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　　食品在加工、貯藏和運(yùn)輸中會(huì)發(fā)生各種物理的、化學(xué)的和生物學(xué)的變化。這些變化會(huì)改變食品的顏色和結(jié)構(gòu)，也會(huì)發(fā)生使芳香物質(zhì)變質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分下降的生物化學(xué)反應(yīng)。所有這些物理的和生物化學(xué)的變化會(huì)導(dǎo)致食品品質(zhì)和加工效率的降低。特別是在加工高價(jià)值食品時(shí)，應(yīng)選擇有效的保藏方法。干燥是一種古老的保藏食品的方法，使脫水制品具有較長(zhǎng)的保存期。但是用熱風(fēng)干燥等傳統(tǒng)方法干燥的制品通常會(huì)使原料品質(zhì)降低。相比于其他干燥方法來(lái)說(shuō)， 真空冷凍干燥是保持食品品質(zhì)最好的方法。

　　真空冷凍干燥脫水技術(shù)是一項(xiàng)適用于蔬菜、水果、肉類(lèi)、水產(chǎn)、藥品的護(hù)色、保鮮、保質(zhì)、保營(yíng)養(yǎng)成分的高新加工技術(shù)。真空冷凍干燥原理是在真空狀態(tài)下，利用水的升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分不經(jīng)過(guò)冰的融化直接以冰態(tài)升華為水蒸氣而除去，從而獲得干燥制品的技術(shù)，簡(jiǎn)稱凍干技術(shù)。用此方法生產(chǎn)的食品則稱為真空凍干食品。由于真空冷凍干燥是在低溫、高真空狀態(tài)下進(jìn)行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以最大限度地保持被干物料的細(xì)胞活性以及被干物料的色、香、味、形和營(yíng)養(yǎng)成分，而且復(fù)水性能好。凍干食品是采用現(xiàn)代脫水技術(shù)與工藝加工而成的集方便、保健、純天然為一體的高品質(zhì)綠色食品，避免了傳統(tǒng)脫水方法帶來(lái)的變色、變質(zhì)、變味、成分流失、無(wú)法還原等缺陷。

　　真空冷凍干燥設(shè)備的原理及組成真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理

　　真空冷凍干燥設(shè)備的原理及組成真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理是：先將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，使水分變成固態(tài)的冰，然后將經(jīng)過(guò)前處理的預(yù)凍食品裝入干燥倉(cāng)內(nèi)，在低溫真空狀態(tài)下，由加熱板導(dǎo)熱或輻射方式供給食品熱能，使食品中的水分直接由冰升華成水蒸氣。不斷升華出的水蒸氣，由真空泵組抽至捕水倉(cāng)內(nèi)，在-40～-45℃ 的排管外壁上凝結(jié)被捕捉，直至按凍干曲線達(dá)到規(guī)定的要求而停止供熱和抽真空，完成食品凍干全過(guò)程。真空冷凍干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱凍干機(jī))主要由真空冷凍干燥箱(簡(jiǎn)稱凍干箱)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)等幾部分組成。

　　1.干燥箱

　　干燥箱是一個(gè)真空密閉容器，是冷凍干燥設(shè)備的重要組成部件之一，是干燥過(guò)程中傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所，它的性能直接影響到冷凍干燥設(shè)備的性能。如果帶有蒸氣消毒滅菌功能，凍于箱還應(yīng)是一個(gè)低壓內(nèi)壓容器。干燥室的形狀主要有圓形和矩形兩種，圓形干燥室操作容易、強(qiáng)度高、制作費(fèi)用低，但其內(nèi)部空間的利用率低;矩形干燥室的空間利用率高，但制造費(fèi)用高。

　　2.真空系統(tǒng)

　　真空系統(tǒng)包括真空干燥室、隔離閥、水蒸氣捕集冷凝器、真聯(lián)式旋片真空泵、聯(lián)接管道以及放氣閥等。系統(tǒng)內(nèi)空氣水蒸氣的抽除是由真空泵完成的，當(dāng)真空泵工作時(shí)，打開(kāi)隔離閥，真空干燥室內(nèi)的空氣及水蒸氣經(jīng)過(guò)水蒸氣捕集冷凝器捕獲水分后進(jìn)入真空泵，由真空泵排氣口排出系統(tǒng)。為防止經(jīng)水蒸氣捕集冷凝器后抽除的氣體中含有的極少量的水蒸氣進(jìn)入泵內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)配置了氣鎮(zhèn)閥，冷凍干燥時(shí)，打開(kāi)氣鎮(zhèn)閥。在真空泵的排氣口裝有油霧捕集器，以防止排出氣體中的煙霧污染室內(nèi)環(huán)境。

