20世紀90年代初期，我國才開始從事食品凍干技術的開發(fā)和凍干設備的制造。近三五年來，凍干食品產業(yè)從沿海到內地發(fā)展較快，已有50多條生產線，但生產規(guī)模較小，干品年總產量大約只有5000t。從國內外市場需求情況看，我國的凍干食品產業(yè)的發(fā)展前景極其廣闊。

  一、凍干原理

  將含水的新鮮食品脫水成為干品，可實現的方式有兩種：一種是加熱蒸發(fā)，另一種是凍結升華。人們常見的曬干、晾干、烤干等，都屬加熱蒸發(fā)方式。凍結升華方式，在日常生活中是不常見的。從原理上講，生產凍干食品的過程就是：先在低溫條件下讓食品凍結(食品內水分形成微小冰晶)，然后再在低氣壓(真空狀態(tài))條件下讓冰晶升華，從而獲得干燥食品。

  二、凍干食品的品質

  真空凍干食品同其他方式生產的脫水食品相比，具有許多優(yōu)點。可以簡單概括為：營養(yǎng)成分、形狀、顏色、味道與鮮品基本相同，而且復水性好。形成這些優(yōu)點的原因在于以下幾個過程。

  1．物料在真空條件下脫水

  在脫水過程中物料處于缺氧環(huán)境中不僅易氧化的成分不致于氧化變質，而且還能抑制某些細菌的有害作用。

  2．物料在低溫狀態(tài)下脫水

  在低溫狀態(tài)下脫水，不僅熱敏成分不致于破壞，而且色澤和芳香物質損失也極少。

  3．物料在凍干狀態(tài)下脫水

  物料凍結后形狀得到固定，組成物料的物質形成骨架，細小的冰晶充夾在其間。在升華過程中，冰晶升華脫走后，不僅物料骨架保持原狀，而且冰晶位置形成極易吸水的微孔。

  4．水分子由表及里脫走

  物料內的冰晶升華脫走是從表面開始逐步深向內部的，因而水汽通道總是暢通的。另外，冰晶升華時只有水分子脫走，溶解于水中的溶質仍保留于原處，水汽通道不會受到堵塞，也不會因溶質外移而引起物料收縮和硬化。

  三、凍干食品的發(fā)展

  在凍干食品的發(fā)展初期，由于產量低、價格貴，僅限于宇航、遠洋航行、極地考察、山區(qū)作業(yè)等特殊工作人員享用。進入20世紀80--90代以來，凍干食品的品種和數量都迅猛增長。而且，不僅對絕大部分的蔬菜、水果、肉食、水產都可進行凍干，而且對牛奶、豆?jié){、果汁、菜汁、蜂王漿等也可凍干。現在，在食品工業(yè)原料、烹飪原料、土特產品、調味品、補品、飲料、休閑食品等各個方面，也都出現了日益增多的凍干產品。近些年來，凍干食品又發(fā)展到一個更高的層次。

  1．凍干方便面

  不僅調料是凍干的，而且面條也是凍干的，還有按營養(yǎng)搭配足量的凍干蔬菜。

  2．凍干湯料

  用凍干的調味品、蔬菜、雞蛋等合理搭配，即沖即食，方便可口。

  3．粉末蔬菜

  凍干技術與超微粉碎技術相結合，把各種蔬菜制成極易消化吸收的超微粉末，加入面條、餅干、糕點、糖果、飲料等食品中，制成新一代保健食品，極宜幼兒和老人食用。

  4．顆粒蔬菜

  日本人將凍干的油菜、菠菜、蘿卜葉、芹菜、豌豆、胡蘿卜、南瓜、雪里紅等混合制成顆粒。這種素食顆粒既含有豐富的葉綠素、胡蘿卜素、各種維生素和礦物質等天然營養(yǎng)物質，又有鮮美的味道，極宜病人或營養(yǎng)不良者食用。

  四、食品凍干設備

  凍干設備主要包括對物料進行凍結的速凍庫和進行升華脫水的干燥倉，以及為它們建立工作條件的制冷、真空、加熱等輔助系統(tǒng)。干燥倉是最核心的設備，它的結構能滿足對已凍結的物料在其中升華脫水的要求。蘭州科近真空凍干技術公司(由中科院近代物理研究所技術開發(fā)部改制)研制的JDG系列凍干機的干燥倉，都是臥式圓筒，圓筒中部有多層能產生熱輻射的加熱板。多層料盤可插入多層加熱板之間，不與加熱板接觸，水汽冷阱可以放在倉內兩側，也可以放在倉外。制冷系統(tǒng)為速凍庫和水汽冷阱供給足夠的制冷量。真空系統(tǒng)為干燥倉內建立必要的低氣壓。加熱系統(tǒng)為加熱板供給必需的熱量。水汽冷阱捕獲由物料升華出的水汽。#p#分頁標題#e#

