果蔬凍幹機的原理

一  凍幹設備組成

本機主要由幹燥箱、冷凝器（捕水器）、加熱係統、真空係統、製冷係統和電氣控製係統六大部件組成。

幹燥箱

是一能抽真空和加熱的密閉器，物料的升華幹燥過程是在幹燥室內(nei) 完成的，物料是放在幹燥室內(nei) 擱板上的不鏽鋼托盤內(nei) 的，按每平方托盤麵積8~12公斤的比例裝料，每一層擱板上都有一個(ge) 可供測量物料溫度的探頭，用以監測整個(ge) 凍幹過程中的物料溫度。門采用橡膠密封條，應注意關(guan) 門時要把門上的手柄擰緊，確保箱內(nei) 密封。

冷凝器（捕水器）

是凝結升華水氣的密閉裝置，內(nei) 部有一個(ge) 較大麵積的金屬吸附麵，從(cong) 幹燥箱物料中升華出來的水蒸氣可凝結吸附在其金屬表麵上，吸附麵的工作溫度可達-45℃~-55℃，冷凝器外形是不鏽鋼或鐵製成的圓筒，內(nei) 部盤有冷凝管，分別與(yu) 製冷機組相連，組成製冷循環係統。冷凝器與(yu) 幹燥箱連接采用真空蝶閥；采用不鏽鋼管與(yu) 真空泵組連接組成真空係統，筒內(nei) 冷凝管上部裝有化霜噴水管，它通過真空隔膜閥與(yu) 水管連接，這是為(wei) 了保證化霜水等不進入幹燥箱和真空管道。在冷凝器外部采用泡沫塑料板保溫絕熱，zui外層包以不鏽鋼板。

加熱係統

凍幹機加熱係統的作用是對幹燥箱內(nei) 物料進行加熱，以便使物料不斷地得到升華熱，使物品以達到規定的含水率要求，凍幹機加熱係統有不同的加熱方法，在接觸式加熱中，我們(men) 采用的是循環介質加熱法。循環加熱係統由管道泵、循環介質箱、加熱器、進出管路、液溫控製器等組成。循環液由水4份、乙醇2份，乙二醇4份配置成循環不凍液，其凝固點為(wei) -120℃，在使用時液溫zui高不超過60℃，當加熱係統工作時，先對循環液進行加熱，液溫通過液箱控製調節儀(yi) 選定的溫度自動控製加熱, 管道泵開啟後，可將循環液送入幹燥箱內(nei) 擱板中，對擱板加熱，然後返回液箱進行加熱循環。而在輻射或加熱中我們(men) 采用蒸氣加熱zui高溫度為(wei) 120℃，由蒸氣電磁閥自動控製溫度。

真空係統

真空係統有旋片真空泵或水環泵和羅茨真空泵組成，羅茨泵為(wei) 增壓泵不能單獨使用，必須首先啟動旋片泵或水環泵，使其工作一段時間，當係統中的真空度達到1Kpa以下時，再自動啟動羅茨泵。旋片泵結構、羅茨泵結構等見說明書(shu) 。該真空係統的真空表可使用電接點真空表，可根據預先選定的真空度值，自動控製羅茨泵的啟動。幹燥箱與(yu) 冷凝器之間真空管道中，裝有真空蝶閥，可根據使用要求隨時開、關(guan) 。真空泵管路上，裝有電磁放氣截止閥，當真空泵停止工作時可自動關(guan) 閉真空管路，同時將空氣放入泵內(nei) ，避免真空泵油因負壓作用回放至真空管路中，真空泵的連接管路之間裝有波紋軟管，防止運轉時的振動。

製冷係統

凍幹機製冷係統由製冷壓縮機組（包括：水冷冷凝器，油分離器、高壓管路、幹燥過濾器、膨脹閥、蒸發器、低壓管路組成），采用氟利昂機組和R22製冷劑或氟製冷機組，製冷機組組成使凍幹品速凍用的製冷係統和捕水器製冷係統。當係統工作，接觸加熱方式中擱板溫度可降至-35℃。當製冷係統工作時，冷凝盤管的表麵溫度可達-35～-55℃，根據客戶需要采用單級或雙級製冷壓縮機組，製冷效果好。

電氣控製係統

本設備電氣控製係統由電腦顯示記錄儀(yi) 、控製台、控製儀(yi) 表、調節儀(yi) 表等自動裝置和電路組成。它的功能是對凍幹機進行手動或自動控製，控製設備正常運轉。

控製台是溫度、真空度巡檢儀(yi) 的記錄控製儀(yi) 表及各機組開關(guan) 的集中集團，控製台的儀(yi) 表板裝有溫度，真空度巡檢儀(yi) ，幹燥箱和真空泵的真空計，溫度指示調節儀(yi) ，液溫控製調節儀(yi) ，計時鍾等。按鈕板上裝有各機組的開關(guan) 等。凍幹機還設有連鎖保護裝置，如①前箱製冷時加熱管不能工作；②真空表不到設定值，羅茨泵不能啟動。③冷卻水未提供，製冷機組不啟動。④真空泵、電磁閥帶放氣截止閥與(yu) 真空泵電源表連在一起，同時工作。⑤擱板加熱恒溫，由溫度指示調節儀(yi) 控製。

二  凍幹設備技術

凍幹是從(cong) 凍結的物料產(chan) 品中去除水分的過程，凍幹分為(wei) 真空冷凍幹燥和常壓冷凍幹燥二種，由於(yu) 一些條件限製目前采用的是真空冷凍幹燥。凍幹目的是保留產(chan) 品的完整的生物和化學結構及其活性。象其它許多的技術步驟，一種凍幹的類型被稱做升華，是自然發生的。升華指的是溶劑，比如水，象幹冰一樣，直接從(cong) 固態變為(wei) 氣態的過程。傳(chuan) 統的幹燥會(hui) 引起材料皺縮，破壞細胞。這種情況將不會(hui) 發生在凍幹裏，因為(wei) 固體(ti) 構成被在其位置上的堅冰支承著。在冰升華時，它會(hui) 留下孔隙在幹燥的剩餘(yu) 物質裏。