　　3.加熱系統(tǒng)

　　為了使凍結(jié)后制品中的水蒸氣不斷地從冰晶中升華，就必須提供水蒸氣升華所需的足夠熱量，因此要配置加熱系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)除加熱板以外，還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵及管路、閥門(mén)、液位計(jì)、溫度傳感器等。

　　4.制冷系統(tǒng)

　　水蒸氣凝結(jié)器又稱為冷阱，是制冷系統(tǒng)的主要部件。在13.3Pa真空下，質(zhì)量為1g的冰升華可生成100m的水蒸氣，若這大量的水蒸氣不加以處理而由真空泵抽出，則需要大容量的抽氣機(jī)才能維持所需的真空度。冷阱的作用是將干燥室中的水蒸氣冷凝吸附變成冰，以免進(jìn)入真空泵，一方面可以減少真空泵的工作負(fù)擔(dān)，另一方面能夠保證干燥室具有較低的真空度。

　　5.自動(dòng)控制系統(tǒng)

　　自動(dòng)控制系統(tǒng)是凍干機(jī)的指揮機(jī)構(gòu)，凍干機(jī)的控制包括制冷機(jī)、真空泵的起、停，加熱溫度的控制，物料溫度、冷阱溫度、真空度的測(cè)試與控制，自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警裝置等。自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能是對(duì)凍干機(jī)的各個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、顯示，根據(jù)預(yù)先的設(shè)置對(duì)凍干機(jī)進(jìn)行精確控制，使其運(yùn)行在規(guī)定的狀態(tài)，并可對(duì)故障狀態(tài)報(bào)警并自動(dòng)應(yīng)急處理。通過(guò)測(cè)量和記錄凍干過(guò)程的工藝參數(shù)，可以完整地了解整個(gè)凍干過(guò)程。對(duì)這些參數(shù)實(shí)施有效地控制，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)凍干過(guò)程的優(yōu)化。即在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，提高生產(chǎn)效率及減少能量消耗。

　　真空冷凍干燥的基本過(guò)程

　　1.1預(yù)處理

　　包括選擇、切分、清洗、漂次、殺菌、添加反應(yīng)劑和抗氧化劑等。其目的是清除雜物， 使之易升華干爆清除醇素引起的變質(zhì); 防止脂肪氧化和酵母引起的化學(xué)變質(zhì)。不同的食品， 有不同的預(yù)處理工藝。預(yù)處理對(duì)凍干制品質(zhì)量影響很大， 需嚴(yán)格按工藝要求操作。

　　1.2預(yù)凍

　　預(yù)凍是將溶液中的自由水固化， 使干燥后產(chǎn)品與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽真空干燥時(shí)起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動(dòng)等不可逆變化產(chǎn)生， 減少因溫度下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命特性的變化。

　　一般來(lái)說(shuō)預(yù)凍之前應(yīng)確定三個(gè)數(shù)據(jù)： 預(yù)凍速率、預(yù)凍的最低溫度和預(yù)凍時(shí)間。

　　1.2.1預(yù)凍速率

　　預(yù)凍的速度影響真空凍干食品的質(zhì)量與凍干速率。為了獲得不同的降溫速度，就要采用不同的預(yù)凍方法， 例如可利用凍干箱直接凍結(jié)，也可利用冷凍庫(kù)進(jìn)行凍結(jié)，有時(shí)需要讓冷凍箱先降溫，再將產(chǎn)品裝入箱內(nèi)。由試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，預(yù)凍過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生溶質(zhì)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。溶質(zhì)效應(yīng)就是在預(yù)凍過(guò)程中，水分慢慢凍結(jié)而減少導(dǎo)致溶液中電解質(zhì)濃度逐漸升高，電解質(zhì)濃度的增加引起蛋白質(zhì)的變性，而使細(xì)胞死亡;另外電解質(zhì)濃度的增加會(huì)使細(xì)胞脫水而死亡。溶質(zhì)效應(yīng)在某一溫度范圍最為明顯，這個(gè)溫度范圍是在水的冰點(diǎn)和該液體的全部固化溫度之間，為了減弱溶質(zhì)效應(yīng)，需要以最高的凍結(jié)速率越過(guò)這個(gè)溫度范圍。機(jī)械效應(yīng)就是預(yù)凍速度慢，產(chǎn)生冰晶大而不規(guī)則;干燥時(shí)對(duì)于水蒸氣擴(kuò)散阻力小，有利于升華。但會(huì)對(duì)細(xì)胞組織產(chǎn)生嚴(yán)重的機(jī)械損傷，影響成品的彈性和復(fù)水性，使復(fù)水性變差。而快速冷凍產(chǎn)生的冰晶較小， 形成晶核數(shù)量越多，孔隙度減小，阻力增大， 使水蒸氣只有靠滲透穿過(guò)已干的固體膜層， 干燥時(shí)間大大延長(zhǎng)，不利于升華;但干后復(fù)水性好。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是增大冰晶體的體積， 從實(shí)驗(yàn)得知， 食品溫度降低到-1℃～-5℃ 階段時(shí)， 其絕大部分從液相變?yōu)楣滔啵?故被稱為最大冰晶生成帶。有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員會(huì)在凍結(jié)階段將預(yù)先設(shè)置的溫度(-1℃～-10℃ ) 保留一段時(shí)間， 以促進(jìn)冰晶的生長(zhǎng)。

