食品真空幹燥裝置及（jí）其進展

　　真空（kōng）幹燥在食品工業中（zhōng）有廣泛的重要的應用，進幾（jǐ）年來，真空技術與微波（bō）加熱技術和（hé）其它幹燥技術相結合，出現了一些新的真空幹燥裝（zhuāng）置類型，提出了我國應加快研製開發（fā）真空（kōng）微波幹燥裝（zhuāng）置（zhì）的新觀點。
      0.
      前言當前，食（shí）品加工技術的一個重要發展趨勢是（shì）^大限度地保持食品的營養和（hé）色香味，而幹（gàn）燥工藝（yì）和（hé）設備的選擇對食品產品的營養、色香味有很（hěn）大（dà）影響。食品幹（gàn）燥有很多與“食品”相聯係的特點，它不同於化工產品的（de）幹燥，前（qián）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；食品幹燥又不同於醫藥產（chǎn）品的幹燥，因為食品往往（wǎng）是低附加值產品，而藥品一般是高附加值產品，前者必須考慮幹燥（zào）過程的經濟性。圍繞著“質量和經濟”，近年來食品幹燥技術和設（shè）備還是取得了不少（shǎo）進步，而其中真空（kōng）與其它幹燥方法或加熱技術相結合，賦予了真空（kōng）幹（gàn）燥裝（zhuāng）置新的內涵和生命力。
      1．
      食品真空（kōng）幹燥的（de）特點（diǎn）真空幹燥（zào）是（shì）基（jī）於（yú）這樣（yàng）一基本原理（lǐ）：水的飽和蒸氣壓與溫（wēn）度緊密相關，在真空狀態下（xià），水的（de）沸點降低，即在真空下操作也就（jiù）是在低溫（wēn）下操作，可避免在高溫下營養成分維生素（sù）等的破壞，同時提高了（le）幹燥速度。此外在真空係統中（zhōng），單位體（tǐ）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（zhōng）脂肪的（de）氧化機會，色素褐變或其它氧化變質等（děng），所以（yǐ）采用真（zhēn）空（kōng）幹燥獲得較好的食品質（zhì）量。
      2．
      傳統的真空幹燥裝置（zhì）真空幹燥在（zài）食品、製藥、化工（gōng）等行業有廣泛的應用，國（guó）內也開發和引（yǐn）進了各種真空幹燥設備，其結構形式（shì）多種多樣。在食品工業中常用的形式主要有箱式、雙（shuāng）錐式真空（kōng）幹燥器（qì），帶式真（zhēn）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，對流（liú）或輻射原理將熱量從外部傳到物料內部。
      2．1箱式（shì）真空幹燥器箱式真（zhēn）空幹燥是曆史^悠久，也是^簡單的一種真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多塊中空加熱板（bǎn），加熱板裏麵（miàn）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板上，熱量通過熱傳導到達物料內部，使水份加熱蒸發（fā）。箱式真空幹燥器目前在實際中使用仍很普遍，適用於（yú）液體、漿體、粉體和散粒食品物料的幹燥。
      2．2雙錐真空幹燥器雙（shuāng）錐真空幹燥器是使有對稱夾套的圓錐形容器回轉，借內部圓錐（zhuī）體本身的傾斜度（dù）使物料不斷被攪拌，通過回轉接頭由回轉軸的一側送入蒸（zhēng）汽或加熱（rè）載體，並借助於設另一端軸中心的帶過濾網的排氣管排氣。雙錐真空幹燥（zào）器（qì）能達到較高真空度，內部結構簡單，清理容易（yì），物料能全部（bù）排出。
      2．3真空帶（dài）式幹燥器真空帶式幹（gàn）燥器是由（yóu）一（yī）連續的不鏽鋼帶組（zǔ）成的，鋼帶繞過加熱滾筒和冷卻滾（gǔn）筒，結構呈多層式，構（gòu）成幹燥器主（zhǔ）體，然後納入密閉的真空室內。物料簿（bù）簿地平鋪（pù）在帶式加熱板上隨之運動，由於在真空條（tiáo）件下，物料在加熱板上呈（chéng）沸騰狀發泡，故成品具有多孔性；全（quán）係統為密閉操作，衛生條件好，實際操作真空度100~10Kpa之間，加熱溫度為150℃左（zuǒ）右，其運條件(幹燥溫度和時間)介於冷（lěng）凍幹燥和噴霧幹燥之間，成品質量與冷凍幹燥很接近，但冷凍幹燥是間隙操（cāo）作而真空帶式幹燥（zào）機是連續作業，特別適合於熱（rè）敏性和極易氧（yǎng）化（huà）的食品的幹燥，液態（tài）或漿狀物料勻可（kě）使用，食品中常用此幹燥橙汁、蕃（fān）茄汁、速溶茶等。
