CN1070355C - 食品的减压低温远红外干燥方法 - Google Patents

食品的减压低温远红外干燥方法 Download PDF

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Abstract

在短时间内对食品进行灭菌除水，长期保持美味的方法。在真空抽吸工序中，由于向减压的干燥机内供入氮气进行加压，同时向食品喷雾乙醇，直到食品组织内的氧气完全被氮气置换，从而防止了食品氧化，同时，乙醇充分渗透到食品中起到灭菌作用。接着排出干燥机内的氮气，由于在减压状态下利用远红外线加热，因此抑制了由于水分蒸发所引起的食品温度降低，直到食品中心部位都维持食品温度，而由于减压促进了水分蒸发，因此即使在内部的水分也能在短时间内除去，从而使食品达到半干燥状态。
这种灭菌和除水是相辅相成的，从而可长期保藏食品，而且因除水处理中食品温度很低，所以食品颜色和味道变化很小，保持了优美的味道。

Description

食品的减压低温远红外干燥方法
技术领域
本发明涉及用于保存食品的减压低温干燥系统。
背景技术
自古以来，作为鱼类和贝类短期保存的一种方法，是进行称之为一夜干的自然干燥。该方法是将新鲜的鱼切开腹部取出内脏，进行水洗后，排列在用竹子等制作的栅格上，在阳光下干燥一天左右。虽然一夜干达到半干燥，但可以短期内保存。
然而，这种自然干燥受季节的限制，在不能持续晴天的地方就无法实施，而且，为了铺放剖开的鱼需要宽大的场所和人力。
此外，除了受大气中漂浮的细菌污染和附着灰尘污物等卫生问题外，还存在氧化变味的危险。进而，干燥所需时间至少一天(约24小时)，必须花费时间，这期间，因天气变化还必须快速转移到室内。因此，这是既繁杂又费时的工作。
也有使用红外线灯代替日光，在洁净的室内进行加热干燥的方法，但是，使用红外线灯加热，仅仅食品(剖开的鱼等)的表面受到干燥而变硬，而食品中所含的游离水分则被封闭在内部，食品内部的细菌仍进行繁殖，带来的问题是组织内残存的氧气很易使其表面，氧化而引起变质。
不使用热源，只对食品鼓吹冷风进行干燥的冷风干燥法，要花3-4小时，也只达到一夜干的半干燥程度，而且获得的制品的质量。因细菌多而不能保持多日，所以必须冷冻保管、冷冻和/或冷藏流通。
为解决上述存在的问题，本发明的目的是不受季节和天气的影响，在清洁的空气中，将大量的食品在短时间内进行均匀的半干燥。本发明的再一个目的是提供一种虽是半干燥，但所得制品残留活菌数很少，而且表面不硬化或变质，食品鲜度和味道良好的食品干燥系统。
发明的公开
本发明的构成如下。其特征是：
将食品装入绝热气密构造的干燥机内，按如下(1)～(5)的顺序进行处理：
(1)利用真空泵抽吸排除干燥机内的空气，在1～10分钟内使机内压强下降到74.65～21.33kPa(560～160mmHg)；
(2)向干燥机内供入含乙醇雾的氮气，向食品喷雾乙醇，同时在1～10分钟内，使机内压强上升到98.07～186.33kPa(1.0kg/cm2G-1.9kg/cm2G)，维持此高压状态1～10分钟。
(3)停止供入含乙醇雾的氮气后30分钟内，利用真空泵使机内压强减压到21.33～0.13kPa(160mmHg～1mmHg)。
(4)一边使机内压强保持在21.33～0.13kPa(160mmHg～1mmHg)以下范围的减压状态，一边向远红外线加热器通电以加热食品15～90分钟，使食品中心温度保持在0～10℃；
(5)供入空气，使机内压强恢复到101.33kPa(大气压)。
附图简述
图1是本发明的减压低温远红外干燥系统的方框图。
图2是图1的托盘台车正面图。
图3是表示图1的干燥机内压强随时间变化的曲线图。
实施发明的最佳方案
参照附图说明实施本发明的具体实例。
图1是表示本发明的减压低温远红外干燥系统构成的方框图。在外壁绝热气密结构的耐压干燥机1内，设有贯通外壁并通过过滤器向机内供入清洁空气的供气管3、向机内供入惰性气体(氮气)的氮气供入管24、用于抽吸机内空气的排气管6、从机内引出的接通电线和信号线的电缆引出口4、排出残留在机内冷凝水的冷凝水排出管7和设置在机内照明用的照明灯5。
在干燥机1的正面设置有密闭门2，在其上部设置有用于监视机内情况的玻璃制监视窗8。
排气管6通过排气调节阀9与真空泵10的抽吸侧连接，真空泵10的排出侧通过出口阀11向大气中放空。
进而在炉体1上连接干燥空气生成装置、氮气生成装置和乙醇喷雾装置。
干燥空气生成装置A包括干燥器12、压缩机13和空气贮罐14，空气通过干燥器12送入压缩机13，将干燥空气加压成高压贮存在空气贮罐14内。
