退火对冷冻干燥对果蔬食品冻干效率的影响
时间：2023-09-26 阅读：931
干燥是延长果蔬贮藏期的重要加工方法。干燥过程是物料受热脱水的过程，在脱水过程中物料的物理化学性质发生改变，包括微观结构、化学性质和感官品质等。所有干燥方式中，真空冷冻干燥是对物料组织结构保留最完整的干燥方式，极大保留了物料的营养物质和微观结构，赋予了产品低密度、多孔、酥脆性好的特性。然而，冷冻干燥过程需要保持低压低温的干燥环境，生产周期长，能耗高。因此，强化冷冻干燥过程的传热传质同时保证良好的产品品质成为急需解决的问题。
工艺提升
预冻是冷冻干燥第一步，冷冻条件对物料干燥特性和产品品质有重要影响。有研究表明，与快速冷冻(0.25 ℃/min)苹果片相比，慢速冷冻(0.05 ℃/min)和冻融处理后的苹果片的干燥时间分别缩短5%和15%；冷冻干燥时间与冷冻过程形成的冰晶结构有关，当物料的冰晶直径由30μm 增加到60μm 时，物料升华干燥时间缩短约32%。在升华干燥阶段，由于物料内部冰晶尺寸的增大，传质阻力减小，而在解吸干燥阶段，由于物料比表面积的减小，水分解吸减弱。
退火程序是将已冻结样品由温度升高到一定温度维持，再降低冻结的过程。从动力学角度来看，退火过程遵循吉布斯-居里-乌洛普的表面能理论：晶体的平衡形状应该是使晶体单位体积具有最小的总表面积自由能，简单来说就是表面积；体积比值趋向于最小化，即小的体积变成大体积，片状变成球状或圆柱状。从热力学角度来看，退火过程中存在两个变化，非晶态物质在高于Tg’时粘度会随温度升高而降低，从而发生流动、聚合；晶态的物质，小的冰晶分子会向大的冰晶迁移。
LG-03实验型冻干机(桌面冻干机)
基于果蔬食品冷冻特性和物质组成，研究构建了果胶-蔗糖固体模拟体系，研究了退火到达温度和退火次数对真空冷冻干燥固体模拟体系的冰晶形态、干燥特性、质构和微观结构的影响规律，并进一步分析冰晶、孔隙结构和质构之间的关系，为解析冻干产品质构品质形成提供参考。退火处理增大了冰晶直径和果胶-蔗糖网络不规则程度，随着退火温度范围增大，冰晶直径增大，分形维数减小；随着退火循环次数增加，冰晶直径增大。经0 ℃退火处理3 次的模拟体系的冰晶个数少，分形维数大。退火处理对固体模拟体系干燥过程影响显著，提高退火到达温度和退火次数使模拟体系干燥速率加快，干燥时间缩短。经0 ℃退火处理3 次的模拟体系的干燥时间与未处理组相比缩短16%。与未处理组相比，退火处理使冷冻干燥模拟体系硬度减小，0.098 N 阈值时的脆度增加。采用0 ℃退火处理3 次的条件下，固体模拟体系的硬度与未处理组相比降低1.44 N，0.098 N 阈值时的脆度与未处理组相比提高了0.078。综合来看，退火处理是对固体食品冰晶调控的有效手段，在实际生产实践中适当增加退火次数，提高退火温度，可有效缩短干燥时间，减少干燥能耗，提高产品品质。
配套设备技术要点
松源冻干GZL系列冷冻干燥机，隔板采用专业技术制作，耐高压、平整度高、温度均匀性好。高效混合型载冷剂介质，较低的凝固点和较高的沸点，换热效率高。干燥曲线优化控制算法，可在干燥阶段控制制品升温速率及真空度值。专业设计的LYO-CONTROL控制系统，可保存多组工艺配方，同时可在干燥过程中对工艺进行实时调整，提高工艺优化率。可原位进行退火冻干程序，多阶段预冻斜率控温等工艺。
技术支持
北京松源华兴结合二十多年冷冻干燥设备生产经验，为客户提供全套果蔬脆片生产线：清洗设备、削皮设备、去核设备、切块设备、真空冷冻干燥设备、包装设备。业务范围遍布世界30多个国家和地区。以客户为中心，从市场调研、可行性研究、投资咨询、等方面为客户提供工艺开发系列服务。拥有专业的制药、食品工程设计团队，秉承绿色环保、节能高效的设计理念，针对不同产品，从概念设计到详细设计提供全套设计图纸和数字化三维模型。
松源冻干日处理1200Kg食品冷冻干燥项目
北京松源华兴科技发展有限公司(BeijingSongyuan Huaxing Technology Develop Co., Ltd.)创立于2000年，专注于真空冷冻干燥技术产品的研发、生产、销售，以“真空冷冻干燥机”为核心产品，形成了针对科研实验、医用、食品行业，不同规模、不同应用的三大系列产品和针对性解决方案，是国内颇具影响力的真空冷冻干燥设备和针对性解决方案的供应商。