凍幹過程分為(wei) 冷凍、升華、解析幹燥三個(ge) 階段，每一個(ge) 階段都有相應的要求，不同的物料其要求各不相同，各階段工藝設計及控製手段的差異直接關(guan) 係凍幹產(chan) 品的質量和凍幹設備的性能。

1、冷凍階段

冷凍幹燥首先要把原料進行凍結，使原料中的水變成冰，為(wei) 下階段的升華做好準備。凍結溫度的高低及凍結速度是控製目的，溫度要達到物料的凍結點以下，不同的物料其凍接點各不相同。凍結速度的快慢直接關(guan) 係到物料中冰晶顆粒的大小，冰晶顆粒的大小對固態物料的結構及升華速率有直接關(guan) 聯。一般情況下，要求1--3小時完成物料的凍結，進入升華階段。

2、升華階段

升華幹燥是冷凍幹燥的主要過程，其目的是將物料中的冰全部汽化移走，整個(ge) 過程中不允許冰出現溶化，否則便告凍幹失敗。升華的二個(ge) 基本條件：一是保證冰不溶化；二是冰周圍的水蒸汽必須低於(yu) 610帕（正確的說法應是低於(yu) 物料凍結點的飽和蒸汽壓）。升華幹燥一方麵要不斷移走水蒸氣，使水蒸汽壓低於(yu) 要求的飽和蒸汽壓，另一方麵為(wei) 加快幹燥速度，要連續不斷地提供維持升華所需的熱量，這便需要對水蒸氣壓和供熱溫度進行*化控製，以保證升華幹燥能快速、低能耗完成。

3、解析幹燥

物料中所有的冰晶升華幹燥後，物料內(nei) 留下許多空穴，但物料的基質內(nei) 還留有殘餘(yu) 的未凍結水分（它們(men) 以結合水和玻璃態形式存在）。解析幹燥就是要把殘餘(yu) 的未凍結水分除去，zui終得到幹燥物料。

三  凍幹食品的品質及應用

1、凍幹食品的品質*

食品脫水，通常采用烘烤或日曬等方法來實現， 這種脫水方法的實質是加熱蒸發，加熱蒸發必然對食品產(chan) 生相當的破壞作用。 食品脫水的另一種方法是將食品先凍結再在真空條件下使食品中的冰晶升華（冰直接變成汽叫升華）脫走。 “凍幹食品"就是采用人們(men) 比較生疏的凍結升華方法獲得的脫水食品，可在室溫下長期保存，一般五年不壞。

凍幹食品是在低溫和真空條件下生產(chan) 的，在這種生產(chan) 條件下，易氧化、易揮發、熱敏性的物質都能保存，而且能抑製菌和酶的有害作用， 因而凍幹食品的形、色、味、營養(yang) 成份都能保持同鮮品基本一樣，而且複水性好。凍幹食品在生產(chan) 過程中不需任何添加劑，因而是真正的綠色食品。

2、應用

方便食品領域次的方便麵和方便米飯的配料， 已采用色、香、味俱全且複水特快的凍幹肉丁、蝦仁、雞蛋以及小蔥、胡蘿卜、香菜等。

即時湯料領域用凍幹食品搭配的各種湯料，用開水即衝(chong) 即喝，既美味可口，又方便衛生。

速溶飲品領域繼用凍幹技術生產(chan) 的速溶奶粉和速溶咖啡之後，又開發出速溶茶、速溶菜汁粉、速溶果汁粉等。這類速溶飲料，具有原汁原味原營養(yang) 、保質期長、飲用方便等特點。

顆粒蔬菜領域選多種凍幹蔬菜,根據人體(ti) 營養(yang) 需求合理搭配，製成顆粒。這種蔬菜顆粒含有天然的葉綠素、維生素、 胡蘿卜素以及人體(ti) 必需的微量元素，特別適宜兒(er) 童、老人、病人以及一些難於(yu) 吃到蔬菜的人食用。

保健藥品鹿血膠囊、活性參、藏藥等，藥物保療效，幹 粉保速溶。在保健食品家族中，真空冷凍幹燥蛇膽粉、蜂皇漿等營養(yang) 保健食品已逐漸推出。

凍幹脫水蔬菜類：胡蘿卜、油菜、蘑菇、蔥、蒜、青豆、玉米、菠菜等。

凍幹脫水肉類：牛肉、豬肉、雞肉等。

凍幹脫水水產(chan) 品類：蝦仁、魚片、蟹肉等。

凍幹脫水菜包以凍幹脫水菜為(wei) 主，經配方而成的牛肉包、雞肉包、海鮮包、蔬菜包等。 10、脫水速食營養(yang) 方便食品：蛋花湯、速食粥、滋補湯料等。

對於(yu) 沙漠、高原、極地、太空、潛艇、軍(jun) 艦、遠洋貨輪等特種地域生活人群以及供給，戰略儲(chu) 備來源，真空冷凍幹燥脫水食品無疑是*選擇。

果蔬脆片：由於(yu) 凍幹食品是幾乎不含水份的多孔結構，因此它既脆又酥，利用該特任性製成的片狀果蔬凍幹品（片、塊、粒）是及佳的休閑食品。其色、香、味及保存時間是目前市場上其他工藝製造的脆片無法可比的。