　　1.2.2預(yù)凍溫度

　　食品在進(jìn)入干燥室以前必須低于共晶(熔) 點(diǎn)溫度，預(yù)凍之前必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得。測(cè)定共晶點(diǎn)的方法有多種，有電阻檢測(cè)法、差熱分析儀掃描法、低溫顯微鏡直接觀察法等。其中電阻檢測(cè)法方便易行。測(cè)量時(shí)先把需要凍干的產(chǎn)品配制成溶液或懸濁液， 溶液凍結(jié)后離子將固定不能運(yùn)動(dòng)，因此電阻率將非常大，而有少量液體存在時(shí)電阻率將顯著下降。因此測(cè)量產(chǎn)品的電阻率將能確定產(chǎn)品的共熔點(diǎn)。在制定實(shí)際工藝曲線時(shí)，一般預(yù)凍溫度要比共晶點(diǎn)溫度低5～10℃ 。

　　1.2.3預(yù)凍時(shí)間

　　根據(jù)設(shè)備的情況來(lái)決定，保證抽真空之前所有產(chǎn)品均已凍實(shí)。凍干箱的每一板層之間的溫差越小，則預(yù)凍的時(shí)間可以相應(yīng)縮短，一般產(chǎn)品的溫度達(dá)到預(yù)凍最低溫度之后1～2小時(shí)既可開(kāi)始抽真空升華。

　　1.3凍干

　　凍干是工藝要求最復(fù)雜的一道工序，要嚴(yán)格按一定的工藝要求既凍干曲線進(jìn)行。凍干曲線是指凍干物料溫度和凍干箱內(nèi)壓力隨時(shí)間變化的曲線。不同的物料、不同的品種、不同的凍干設(shè)備，都有不同的凍干曲線，一般都是由實(shí)驗(yàn)確定，再用來(lái)指導(dǎo)凍干生產(chǎn)。

　　1.3.1凍干室壓強(qiáng)對(duì)凍干速率的影響

　　在凍干過(guò)程中，增大壓強(qiáng)有利于傳熱但不利于傳質(zhì)，降低壓力有利于傳質(zhì)但不利于傳熱。如果冷凍干燥是傳熱控制過(guò)程，則干燥速率隨著干燥室壓力升高而提高。如果冷凍干燥是傳質(zhì)控制過(guò)程，干燥速率隨著干燥室壓力降低而提高。實(shí)驗(yàn)表明，在較低的壓力范圍內(nèi)提高工作壓力可以加速凍干，而在同樣的壓力范圍內(nèi)采用循環(huán)壓力可提高凍干速率。循環(huán)壓力的波幅對(duì)凍干速率有明顯的影響， 而對(duì)周期的影響不大。

　　1.3.2加熱方式對(duì)凍干速率的影響

　　目前凍干機(jī)上常見(jiàn)的加熱方式有傳導(dǎo)加熱、輻射加熱和微波加熱

　　(1)傳導(dǎo)加熱

　　傳導(dǎo)加熱主要是以接觸式傳熱為主，利用載熱體通過(guò)加熱板來(lái)實(shí)現(xiàn)，熱源有電加熱、蒸汽加熱等。接觸式傳熱效率較高，但易造成物料受過(guò)熱度，影響產(chǎn)品品質(zhì)。

　　(2)輻射加熱

　　輻射加熱是熱量由熱輻射板通過(guò)輻射傳至物料干燥層表面，再通過(guò)導(dǎo)熱和氣體對(duì)流的方式由干燥層表面到達(dá)升華界面。輻射式換熱可克服接觸式傳熱的缺點(diǎn)，易保障產(chǎn)品的品質(zhì)， 但所需時(shí)間較長(zhǎng)， 效率低。