  盛于料盤中的物料，先在速凍庫中凍結，再送入干燥倉，倉內形成低氣壓條件后，物料中的冰晶便可升華，升華脫出的水汽，不斷被水汽冷阱捕獲。為加快升華速度，需要控制加熱系統(tǒng)向物料供給升華熱，這里的升華熱是通過加熱板以輻射的方式傳給物料。

  五、凍干食品生產線

  一條凍干食品生產線，可視生產規(guī)模大小，由一套或數套凍干機組成。每套凍干機都有各自的水汽冷阱、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。一般1個速凍庫每次可凍結1個干燥倉的物料，為便于生產調度，每個干燥倉配1個速凍庫較為恰當。凍干食品的生產流程基本有4步：前處理，速凍，升華脫水和后處理，生產線的全部設備和安裝設備的車間要根據生產流程合理布局，這個布局是否合理，對是否便于生產調度和是否有利于生產出合格產品，關系極為密切。運料天軌循環(huán)于精處理車間、凍干車間和后處理車間。物料經粗處理和精處理后，計量裝盤并放入物料架，物料架沿天軌推進速凍庫，凍結后沿天軌推進干燥倉，脫水后再沿天軌推到后處理車間，卸料后的空架推回到前處理車間，進入下一個循環(huán)。干品在后處理車間進行篩選，挑選、包裝，然后送入干品庫。

  六、生產流程

  前處理工作分粗處理和精處理，對不同的物料，前處理的具體內容是不盡相同的，所用的設備也不完全一樣。一般來說，如果做蔬菜，粗處理主要是對原料進行挑選、摘枯、去皮、洗泥等；而精處理主要是進一步清洗、切割、殺菌、防氧化，漂燙、甩干、裝盤等。所需基本設備主要是臺案、水槽、切菜機、甩干機等。

  速凍的操作比較簡單，即在速凍庫溫度達到-30℃左右情況下，將滿載料盤的料架，推進速凍庫即可。要根據物料的品種、形狀和重量、來適當掌握凍結時間。在干燥倉內進行升華脫水是最關鍵的一步，對不同的物料有不同的工藝要求。后處理的內容主要是篩選、挑選、包裝。篩選是把干品中的太大和太小者篩出，挑選是從干品中挑出少量品質不合格者及碎小雜物。包裝可用大袋或小袋，可充氣或抽空，這取決于干品收購者的要求。所需基本設備主要有挑選臺、篩選機、金屬探測器和包裝機等。

  1．凍結階段

  物料在速凍庫中凍結，一般溫度到共晶點以下10℃左右或更低。各種物料的共晶點的溫度是不相同的，多數蔬菜和水果的共晶點約在-2℃，一般凍到-12℃左右即可。為合理掌握凍結溫度，應該對物料共晶點進行認真測量，在合適的凍結溫度下，一定要把物料凍透，如果因未凍透而在物料內部仍存有少量液體，則在真空條件下這些液體便會蒸發(fā)，從而引起物料變形。凍結的速度也要合理掌握，一般經1--2小時或更長些時間達到凍結溫度，再保溫1--2小時使之凍透。

  2．升華階段

  干燥倉內恰當的低氣壓(真空度)是實現升華的必要條件。要形成這個條件，水汽冷阱的溫度應比物料溫度低約10℃，并且使倉內氣壓處于物料冰晶飽和蒸汽壓與冷阱霜層表面飽和蒸汽壓之間。只有這樣，從物料升華出的水汽才能不斷脫走而且不斷被冷阱捕獲。如果倉內氣壓過高(真空度過低)，高于物料飽和蒸汽壓，則升華無法進行。如果倉內氣壓過低(真空度過高)，低于冷阱霜層飽和蒸汽壓，則冷阱不再捕獲蒸汽。升華進入中后期，蒸汽量逐漸減少，倉內真空度升高，冷阱熱負荷變小，制冷量供給可以適當減少。

  3．解析階段

  在升華階段結束后，物料中的機械結合水已不存在，但物化結合水還未脫出。物化結合水尚處于液態(tài)，可能為微生物繁殖和產生化學反應提供條件。為改善干品貯存的穩(wěn)定性和延長保存期，必須盡量把物化結合水排出。排出的方法是進一步提高物料溫度，進入解析階段使這部分水分子獲得足夠能量從吸附中解析出來。