食品真空（kōng）幹燥（zào）裝（zhuāng）置及其進展

　　真空幹燥在食品工業（yè）中有廣泛的重要的應用，進幾年來，真（zhēn）空技術與（yǔ）微波加熱技術和其它幹燥技術相結合，出現了一些新的真空（kōng）幹（gàn）燥裝置類型（xíng），提出了我國應加快研製開發（fā）真空（kōng）微波幹燥裝置的新觀點（diǎn）。
      0.
      前言當前，食品（pǐn）加工技術的一個重要（yào）發展趨勢是^大限度地保持（chí）食品的營養（yǎng）和色香味，而（ér）幹燥工藝和設備的選擇對食品產品的（de）營養、色香（xiāng）味有很大影響。食品幹燥有很多與“食品”相聯係的特點，它不同於化工產品的幹燥，前者需要考慮食品衛生（shēng）、營養損失、色（sè）香（xiāng）味變化（huà）等等，對幹（gàn）燥溫度和時間有嚴（yán）格限製；食品幹燥又不同於醫藥產品的幹燥，因為食（shí）品往往是低附加值產品，而藥品一般是高附加值產品，前（qián）者必須（xū）考慮幹燥過程的經濟性（xìng）。圍繞著（zhe）“質量和經濟”，近年來（lái）食品幹燥技術和設備還是取得了不少進步，而其中真空與其它幹燥方（fāng）法或加熱（rè）技術相結合，賦予了真空幹燥裝置新的（de）內涵和生（shēng）命（mìng）力（lì）。
      1．
      食品（pǐn）真空幹燥的特點真（zhēn）空幹燥是基於這樣一基本原理：水的飽和蒸氣壓與溫度緊密相（xiàng）關，在真空狀態下，水的沸點降低，即在真空下操作也就是（shì）在低溫下操作（zuò），可避（bì）免在高溫下營養成分維生素等的破壞，同時提高了幹燥（zào）速度。此外在真空係統中，單位體積內空氣的（de）含量低於大氣中的含量，在這相對缺氧的環境（jìng）下進行食品（pǐn）幹燥可以減輕甚至避免食品中脂肪的（de）氧（yǎng）化機會，色素褐（hè）變或其它氧（yǎng）化變質等，所以采用真空幹燥獲得較好的食品質量。
      2．
      傳統的真（zhēn）空幹燥裝（zhuāng）置真空幹燥（zào）在食品、製藥、化工等（děng）行（háng）業有廣泛的應（yīng）用，國內也開發和引進了各（gè）種真空幹燥設（shè）備，其結構（gòu）形式多種多樣。在食（shí）品工（gōng）業（yè）中常用的形式主要有箱式、雙錐（zhuī）式真空幹燥器，帶式真空幹燥（zào）器等。這些傳統的真空幹燥裝置主要采用（yòng）熱風，蒸汽或電等加熱，利用熱傳導（dǎo），對流或輻射原理將熱量從（cóng）外部傳到物料內部（bù）。
      2．1箱式真空幹燥（zào）器箱（xiāng）式真空幹燥是曆（lì）史^悠久，也是^簡單的一種真空幹燥器，在真空幹燥箱內有多（duō）塊中空加熱板，加熱板裏麵一般通蒸氣加熱，也可用電加熱或其它輻射加熱。物料放在金屬盤裏置於（yú）加熱板上，熱量（liàng）通過熱傳導到達物料內部，使（shǐ）水份加熱蒸發。箱式真空幹燥器目前在實際中使用仍很普遍，適用於液體、漿體（tǐ）、粉體和散粒食品物料的幹燥。
      2．2雙錐真空幹燥器雙錐真空幹燥器是（shì）使有對稱夾套的圓錐形（xíng）容器回轉，借內部圓錐體本身的傾斜度使物料不斷被攪（jiǎo）拌（bàn），通過回轉（zhuǎn）接頭由回轉軸的一（yī）側送入（rù）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（de）排氣管排氣。雙錐真空幹（gàn）燥器能達到較高真空（kōng）度，內部結構簡單，清理容易（yì），物料能全部（bù）排（pái）出。
      2．3真空帶式幹燥器真空帶式幹燥器是由一連續的不鏽（xiù）鋼帶組成的（de），鋼帶（dài）繞過加（jiā）熱滾筒和冷卻（què）滾筒，結構呈多層式，構成幹燥器主體，然後納入密閉的真空室內。物（wù）料簿簿地平鋪在帶式加熱板上隨之運動，由（yóu）於在真空條件下，物料在加（jiā）熱板上呈沸騰狀發（fā）泡，故成品具有多孔性；全（quán）係統為（wéi）密閉操作，衛（wèi）生條件好，實際操作真空度100~10Kpa之間，加熱溫度為150℃左右，其運條件（jiàn）(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（gàn）燥很接近，但冷凍（dòng）幹燥是間隙操作而真空帶式幹燥機是連續作業，特別適合於（yú）熱敏性和極易（yì）氧化的食品的幹（gàn）燥，液態或漿狀物料勻可使用，食品中常用（yòng）此（cǐ）幹燥（zào）橙汁、蕃茄汁、速溶茶等。