　　1.4后處理

　　經(jīng)凍干的制品不僅含水量低，且其呈多孔狀，組織表面比原來(lái)擴(kuò)大100～150倍，因而吸濕性強(qiáng)，易受氧化影響。為了便于保存，后處理不容忽視，后處理的主要內(nèi)容是包裝。包裝材料一般選不透水、隔氧、遮光的真空鍍鋁薄膜及PE T/鋁薄/PP復(fù)合材料。包裝形式可采用真空包裝或真空充氣包裝(充氮或二氧化碳)。食品中的微生物會(huì)導(dǎo)致包裝后食品的變質(zhì)和敗壞，必須采取各種有效的滅菌和消毒方法，對(duì)包裝材料和食品殺菌。對(duì)凍干食品來(lái)說(shuō)，常用的方法有紫外線殺菌和輻射殺菌。值得一提的是在包裝過(guò)程中，隨著技術(shù)的發(fā)展，微波也應(yīng)用于食品包裝上。食品包裝紙?jiān)谏a(chǎn)、傳輸和保存過(guò)程中，極易受到病原微生物的污染， 常規(guī)的化學(xué)或物理消毒方法都會(huì)損及紙的品質(zhì)，尤其是化學(xué)消毒方法，甚至?xí)蚱涑粑抖档图埖氖褂脙r(jià)值。有的考慮其安全問(wèn)題，用紫外線燈進(jìn)行滅菌，效果也不理想，所以很難處理。微波消毒比常規(guī)加熱消毒所需溫度低，殺菌可以從表面到內(nèi)部均能實(shí)現(xiàn)。

　　食品凍干技術(shù)的應(yīng)用狀況

　　1.國(guó)外的應(yīng)用狀況

　　食品真空冷凍干燥技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代。1930年丹麥的Flosdorf開(kāi)始了食品凍干實(shí)驗(yàn)，1940年英國(guó)的Fikidd提出了用冷凍干燥方法進(jìn)行食品處理的技術(shù)。1961年英國(guó)食品部在Aberdeen實(shí)驗(yàn)工廠開(kāi)始了食品凍干技術(shù)的研究，其研究成果證明，凍干技術(shù)用于食品加工是獲得優(yōu)質(zhì)食品的一種方法。據(jù)有關(guān)資料記載：1963年美國(guó)有凍干食品廠11家，荷蘭、丹麥、前西德等歐洲國(guó)家有25家。1965年全球凍干食品廠已發(fā)展到50多家。到1972年，美國(guó)有凍干食品廠41家，t3本有13家，歐洲有49家。凍干食品產(chǎn)量增加亦較快，僅從美國(guó)統(tǒng)計(jì)，1963年凍干食品產(chǎn)量近5000t，1970年產(chǎn)量為157000t，1972年產(chǎn)量為175000t。20世紀(jì)80年代初，白俄羅斯的斯魯茨克建成了大型凍干食品生產(chǎn)線，僅凍干奶酪一種年產(chǎn)量即達(dá)150t。1985年13本有凍干食品廠25家，歐洲接近百家。1989年，保加利亞的索非亞建立了低溫生物學(xué)和冷凍干燥技術(shù)研究所，主要研究宇航食品、兒童食品、方便食品、保健食品和營(yíng)養(yǎng)食品。當(dāng)時(shí)，該研究所綜合實(shí)力在全球同類(lèi)科研機(jī)構(gòu)中名列前茅。從20世紀(jì)80年代中期至90年代末，是全球凍干技術(shù)快速發(fā)展階段，美國(guó)和日本凍干食品產(chǎn)量增加幅度最大。到2005年，美國(guó)凍干食品廠超過(guò)百家、日本有凍干食品廠35家，美、日有近一半的方便食品采用凍干技術(shù)生產(chǎn)。凍干食品在歐、美、日等國(guó)家已經(jīng)被人們廣泛地接受。

