產，這種技術很適合於（yú）熱敏性食品的深加工。

      美國加（jiā）州大學與某公司合作，使用微波真空幹燥無籽葡萄幹，保持（chí）了葡萄原有的形狀和顏色，避免了過去（qù）傳統工藝（yì）(65℃熱空氣烘24小（xiǎo）時)產品顏色、形狀、風味和營養成（chéng）分變化（huà）的缺點，產品（pǐn）質量大（dà）大提高。法國國際微波公司製造的微波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空幹燥室直徑為1.5m，長度（dù）12m，加工速溶桔粉，產品不僅保（bǎo）持原有的（de）色香味，其維生素的保留遠遠高於噴霧幹燥。近年來國內外對高檔脫水蔬菜（cài）的需求量很大，而脫水蔬菜的生產，其幹燥工（gōng）藝是決定產（chǎn）品質量的（de）關鍵（jiàn），采用真空冷凍幹燥製備脫水蔬菜雖然質量好，但真空冷凍幹燥設備價格昂貴，生（shēng）產成本（běn）高；80年代（dài）以來國外已有（yǒu）采用真空微（wēi）波——熱風（45%~55%）生產脫水蔬菜，在質量上（shàng）與冷凍（dòng）幹（gàn）燥工藝（yì）生產的產品相當，而一次性（xìng）投資少，總成本有較大幅度下降。

      4． 結束語

　　（1）真空幹燥具有幹燥（zào）溫（wēn）度低，幹燥室內相對缺氧，可（kě）避免（miǎn）脂肪氧化，色素褐變等一係列優點，適合於熱敏感性（xìng）食（shí）品物料的幹燥，此外設備成本、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

　　（2）真空幹燥與微波加熱技術或其它幹燥方法（fǎ）相結（jié）合，出現了不少新型的真空幹燥裝置，賦予了（le）真（zhēn）空（kōng）幹燥新（xīn）的內涵及生命力。　

　　（3）真空微波幹燥（zào）吸收了微波加熱和真空幹燥兩者的優點，是一種很有前途的幹（gàn）燥技術，建議我（wǒ）國加快研製、開發真空微波幹燥裝置。