氮气生成装置B包括由微粒子过滤器15a、主过渡器15b、活性炭过滤器15c构成的过滤装置15、减压阀16、氮气生成器18、增压机19和氮气贮罐20，来自空气贮罐14的干燥空气通过过滤装置15，由减压阀16降低压力，供应到氮气生成器18内，通过使用膜组件或分子筛炭的吸附法(PSA法)，将干燥空气分离成氧气和氮气，滤除氧气，保留氮气，再通过增压机19将其加压，贮存在氮气贮罐20内。
乙醇喷雾装置C包括乙醇贮罐21和喷雾泵22，将其设置在氮气贮罐20到干燥机1之间。根据需要，由喷雾泵22将乙醇从乙醇贮罐21内抽出并混入氮气中，再由干燥机1内的喷嘴31喷射含有乙醇雾的氮气。
氮气由氮气贮罐20，通过减压阀17减压，再通过氮气供给调节阀23，由氮气供给管24，以含有乙醇雾的状态送入干燥机1内。
利用压力传感器25检测干燥机1的机内压力，根据它的检测信号调节氮气供给调节阀23和真空泵10的排气调节阀9，以将机内压力控制在规定的压力下。
图2是托盘台车的正视图。
26是托盘台车，27表示该台车车轮。在台车26的纵向角柱上设置间隔，形成4段的托盘架28，在各托盘架28上方安装的加热器框架29上，分别配备多个棒状远红外线加热器30。32表示远红外线加热器30的温度控制器。
在由不锈钢制的金属网托盘35上，使食品不重叠地展开放置，再将该托盘35放置到托盘台车26的托盘架28上。
剖开鱼时，作为预先处理，去除头和内脏后，用水清洗整个鱼身。
远红外线加热器30各自独立地连接到温度控制器32上，将各温度控制器32的电源电缆34，通过端部防水连接器33，从电缆引出口4引到干燥机1的外面，分别与控制电源36连接。
该系统的操作顺序如下。
(1)真空抽吸工序
打开排气调节阀9，驱动真空泵10，抽排机内空气，在1～10分钟内使机内压强达到低压状态(26.66kPa(200mmHg)左右)。
在此状态下，附着在食品上的水分和组织内游离存在的水分与抽吸的空气通过排气管6一起排出机外。
通过形成这种低压状态，可在经济的处理时间内，在不损坏食品质量的情况下脱除食品组织内的空气，这样可在下一个乙醇喷雾工序中提高乙醇的浸透性。
该工序所需时间取决于真空泵10的能量。泵的能量越大，更有利于缩短作业时间，但是比1分钟短的能量也没有必要。反之，超过10分钟，总体效率会下降，因此不好。
(2)供给氮气加压工序
接着，关闭排气调节阀9，打开供给调节阀23，将氮气供入机内。这时，是机内压强恢复到大气压的过程，由喷雾泵22向氮气中喷雾乙醇(粒径为10～15微米的粒子)，通过喷嘴31将含有乙醇雾的氮气喷入机内。
从供给氮气开始计算，在0.5分钟(30秒)-10分钟内使机内压强上升到98.07-186.33kPa(1.0kg/cm2G～1.9kg/cm2G)，在此状态下维持1～5分钟。喷雾乙醇的纯度最好为75％以上。
当将机内空气置换为氮气时，食品组织内残存的氧气也被氮气所置换，氮气浸透的组织内部，同时，氮气中的乙醇雾可杀死附着在食品表面上的各种杂菌。
氮气不仅能防止食品氧化，而且在易燃性乙醇雾充满状态下，用氮气对机内加压可防止爆炸的危险。
(3)除去氮气减压工序
关闭供给调节阀23，在停止供入氮气的状态下，打开排气调节阀9，利用真空泵10抽吸机内的氮气，使机内压强在30分钟内降低到21.33-0.13kPa(160mmHg～1mmHg)以下(近于真空状态)。
虽然取决于真空泵的能力，但是，就防止食品鲜度劣化的观点考虑，最好是短时间处理。
当达到21.33kPa(160mmHg)以下时，食品中的水分蒸发，这蒸发热带走食品的热量，若不进行后面的加热工序，食品温度会下降到零度以下，直到冻结。
(4)在减压状态下向远红外线加热器通电的工序
在将机内压呼力保持在21.33-0.13kPa(160mmHg～1mmHg)以下的状态，向远红外线加热器30通电，以向食品照射远红外线。通过温度控制器32检测远红外线加热器30的周围温度，以控制远红外线加热器30的供电，在15～90分钟内使食品中心温度维持在0～10℃。
虽然不是直接测定食品中心温度，但通过测定周围温度同样能进行保温。
虽然降低食品温度可减少水分蒸发效率，但由于通过远红外线照射补充热量，直到将食品中心部位温度维持在0～10℃，所以促进了食品中水分的蒸发，可有效地去除水分。
当水分蒸发接近结束时，食品温度开始上升，因此自动切断远外线加热器30，转到下一个工序。
(4a)再次供入氮气后减压工序
关闭排气调节阀9并打开供给调节阀23，再次向机内喷入氮气，使机内压力上升到460～710mmHg，停止供入氮气，在此状态下最少保持2～3秒，最长保持5分钟后，排出氮气，使机内压力恢复到160～1mmHg以下的范围。
这样，再次利用氮气将残存在食品组织中的氧气置换掉。
这种再次气体置换所用的时间随单体食品的大小或它的表面状态而异。根据食品的种类(例如剖开的竹荚鱼)，可以省去该工序，这种情形下，在上述(4)减压状态下，从向远红外线加热器通电的工序直接转至以下(5)大气压恢复工序。