　　全球第一臺(tái)食品真空冷凍干燥設(shè)備于1943年在丹麥問(wèn)世。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都具備自主研制食品凍干機(jī)的能力。食品凍干機(jī)按用途不同劃分類(lèi)型，有實(shí)驗(yàn)用凍干機(jī)和生產(chǎn)用凍干機(jī);按干燥擱板面積大小劃分類(lèi)型，有小、中、大、特大四種(凍干面積在50m以下的為小型、50～100m為中型、100～500m為大型、500m以上為特大型);按凍結(jié)方式劃分，有凍干合一型和凍干分離型;按作業(yè)方式劃分有間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式;按干燥倉(cāng)形狀劃分，有方形、圓型和隧道式;按自動(dòng)化程度劃分，有手動(dòng)型、半自動(dòng)型和全自動(dòng)型。丹麥Atlas公司和日本共和真空株式會(huì)社，是全球最具影響力的食品凍干設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。丹麥?zhǔn)莾龈稍O(shè)備出口量最多的國(guó)家，美國(guó)是凍干設(shè)備擁有量最多的國(guó)家。Atlas公司生產(chǎn)的食品凍干機(jī)類(lèi)型齊全，其中凍干分離型和連續(xù)式食品凍干設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、自動(dòng)化程度高、能源消耗低，主要技術(shù)指標(biāo)均居全球領(lǐng)先地位。前者用裝料車(chē)整體裝料、凍干和運(yùn)輸，可實(shí)現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn);后者適用于大批量?jī)龈墒称返纳a(chǎn)。共和真空株式會(huì)社研制的食品凍干設(shè)備一般是間歇式的，該類(lèi)型機(jī)周期性工作，物料干燥分批進(jìn)行。

　　2.國(guó)內(nèi)的應(yīng)用狀況

　　我國(guó)真空冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展僅有五十余年的歷史。20世紀(jì)50年代中期從前蘇聯(lián)引進(jìn)了真空冷凍干燥技術(shù)，當(dāng)時(shí)主要用于生物制品和藥品生產(chǎn)。到20世紀(jì)60年代，國(guó)家出于戰(zhàn)略需要，相繼在北京、上海、天津建立了凍干食品基地，生產(chǎn)供軍事、航海等野外作業(yè)用的特殊食品。從此，食品真空冷凍干燥技術(shù)在我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用。20世紀(jì)70年代中期上海、廣東興建了凍干食品生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)食品工業(yè)原料和調(diào)味食品。由于凍干工藝較落后、生產(chǎn)成本高、缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，至1985年已無(wú)一家能維持經(jīng)營(yíng)。近二十年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)際凍干技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)食品凍干技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。青島第二食品廠率先引進(jìn)日本共和真空株式會(huì)社凍干設(shè)備，其后，湖南康寶食品公司引進(jìn)丹麥Atlas公司凍干設(shè)備，廈門(mén)佳裕食品公司引進(jìn)臺(tái)灣設(shè)備，使我國(guó)食品凍干技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)在，上海、廣東、山東、福建等地已建成二十余家凍干食品生產(chǎn)企業(yè);開(kāi)展食品凍干技術(shù)研究工作的高校有清華大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、東北大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等十余所，在大蒜粉、湯料、蘑菇、人參、山藥及部分水果、蔬菜等凍干食品的研制方面，取得了一定的成果。我國(guó)食品凍干設(shè)備的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代中期，起步晚、發(fā)展迅速。早期的凍干設(shè)備以仿制20世紀(jì)70年代國(guó)外產(chǎn)品為主，其凍干面積通常不超過(guò)20m、作業(yè)方式皆為間歇式、能耗較高、自動(dòng)化程度較低。近十年來(lái)，經(jīng)過(guò)高校、科研院所及生產(chǎn)廠家的共同努力，我國(guó)探索出一條消化吸收與創(chuàng)新相結(jié)合的道路，逐步形成了自主設(shè)計(jì)、自主生產(chǎn)的能力，而且在食品凍干裝置國(guó)產(chǎn)化方面取得了重大進(jìn)展，在大型化和連續(xù)化方面填補(bǔ)了空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　3.凍干食品的種類(lèi)

　　美國(guó)有資料統(tǒng)計(jì)，到2005年全球采用凍干技術(shù)生產(chǎn)的食品已超過(guò)百種，可分為以下幾類(lèi)。(1)烹飪?cè)项?lèi)： 肉、蛋、魚(yú)、蝦、貝、海參、蔬菜。(2)調(diào)味食品類(lèi)：蔥、姜、蒜、香料、色素、湯料。(3)水果類(lèi)：蘋(píng)果、香蕉、菠蘿、草莓、梨、桃等。(4)飲品類(lèi)：咖啡、茶葉、果汁、菜汁。(5)保健食品類(lèi)：人參、山藥、蜂蜜、甲魚(yú)、冬蟲(chóng)夏草。(6)土特產(chǎn)品類(lèi)：蘑菇、黃花菜、香椿等。(7)食品工業(yè)原料類(lèi)：蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白粉等。(8)特殊食品類(lèi)：航天、航海、軍事、登山、探險(xiǎn)等野外作業(yè)用食品。