      2．4真空滾筒幹燥機真空滾筒幹（gàn）燥機將滾筒密閉在真空室內（nèi），在真空滾（gǔn）筒（tǒng）幹燥機中，進料、卸料和刮料等都必須從幹燥室外進行控（kòng）製，因（yīn）此幹燥成本很（hěn）高（gāo），故（gù）隻能用於非常熱（rè）敏性食品的幹燥，如（rú）果汁、酵母、嬰兒食品等。
      3．
      真空幹燥裝置的新進展傳統的真空幹燥裝置大多采用熱傳導、對流或（huò）熱輻射的方式加熱，加熱速度慢且不夠均勻，近幾年來，研究者將（jiāng）真空技術與微（wēi）波加熱技術及其它幹燥技術相結合，出（chū）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，即液態、固態和汽態。隨著壓力的不斷降低，冰點的變化不大，而（ér）沸點側越來越低，越來越靠近冰點。當壓力下降到某一值時，沸點即與冰點相結合，固態冰可以不（bú）經過液態而直接轉化為汽（qì）態（tài）。水的三相點壓力（lì）為610.5Pa，三相點溫度為0.0098℃，在壓力低於三相點壓（yā）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（lǐ）就在於此。真空冷（lěng）凍幹燥時，產品放在真空室內，處在兩加熱板之（zhī）間，利用低溫激發遠紅外加熱，保證幹燥（zào）均勻，加（jiā）熱板的溫度是按幹燥過程的加熱曲線（xiàn）^控製的。真空度的（de）選（xuǎn）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（cài）和肉類來說，選擇0.5~1Pa,相（xiàng）應（yīng）於（yú）25℃左右的升華溫度為適。由於真空冷凍幹燥食（shí）品是（shì）在很低的溫度下（xià）脫水，食品的營養成分風（fēng）味（wèi）物質損失少，可以^大限（xiàn）度（dù）地保留原有（yǒu）的營養和風味，複水性極好，可在數秒至數分鍾（zhōng）內完成複原，其（qí）色、味、形與新鮮品基本完全相（xiàng）同。真空冷凍幹燥產品很多（duō）：有（yǒu）咖啡、速溶茶（chá）、果汁、草藥等，蔬菜類有蔥（cōng）、大蒜、薑、磨茹、肉類、鮮貝等。真空冷凍幹燥一次性投資很大，令很多食品廠家望而卻步，如丹麥的ATLAS的RAY50型凍幹設備(凍幹麵積（jī）45m2)
      報價高達105萬（wàn）美元，國產凍幹機剛剛起步，質量方麵與國外產品還有（yǒu）很大的（de）差距，此（cǐ）外真空冷凍（dòng）幹（gàn）燥的生產費用也較（jiào）高，這（zhè）是因為（wéi）需要維持較高（gāo）的真空（kōng）和(-25℃)的低（dī）溫，幹燥時間長，能（néng）耗較高，這些因素使冷凍（dòng）幹（gàn）燥（zào）在食品工業中使用帶來很大的阻力。
      3．2噴射式連續真空幹燥器又稱（Filtermat噴霧幹燥器)
      噴射（shè）式連（lián）續真空幹燥器（qì）又稱Filtermat噴霧幹燥器，相當於是帶式真空幹燥器與噴霧幹燥器的組合。Niro
      Hudson公司研製的該種幹燥器成功地解決了（le）粘性食品----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（tí），粘性大的（de）物料用傳統的噴霧幹燥器會發生粘（zhān）壁現象，幹燥困難。幹（gàn）燥過程中物（wù）料通過壓力噴（pēn）嘴（zuǐ）垂（chuí）直向下噴向噴霧幹燥室，熱空氣（qì）也向下噴，半幹的粉末物料聚集在（zài）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移動、冷卻、收集。由於噴霧塔內維（wéi）持中等的真空度，熱風溫度隻需100℃左右，而一般的噴霧（wù）幹燥熱風溫度150℃左右，因而熱敏性物料損（sǔn）失少，同時（shí）降低了噴霧塔內的（de）高度。