(5)恢复到大气压的工序
通过过滤装置15注入净化的空气，使机内压力上升，恢复到大气压力，将托盘台车26移出干燥机1之外，将取出的食品直接装入气密薄膜包装材料中，形成包装。此时，向包装材料内充入氮气或二氧化碳气、氮气/二氧化碳气的混合气，这样更有利于抑制食品的氧化和腐烂。
以上(3)～(5)的工序是除水工序，将作为对象的食品(鱼等)在减压低压状态下进行干燥。
a．以下示出剖开竹荚鱼时各工序所用的时间
(1)抽真空工序              1分钟
(2)供入氮气加压工序        3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序        3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
加热器通电的工序           50分钟
(5)恢复到大气压的工序        5秒钟
因此，整个过程所用时间约为58分钟。
另外，若没有省去上述(4a)再次供入氮气后减压工序，应再加上该工序所用时间10秒钟。
这时使用的装置如下。
干燥机1的容积                 2.6m3
托盘数                        5层2排(450条剖开的竹荚鱼)
真空泵容量                    7.4KW
压缩机容量                    5.9KW
加热器容量                    12KW
氮气产量                      8.1m3/h
氮气贮罐容量                  2m3
乙醇贮罐容量                  20升
剖开竹荚鱼干燥前后的重量比为85％，在5℃下冷藏可保持约1个月。用过去的日光干燥，要干燥到85％的重量比时，要花费16～24小时，在5℃下冷藏，也不能保存2～3天。
使用上述装置，加工其它食品时各工序所用时间如下所示。
b．生面条类(生面条、中国汤面、糊状物等)
(1)抽真空工序                  1分钟
(2)供入氮气加压工序            3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序            3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
加热器通电的工序               20分钟
(5)恢复到大气压的工序          5秒钟
整个过程所用时间为27分35秒。
c．磨碎鱼肉制品(炸鱼糕、鱼糕)
(1)抽真空工序                  1分钟
(2)供入氮气加压工序            3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序            3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
加热器通电的工序               10分钟
(5)恢复到大气压的工序          5秒钟
整个过程所用时间为17分35秒。
d．糟腌干鱼(竹荚鱼、小鲷鱼)
(1)抽真空工序                  1分钟
(2)供入氮气加压工序            3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序            3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
    加热器通电的工序           90分钟
(5)恢复到大气压的工序          5秒钟
整个过程所用时间为97分35秒。
e．朝鲜辣白菜·暴腌咸菜
(1)抽真空工序                 1分钟
(2)供入氮气加压工序           3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序           3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
    加热器通电的工序          15分钟
(5)恢复到大气压的工序         5秒钟
整个过程所用时间为22分35秒。
f．炸物类(炸鱼虾、油炸品、中国炸鸡、炸肉排、烧鱼)
(1)抽真空工序                  1分钟