　　4.食品凍干技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著人們環(huán)保意識(shí)、健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，生活節(jié)奏的不斷加快，人們對(duì)科學(xué)加工的食品產(chǎn)生了更高的認(rèn)識(shí)、提出了更多的要求，這將大大推動(dòng)食品真空冷凍干燥技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)此，可依據(jù)目前國(guó)外新型食品開(kāi)發(fā)狀況，從國(guó)際市場(chǎng)對(duì)凍干食品需求趨勢(shì)分析中得到求證。

　　4.1國(guó)外正在或擬開(kāi)發(fā)的凍干食品

　　(1)新型方便食品。在日本，新型方便食品均添加采用凍干技術(shù)生產(chǎn)的維生素、全蛋粉或蛋黃粉、大豆粉或花生粉，以確保其營(yíng)養(yǎng)成分。在歐洲大多數(shù)國(guó)家，將人們?nèi)粘ＯM(fèi)的胚芽玉米粉和椰子油、食糖、維生素、礦物質(zhì)混合制成的方便食品定為第一代方便食品;第二代方便食品是用凍干的海帶粉、天然水果粉、海藻膠、麥芽糊精加適量的檸檬酸與玉米胚芽、燕麥胚芽、魚(yú)粉、免肉粉、牛肉粉等制成的。歐、美國(guó)家還有一種營(yíng)養(yǎng)豐富、香甜可口的水果型方便食品，是用凍干的草莓粉、葡萄粉、橙桔粉、菠蘿粉、香蕉粉和獼猴桃粉等混合制成的。捷克正在對(duì)用于加工新型方便食品的薄層物料的凍干工藝進(jìn)行研究，意大利正在對(duì)凍干蘋(píng)果、檸檬和食糖的均化混合液加牛奶后脫水的理化特性進(jìn)行研究，西班牙正在研究?jī)龈扇樗岣桑毡菊谘芯績(jī)龈赡z狀魚(yú)粉等。美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的J·H·MacNeil博士預(yù)測(cè)，本世紀(jì)的雞蛋將是以凍干技術(shù)濃縮成固體含量為18% ～25% 或30% ～40%的蛋品。

　　(2)顆粒蔬菜。蔬菜是人類(lèi)生活中的一大營(yíng)養(yǎng)寶庫(kù)。日本東洋FD食品株式會(huì)社于20世紀(jì)90年代找到一種不同尋常的吃菜方法。該方法是將油菜、菠菜、芹菜、蘿卜葉、豌豆、胡蘿卜、南瓜、雪里紅等8種蔬菜混合，凍干后制成顆粒蔬菜。這種含豐富的葉綠素、胡蘿卜素、維生素和礦物質(zhì)等天然營(yíng)養(yǎng)成分的蔬菜，不但營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，而且非常適合于斷奶伊始的嬰兒、不喜歡吃蔬菜的兒童、牙口不好的老年人、吃流食或半流食的病人以及食量受限的運(yùn)動(dòng)員等特殊人群。現(xiàn)在，顆粒蔬菜已成為日本大眾的日常消費(fèi)品。

　　(3)粉末蔬菜。在歐、美、日市場(chǎng)上，日漸流行一種新的蔬菜加工方法，即用凍干技術(shù)加工圓蔥、白菜、菠菜、胡蘿卜、南瓜等許多種粉末蔬菜。將粉末蔬菜加入面粉或食糖中，制成蔬菜面條、餅干、糕點(diǎn)和糖果、飲料等，能保持蔬菜中的營(yíng)養(yǎng)成分、纖維質(zhì)及其色澤、風(fēng)味。

　　4.2國(guó)際市場(chǎng)對(duì)凍千食品需求趨勢(shì)