      2．4真空滾筒幹燥機真空滾筒幹燥機（jī）將滾筒密閉在真（zhēn）空室內，在真空滾筒幹燥機中（zhōng），進料、卸料（liào）和刮料等都必須從幹燥室外進行（háng）控製（zhì），因此（cǐ）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（zhēn）空幹燥裝置的新進展傳統的真空幹燥（zào）裝置大多采用熱傳導、對流或（huò）熱輻射的方（fāng）式加熱，加熱速（sù）度慢（màn）且不夠均勻（yún），近幾年來，研究者將真空技術與（yǔ）微波（bō）加熱技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（hé）汽態。隨著壓力的（de）不斷降低，冰點的變化不大，而沸點側越來越低，越來越靠近冰點。當壓力下降到某一值時，沸（fèi）點即與冰點相結合，固態冰可（kě）以不經過液態而直接轉化為汽（qì）態。水的三相點壓力為610.5Pa，三相點（diǎn）溫度為0.0098℃，在（zài）壓力（lì）低於三（sān）相點壓力時，固態冰可以吸收熱量直接轉化為汽態的（de）水蒸（zhēng）汽，冷凍幹燥的原理就在於此。真空冷凍幹燥時，產品（pǐn）放在真空室內，處（chù）在兩加熱板之間，利用低溫激發（fā）遠紅外加熱，保證幹燥（zào）均勻，加熱板（bǎn）的溫度是按幹燥過程的加熱曲線^控製的。真空度的選擇要能保證整個幹燥過程中所有水份都以冰的形式而不溶融，對於大多數蔬菜和肉類來說，選（xuǎn）擇0.5~1Pa,相（xiàng）應於25℃左右的升華溫（wēn）度為適。由（yóu）於真空冷凍幹燥食品是在很低的溫度下脫水，食品的營養成（chéng）分（fèn）風味（wèi）物質損失少，可以^大限度地保留（liú）原有的營養和風味（wèi），複水性極好（hǎo），可在數秒至數分鍾內（nèi）完成複原，其色、味、形與新鮮品基本完全相同。真空冷（lěng）凍幹燥產品很多：有咖啡、速溶茶（chá）、果汁（zhī）、草藥等，蔬菜類有蔥、大蒜、薑、磨茹、肉（ròu）類、鮮貝等。真（zhēn）空冷凍幹（gàn）燥一次性投資很大，令很多食品廠家望而卻步，如丹麥（mài）的ATLAS的RAY50型（xíng）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（kōng）冷凍幹燥的生產費用也較高，這是因為（wéi）需（xū）要維持較高的真空和(-25℃)的低溫，幹燥時間長，能耗較高，這些因素使冷凍幹燥在食品工業中使用帶來很大的阻（zǔ）力。
      3．2噴射式連續真（zhēn）空幹燥器又稱（Filtermat噴霧幹燥器)
      噴射式連續真空幹燥器又稱Filtermat噴霧幹燥器（qì），相當（dāng）於是帶式真空（kōng）幹燥器與噴霧幹燥器的組合（hé）。Niro
      Hudson公司研（yán）製的該種幹燥器成功地解（jiě）決了（le）粘性食品----如含糖量高（gāo）、含脂肪（fáng）量高或酸含量高的食品物料（liào）的幹燥問題，粘性大的物料用傳統的（de）噴霧幹燥器（qì）會發（fā）生粘壁現象（xiàng），幹燥困難。幹燥過程中物料（liào）通過壓力噴嘴垂直向下噴向噴霧幹燥室，熱空氣也向下噴，半幹的粉末物料（liào）聚集（jí）在移動的網帶上，尾氣也由風機排出，幹燥好的物料在網帶上進一步（bù）移動、冷卻、收集。由於噴霧（wù）塔內維持中等的真空度，熱風溫度（dù）隻需（xū）100℃左右，而一般的噴霧（wù）幹燥熱風溫（wēn）度150℃左（zuǒ）右，因（yīn）而熱（rè）敏性（xìng）物料損失少，同時降低了噴霧塔內（nèi）的高度。