(2)供入氮气加压工序            3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序            3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
    加热器通电的工序           30分钟
(5)恢复到大气压的工序          5秒钟
整个过程所用时间为37分35秒。
g．肉类(汉堡牛肉饼、牛肉酱、牛排)
(1)抽真空工序              1分钟
(2)供入氮气加压工序        3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序        3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
    加热器通电的工序       30分钟
(5)恢复到大气压的工序      5秒钟
整个过程所用时间为37分35秒。
h．蔬菜类(马铃薯色粒、冷煮物蔬菜)
(1)抽真空工序              1分钟
(2)供入氮气加压工序        3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序        3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
加热器通电的工序           60分钟
(5)恢复到大气压的工序      5秒钟
整个过程所需时间为67分35秒。
i．生火腿
(1)抽真空工序              1分钟
(2)供入氮气加压工序        3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序        3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
加热器通电的工序           100小时
(5)恢复到大气压的工序      5秒钟
整个过程所用时间为100小时7分35秒。
j．太平洋斯氏柔鱼(剖开)
(1)抽真空工序             1分钟
(2)供入氮气加压工序       3分30秒钟
(3)排出氮气减压工序       3分钟
(4)在减压状态下向远红外线
加热器通电的工序          80分钟
(5)恢复到大气压的工序     5秒钟
整个过程所用时间为87分35秒。
在附图实例中，由于温度控制器32单独地与托盘台车26的各个远红外线加热器30连接，从而防止了向空托盘的远红外线加热器30通电，通过根据托盘35上放置食品的位置和大小进行通电，从而避免了不必要的电力浪费。
进而，在干燥机1的机内顶部装备紫外线灯，向干燥中的食品照射紫外线，可以有效地抑制杂菌繁殖。
工业上的可用性
总而言之，本发明由于在真空抽吸工序中向减压的干燥机内供入氮气进行加压，与此同时向食品喷雾乙醇，直到食品组织内部的氧气都被氮气所置换，从而防止了食品的氧化，同时使乙醇充分浸透到食品中，因此可以达到灭菌的目的。乙醇雾是易燃的，并且如果封闭的空间如绝热干燥机内部空间充满加压的乙醇，则存在由于静电放电而引起爆炸的危险。在绝热干燥机中，空气被惰性氮气置换，因此，在绝热干燥机中不存在氧气。因此，绝热干燥机可以安全工作，而无爆炸的危险。
接着，排出干燥机内的氮气，由于在减压状态下由远红外线加热，所以抑制了由于水分蒸发所引起的食品温度降低，直到食品的中心部位都能维持食品温度，从而防止了被冷冻，而减压又促进了水分蒸发，就连内部的水分都能在短时间内除去，使食品达到半干燥状态。
这种灭菌和除水是相辅相成的，从而可长期保藏食品。而且，由于除水处理中食品温度降低，所以食品的颜色和味道变化很小，就保持美味来说可达到优良的效果。

Claims (1)

1．一种食品减压低温远红外干燥的方法，其特征是将食品装入绝热气密构造的干燥机内，按如下(1)～(5)的工序顺序进行处理；
(1)利用真空泵抽吸排除干燥机内的空气，在1～10分钟内使机内压强下降到74.65～21.33kPa；
(2)向干燥机内供入含乙醇雾的氮气，向食品喷雾乙醇，同时在1～10分钟内，使机内压强上升到98.07～186.33kPa，维持此高压状态1～10分钟；
(3)停止供入含乙醇雾的氮气后30分钟内，利用真空泵使机内压强减压到21.33～0.13kPa以下；
(4)一边使机内压强保持在21.33～0.13kPa以下范围的减压状态，一边向远红外线加热器通电以加热食品15～90分钟，使食品中心温度保持在0～10℃；
(5)供入空气，使机内压强恢复到101.33kPa。
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