　　近些年來(lái)，歐、美、日對(duì)凍干食品的需求量迅速增加。在歐洲，凍干食品占全部脫水食品的50%～70% ;全美方便食品中，凍干食品占50%以上;日本市場(chǎng)上的脫水食品中，凍干食品接近60%。盡管如此，英、德、美、日等國(guó)家每年都需進(jìn)口大量的凍干食品，其品種有圓蔥、蘆筍、白菜、胡蘿卜、蘑菇、馬鈴薯，以及牛肉、雞蛋和魚(yú)蝦。瑞典、挪威、丹麥等北歐國(guó)家凍干蔬菜、凍干水果的進(jìn)口量仍然逐年增加。凍干食品在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格是熱風(fēng)干燥食品的4～6倍，正逐漸成為國(guó)際貿(mào)易的大宗食品。據(jù)國(guó)家海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，我國(guó)大陸脫水蔬菜年出口量以平均30%的速度遞增;我國(guó)大陸脫水蔬菜出口量超過(guò)全球總產(chǎn)量的1/2，加上臺(tái)灣地區(qū)出口量則約占全球總產(chǎn)量的2/3。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)有豐富的蔬菜(包括土特產(chǎn)品)、肉食及水產(chǎn)資源，應(yīng)用凍干技術(shù)(國(guó)產(chǎn)凍干設(shè)備價(jià)格僅為進(jìn)口設(shè)備的1/3～1/2)，開(kāi)發(fā)凍干蔬菜 凍干牛肉、凍干鮮蛋等大宗食品，銷(xiāo)往國(guó)際市場(chǎng)，是一個(gè)前景看好、利潤(rùn)大、風(fēng)險(xiǎn)小的出口創(chuàng)匯項(xiàng)目。目前，我國(guó)生產(chǎn)的凍干食品基本是外需型，主要包括烹飪?cè)?、食品工業(yè)原料、調(diào)味食品和保健食品，年產(chǎn)量不足20000t。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，未來(lái)十年我國(guó)的外需型和內(nèi)需型凍干食品都將進(jìn)入大幅度增長(zhǎng)階段;到2015年，僅方便面輔料一種，約需凍干食品50000～60000t，加上快餐配料、湯料、飲品等，凍干食品的消費(fèi)量將超過(guò)150000t。國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)凍干食品的巨大需求，為發(fā)展我國(guó)的食品凍干技術(shù)和凍干食品產(chǎn)業(yè)提供了大好的機(jī)遇。

　　真空冷凍干燥的優(yōu)點(diǎn)

　　真空冷凍干燥食品與其他干燥食品相比，凍干食品與蒸發(fā)脫水制干食品相比有許多優(yōu)點(diǎn)。

　　1.凍干食品是在低溫真空狀態(tài)下加工，避免了熱敏成分破壞、易氧化成分的氧化，色澤不變、芬香物質(zhì)損失極少，營(yíng)養(yǎng)成分和生理活性成分保存率高，基本接近鮮品，改變了“營(yíng)養(yǎng)不方便，方便欠營(yíng)養(yǎng)”的狀況，因此凍干食品又常常作為某些功能性食品的基料。

　　2.凍干產(chǎn)品收縮率小，基本保持原品的固體框架結(jié)構(gòu)。

　　3.物料中的鹽分凍干脫水后，就地析出，分布均勻，避免蒸發(fā)干燥時(shí)水分向表面遷移時(shí)攜帶無(wú)機(jī)鹽成分在表面聚集而形成表面硬化等現(xiàn)象。

　　4.凍干食品成多孔海綿狀，松脆易粉碎，復(fù)水還原性好。

　　5.凍干食品含水量低(一般含水量在1%～2%左右)，質(zhì)量輕，易儲(chǔ)存運(yùn)輸。另外，真空冷凍干燥過(guò)程不需添加任何添加劑，不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，純屬物理過(guò)程，因此真空冷凍干燥是開(kāi)發(fā)綠色食品、有機(jī)食品的理想工藝。對(duì)于嬰幼兒、老年人、腸胃病患者等幾類(lèi)特殊人群因消化系統(tǒng)功能欠佳，身體發(fā)育代謝所需的維生素、纖維素、礦質(zhì)元素等營(yíng)養(yǎng)素得不到有效補(bǔ)充的問(wèn)題，可利用真空冷凍干燥技術(shù)將富含這類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素的食品，如水果、蔬菜等做成凍干食品，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ)原理解決。最大限度地保持新鮮食品的營(yíng)養(yǎng)成分及色、香、味。凍干后食品中的蛋白質(zhì)、脂溶性維生素基本不損失，其他水溶性維生素僅損失5%;食品凍干后，體積形狀基本不變，物質(zhì)結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)不變，復(fù)水性好，食用方便;凍干產(chǎn)品脫水徹底，含水量低(2%～5%)，重量輕，貯運(yùn)方便，無(wú)須冷藏，常溫下保質(zhì)期可達(dá)3～5a，儲(chǔ)存要求低。正是由于真空冷凍干燥食品的這些優(yōu)點(diǎn)，它的發(fā)展非常迅猛，產(chǎn)品范圍不斷擴(kuò)大，從蔬菜、果品、飲料、調(diào)味品，到肉類(lèi)甚至各種菜肴及羹、湯、粥類(lèi)產(chǎn)品等。目前它不單單用于特殊場(chǎng)合，已逐步進(jìn)入家庭，受到人們的青睞。從而又促進(jìn)我國(guó)真空冷凍干燥裝置和食品深加工的發(fā)展。