      3．4微波真空幹燥（zào）微波是波長1.0~0.001m，頻率為300~300000MHz，具（jù）有（yǒu）穿透性的電磁輻射波，微（wēi）波幹（gàn）燥原理是：微波發生器將微波輻（fú）射到幹燥物（wù）料上，當微波射（shè）入物料內部時，透使（shǐ）水等極（jí）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（yòng）915MHz的（de）微波，則蔬菜內的極性水分（fèn）子等每秒轉動（dòng）9.15億次，水（shuǐ）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（dǎo）致物料表麵和內部同時升溫，使大量的水分子從物料逸出，達到（dào）物料幹燥的效果。傳統的加熱方法如蒸汽、熱風、電（diàn）等加熱是利用熱傳導、對流、輻射的原理將熱量從外部傳物料（liào）內部，由表及裏需要一定的時（shí）間，物料的熱傳（chuán）導（dǎo）性能越差所需（xū）的時間就（jiù）越長，因此加熱速度慢且（qiě）受熱（rè）不均勻，能耗較高。微（wēi）波（bō）加熱是使被加熱物體（tǐ）本身成為發熱體，故稱之為內部加熱方法，微波從四（sì）麵八方穿過食品，食品內外同時加熱，既（jì）不需要傳熱介（jiè）質，也不利用對流，食品內外溫度（dù）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之一，並能較好（hǎo）保留食品中（zhōng）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（lǜ）素、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（shì）將微波技術和真空技術（shù）有機地結合，充分發揮微波加熱快和均（jun1）勻（yún），真空條件下（xià）水（shuǐ）汽化點低的（de）特點，是一項（xiàng）很有前途的幹燥技術。微波真空幹燥技術（shù）在法國、日（rì）本、美（měi）國近年來已（yǐ）由（yóu）實驗室推向工（gōng）業（yè）化生產（chǎn），這種技術很適（shì）合於熱敏性食品的深加工。
      美國加州（zhōu）大學與某公司合作，使用微波真空幹燥無籽葡萄（táo）幹，保持了葡萄原有的形狀和顏色，避（bì）免（miǎn）了過去傳統（tǒng）工藝(65℃熱空氣烘24小時)產品顏色、形狀、風味和營養成分變化的缺（quē）點，產品質（zhì）量大大提高。法國國際微波公司製造的（de）微波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空幹燥室直徑為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（gāo）於噴霧幹燥。近年來國內外（wài）對高檔脫水（shuǐ）蔬菜的需求量很大，而脫水蔬菜的生（shēng）產，其幹燥工（gōng）藝（yì）是決（jué）定產品（pǐn）質量的關（guān）鍵，采用真空冷凍幹燥製備脫水蔬菜雖然質量好，但真空冷凍幹燥設備價格昂貴，生產成本（běn）高；80年代以來國外已有（yǒu）采用真空微波——熱風（45%~55%）生產脫水蔬菜，在質量上與冷凍幹燥工藝生產的產品相當，而一次性投資少，總成本有較大幅度下降。
      4． 結束語（yǔ）
      真空幹燥具有幹燥溫度低，幹燥室內（nèi）相對缺氧，可避免脂肪氧化（huà），色素（sù）褐變等（děng）一係列（liè）優點，適合於（yú）熱敏感性食品物料的幹燥，此外（wài）設備成本、幹燥費用也相對較低，真空幹燥在食品幹（gàn）燥（zào）中點有（yǒu）重要的地位。
      真空幹燥與微波（bō）加熱技（jì）術或其它（tā）幹燥方法（fǎ）相結合，出現了不（bú）少新（xīn）型的真空幹燥裝置，賦予了（le）真空幹燥新（xīn）的內涵及生命力。
      真空微波幹燥吸收（shōu）了微波加熱和真空幹燥兩者的優點（diǎn），是（shì）一種很有前途（tú）的幹燥技術，建議我國加快研（yán）製、開發真空微波幹燥裝置。