CN101101167A - 微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术，将微波干燥技术与真空冷冻脱水干燥技术集成组合，分阶段进行，即采用合理的前期微波预脱水、后期真空冻干脱水相结合的脱水干燥方法，其结果是优化完善脱水工艺、缩短干燥时间、降低能耗、提高产品质量，是一种优质、高效、节能的工艺集成工业化新技术。本发明技术脱水快速，生产效率高，比单纯采用真空冻干脱水工艺缩短过程时间1/2～1/3；节能效果显著，比单纯采用真空冻干脱水工艺可降低能耗30～40％。

Description

微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术
技术领域
本发明涉及干燥技术领域。
背景技术
脱水是保存食品常用的方法。干燥食品的重量减轻，可以节约运输成本，延长保质期。但是由于大部分传统干燥工艺采用热风干燥，干燥产品品质不好，特别是对一些热敏性较高的和附加值较高的脱水制品存在其固有的缺陷，且能源消耗较高。而消费者对产品的质量要求是：干燥后产品能保留原有的色、香、味，且复水性能好，同时是较低成本的。
微波是一种高频电磁波，具有介电感应的加热效应，能用于物料的加热、干燥、杀菌等。微波的加热方式与普通的热传递有着较大不同。通过空间高频电场在空间不断变换方向，使物料中的极性分子随着电场做高频振动。由于分子间的摩擦挤压作用，使物料迅速发热。此种加热方式称为介电加热。微波加热是使加热物料的内部加热方法，微波穿过物料内外同时加热，既不需要传热介质，也不利用对流，物料内外温度同时上升，加热速度快而均匀。微波脱水干燥优点是干燥速度快，物料干燥均匀，能量利用率高。我国的微波能技术应用开始于70年代初的食品工业。经过我国科研人员二十多年的不断探索和实践，使得微波技术在食品的加热干燥、烹调焙烤、快速催陈等方面有了很大发展。
真空冷冻脱水干燥技术是将物料预冷至-30℃～-40℃，使物料中的大部分水都冻结为冰，然后提供低温热源，在真空状态下，使冰直接升华为水蒸汽而使物料脱水的过程。由于冷冻干燥在低温下进行，可避免干燥过程的热损害和氧化损害。由于水分在冻结状态下由升华而排除，在升华过程中物料被固定为一定的形状，没有水的流动。因此，香味组分仍被固定在物料中，损失较少。由此获得的产品，其形状、色、香、味和维生素C及其它营养成分保留较好。该项技术能最大程度地保持物料的颜色、形状和组织成分，获得高品质的干制品，较适合于干燥热敏性物料。但它耗能大，生产周期长，一次性投资大，维修和维护费用高。因此真空冷冻干燥常用于干燥高附加值、热敏性强的物料。
本发明克服现有技术不足，将微波干燥技术与真空冷冻脱水干燥技术集成组合，提供一种食品微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术，使两种脱水干燥方式优势互补，分阶段进行，其结果是优化完善脱水工艺、缩短干燥时间、降低能耗、提高产品质量。
发明内容
本发明目的在于提供一种食品微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术，该技术能够优化完善脱水工艺、缩短干燥时间、降低能耗、提高产品质量，特别适合各种热敏性物质的低成本干燥。本发明是将微波干燥技术与真空冷冻脱水干燥技术集成优化组合，使两种脱水干燥方式优势互补，分阶段进行，即采用合理的前期微波预脱水、后期真空冻干脱水相结合的脱水干燥方法，是一种优质、高效、节能的工艺集成工业化新技术。
本发明集成工业化新技术工艺流程：原料预处理→微波预脱水→真空冷冻干燥→整理→成品。
将经预处理的原料先经微波预脱水，脱去物料30％～50％的水分；前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min；而后将微波预脱水物料再进行真空冷冻干燥，即将预脱水物料均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa。干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。
现有微波真空冷冻干燥技术是将原始物料处理后直接进行真空冷冻干燥，即将物料冻结成固态的含水物质，在真空及共晶温度以下进行升华干燥，并通过微波发生器向处于冻结状态下的待干燥物料提供升华潜热，从而除去被干燥物料中的水分的一种干燥方法。微波真空冷冻干燥中除升华热的提供方式为微波加热外，其基本原理与传统的真空冷冻干燥工艺并无特别的不同。本发明是将微波干燥技术与真空冷冻脱水干燥技术相结合的工艺集成新技术，使两种脱水干燥方式优势互补，分阶段进行。因此本发明不同于现有的微波真空冷冻干燥技术。
本发明食品微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术可广泛应用于食品干燥技术领域，尤其是高品质脱水制品(果蔬、肉类、食用菌类)领域。本发明技术有助于延长食品的保质期、保持食品原有的风味和营养成分以及食品原料的生理活性、增强保健食品的功能性、提高农产品的附加值等，可广泛应用于高档食品、保健功能性食品和农产品加工业。
应用本发明技术积极效果是(1)脱水快速，生产效率高，比单纯采用真空冻干脱水工艺缩短过程时间1/2～1/3；(2)节能效果显著，比单纯采用真空冻干脱水工艺可降低能耗30～40％。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
将胡萝卜经分选、清洗、去皮、切分、漂烫等常规预处理；进行微波干燥，前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min，通过微波干燥脱去30％～50％的水分；然后将微波预脱水物料再进行真空冷冻干燥，即将预脱水物料均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa。干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。
实施例2
将苹果经挑选、清洗、热烫、切片、护色等常规预处理；进行微波干燥，前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min，通过微波干燥脱去30％～50％的水分；然后将微波预脱水苹果片再进行真空冷冻干燥，即将苹果片均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa。干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。
实施例3
将姜黄常规预处理；进行微波干燥，前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min，通过微波干燥脱去30％～50％的水分；然后将微波预脱水姜黄再进行真空冷冻干燥，即将姜黄均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa。干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。
实施例4
将玉米常规预处理；进行微波干燥，前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min，通过微波干燥脱去30％～50％的水分；然后将微波预脱水玉米再进行真空冷冻干燥，即将玉米均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa。干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。
实施例5
将牛肉常规预处理；进行微波干燥，前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min，通过微波干燥脱去30％～50％的水分；然后将微波预脱水牛肉再进行真空冷冻干燥，即将牛肉均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa。干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。

Claims (3)

1一种微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术，其特征在于，将微波干燥技术与真空冷冻脱水干燥技术集成组合，分阶段进行，即采用合理的前期微波预脱水、后期真空冻干脱水相结合的脱水干燥方法。
2根据权利要求1所述的微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术，其特征在于，将经预处理的原料先经微波预脱水，脱去物料30％～50％的水分；前期微波功率400W～900W，时间1～10min，后期微波功率150W～400W，时间5～30min。
3根据权利要求1所述的微波-真空冷冻干燥脱水工艺集成工业化新技术，其特征在于，将微波预脱水物料再进行真空冷冻干燥，即将预脱水物料均匀的铺在冻干盘上，装载量为10kg/m2～20kg/m2，铺好盘后放入速冻库中速冻，速冻至-18℃以下，把速冻好的物料迅速推入真空干燥舱内，进行真空冻干，在冻干时冻结层温度不超过-25℃，干燥物料表面温度不超过80℃，仓内真空度13～130Pa，干燥约5～8h，含水量达到5％以下时，结束冻干。
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