　　食品真空冷凍干燥的改進(jìn)

　　雖然真空冷凍干燥有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是無(wú)論是國(guó)產(chǎn)設(shè)備還是引進(jìn)的凍干設(shè)備，其共同的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，耗能高，收回投資慢。降低成本，減少能耗是凍干機(jī)今后的主攻方向。因此，食品凍干機(jī)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)有以下4點(diǎn)。

　　1.改進(jìn)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低成本、減少能耗。國(guó)外有些凍干機(jī)不采用不銹鋼制造，而采用低碳鋼。捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸、結(jié)霜特性的優(yōu)化更有實(shí)際意義，因?yàn)槟壳八脑靸r(jià)相當(dāng)于凍干箱的造價(jià)，運(yùn)轉(zhuǎn)功耗較大。對(duì)于凍干機(jī)而言，加熱系統(tǒng)只是補(bǔ)充升華熱，功率消耗本不應(yīng)太高，但現(xiàn)有設(shè)備不盡人意，應(yīng)該優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低能耗。

　　2.保證質(zhì)量。提高性能

　　有些廠家的凍干機(jī)安裝后，一直不能投入正常生產(chǎn);有些凍干機(jī)雖然能生產(chǎn)，但能耗太高，生產(chǎn)的產(chǎn)品越多，賠錢(qián)越多;還有些元器件不斷出現(xiàn)故障，影響正常生產(chǎn)。因此，必須保證凍干機(jī)質(zhì)量。提高性能是指除加熱速率、抽氣速率、溫度均勻性、真空度穩(wěn)定性之外，增強(qiáng)設(shè)備新的功能。

　　3.開(kāi)發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備

　　當(dāng)前生產(chǎn)的凍干機(jī)都是間歇式產(chǎn)品，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人民生活水平的提高，消費(fèi)量會(huì)增大，因此發(fā)展連續(xù)式凍干設(shè)備是增加凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量的必然趨勢(shì)。連續(xù)式凍干機(jī)同普通凍干機(jī)的區(qū)別，普通凍干機(jī)干燥過(guò)程物料是靜止的，由于真空環(huán)境里無(wú)法對(duì)流換熱，僅靠接觸和輻射傳熱物料受熱極不均勻，導(dǎo)致物料最終干燥程度和干燥品質(zhì)差別很大。全自動(dòng)連續(xù)式凍干機(jī)干燥過(guò)程中物料不斷翻轉(zhuǎn)向前移動(dòng)，同熱源表面均勻接觸，受到相同熱量，可確保同時(shí)干燥，獲得一致的干燥品質(zhì)，同時(shí)大大縮短了干燥時(shí)間，節(jié)省了能源，避免了過(guò)度干燥現(xiàn)象。連續(xù)式凍干機(jī)的問(wèn)世改變了傳統(tǒng)凍干機(jī)效率低下、干燥品質(zhì)差、能耗高等現(xiàn)狀，干燥品質(zhì)不穩(wěn)定的問(wèn)題得到解決。是現(xiàn)代化智能化凍干工廠的首選設(shè)備。

　　結(jié)語(yǔ)

　　食品真空冷凍干燥技術(shù)是一門(mén)跨學(xué)科的綜合技術(shù)，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域。食品凍干技術(shù)的進(jìn)步依賴于交叉學(xué)科的發(fā)展。從食品凍干技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)日臻成熟、完善，凍干食品的普及性已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的程度;我國(guó)處于借鑒、消化吸收與自主創(chuàng)新相結(jié)合階段，與當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平相比存在一定的差距，凍干食品尚未被人們廣泛地接受、在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)尚不具備競(jìng)爭(zhēng)力。俗話說(shuō)：民以食為天。食品工業(yè)與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)，只能越發(fā)展越進(jìn)步，越發(fā)展越講科學(xué)。功能食品、營(yíng)養(yǎng)食品、保健食品、方便食品以及兒童食品等，能夠滿足人們不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)生活需要的新型食品的發(fā)展都離不開(kāi)凍干技術(shù)。因此，食品真空冷凍干燥技術(shù)必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。