      3．4微波真空幹燥微波是波（bō）長1.0~0.001m，頻率（lǜ）為300~300000MHz，具有穿透性的（de）電磁輻射波，微波幹燥原（yuán）理是：微波發生器將微波輻射到幹燥物料上，當微波（bō）射入物料內部時，透使（shǐ）水等極（jí）性（xìng）分子隨微波的（de）頻率（lǜ）作同步旋轉，例如幹燥（zào）蔬菜（cài）類製品采用915MHz的微波（bō），則蔬菜內的極性水分子等每秒轉動9.15億次，水等極性分子（zǐ）作如此高（gāo）速（sù）旋轉的結果使物料（liào）瞬時產生摩擦熱（rè），導致物料表麵和內部同時升溫，使大量的（de）水分子從物（wù）料逸（yì）出，達到物料幹（gàn）燥的效果。傳（chuán）統的加熱方法如蒸汽、熱（rè）風（fēng）、電（diàn）等加熱是利用（yòng）熱（rè）傳導、對流、輻射的（de）原理將熱（rè）量（liàng）從外部傳（chuán）物料（liào）內部，由表及裏（lǐ）需要一定的時間，物（wù）料（liào）的熱傳導性能越差所需的時間就越長，因此加熱速度慢且受熱不均勻，能耗較高。微波加熱是使被加熱物體本（běn）身成為發熱（rè）體，故稱（chēng）之為內部加熱方（fāng）法，微波從四麵八方（fāng）穿過食品，食品（pǐn）內外同時（shí）加熱，既不需（xū）要傳熱介質，也不利用對流，食品（pǐn）內外溫度同時（shí）上升，加熱速度快（kuài）而均勻，僅需傳統加熱方法的幾分之一或幾十分之一，並能較好保（bǎo）留食品中（zhōng）維生素及食品（pǐn）原有（yǒu）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（kě）保留40%，微波幹（gàn）燥可保留60%~90%，真空冷凍幹燥可保留97%{2}。微波真空幹燥是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勻，真（zhēn）空（kōng）條件下水汽化點低的特點，是一項很有前途的幹燥技術（shù）。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（shù）很適合於熱敏性食品（pǐn）的深加工。
      美國加州大學與（yǔ）某公司合作，使用微波真空幹燥無籽葡萄幹，保持了葡萄原有的形狀和顏色，避免了過去傳統工藝（yì）(65℃熱空氣烘24小時)產品顏色、形狀、風味和營（yíng）養成（chéng）分變化的缺點，產品質量大大提高。法國國際微波公司製造（zào）的微波真空幹燥機(2450MHz，48Kw)微波真空幹燥（zào）室直徑為1.5m，長度12m，加工（gōng）速溶桔粉，產品不僅保持原有的色（sè）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（dàng）脫水蔬菜的需求量很大，而脫水（shuǐ）蔬菜的生產，其幹燥工藝是決定產（chǎn）品質量的關鍵，采用（yòng）真空冷凍幹燥製（zhì）備脫水蔬菜雖然質（zhì）量好，但真空冷凍幹燥設備價格昂貴，生產成本高；80年代以來國（guó）外已有采用真空微波——熱風（45%~55%）生產脫水（shuǐ）蔬菜，在（zài）質量上與冷凍幹燥工藝生（shēng）產的產品相當，而一次性投資少，總成本有（yǒu）較大幅度下降。
      4． 結束語
      真空（kōng）幹燥具有幹燥溫度（dù）低，幹燥室內相對缺氧，可（kě）避（bì）免脂肪氧化，色素褐變等一係（xì）列優點，適合於熱敏感性食品物料（liào）的幹燥，此外設備成本、幹燥（zào）費（fèi）用也相對較低，真（zhēn）空幹燥（zào）在食品幹燥中點有重要的（de）地位。
      真空幹燥與微波加熱技術或其它幹燥方法相（xiàng）結合，出現了不少新型的真空幹燥裝置，賦予了真空幹燥新的內涵及生命力。
      真空微波幹燥（zào）吸收了微波加熱和（hé）真空幹燥兩者的優點，是一種很有前途的幹燥技術，建議我國加快研製、開發真空微波幹燥裝置。