談中國真空冷凍干燥技術(shù)研發(fā)
談中國真空冷凍干燥技術(shù)研發(fā) | 時(shí)間: October-4 14:11:00 | 分類:技術(shù)欄目
凌儀生物專業(yè)提供高速離心機(jī)，美國Bio-rad伯樂電泳儀，德國eppendorf艾本德移液器，PCR基因擴(kuò)增儀，雅培原位雜交儀，Thermo熱電離心機(jī)等實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備，要省錢，別錯(cuò)過哦。 近年來，真空冷凍干燥技術(shù)在中國有了較快的發(fā)展，但與國外相比，還有一定差距，本文從該技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)改進(jìn)的幾個(gè)方面入手，對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行剖析。
一、發(fā)展態(tài)勢(shì)產(chǎn)量遞增速度每年達(dá)30％
真空冷凍技術(shù)簡(jiǎn)稱為凍干技術(shù)。國家質(zhì)檢總局鍋爐壓力容器檢測(cè)研究中心主要從事真空冷凍干燥過程優(yōu)化研究的專家介紹，凍干原理是在真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分不經(jīng)過冰的融化直接以冰態(tài)升華為水蒸氣而除去，從而獲得干燥制品的技術(shù)。實(shí)踐表明，真空冷凍干燥脫水技術(shù)是一項(xiàng)適用于果蔬、肉類、水產(chǎn)、藥品的護(hù)色、保鮮、保質(zhì)及保持營養(yǎng)成分的高新加工技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前美國年消費(fèi)凍干食品500萬噸，日本160萬噸，法國150萬噸，其他國家的消費(fèi)數(shù)量也在逐年攀升。如今，凍干食品在國際市場(chǎng)上的產(chǎn)量以每年30％的速度遞增。
中國在凍干方面的研究起步較晚。近年來一些科研單位對(duì)某些產(chǎn)品進(jìn)行了工藝研究。東北大學(xué)已成功研究了人參凍干工藝；四川大學(xué)研究了牦牛肉的冷凍干燥工藝。此外，上海華裔發(fā)展有限公司將一些名菜，如：“宮爆雞丁”等，用凍干工藝加工，已在國內(nèi)申請(qǐng)專業(yè)技術(shù)。如今，隨著中國消費(fèi)者對(duì)凍干產(chǎn)品需求量的逐年增大，凍干設(shè)備也有了較大的發(fā)展。
專家介紹，由于真空冷凍干燥是在低溫、高真空狀態(tài)下進(jìn)行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以較大限度地保持**物料的細(xì)胞活性以及**物料的色、香、味、形和營養(yǎng)成分，而且復(fù)水性能好。凍干食品則是采用現(xiàn)代脫水技術(shù)與工藝加工而成的集方便、保健、純天然為一體的高品質(zhì)綠色食品。從而避免了傳統(tǒng)脫水方法帶來的變色、變味、成分流失及無法還原等缺點(diǎn)。
二、國內(nèi)現(xiàn)狀整體設(shè)計(jì)及控制水平有所提高
凍干食品品質(zhì)的優(yōu)劣，除了與工藝有關(guān)，在很大程度上取決于食品凍干設(shè)備。食品凍干機(jī)主要包括對(duì)物料進(jìn)行凍結(jié)的凍結(jié)庫和升華脫水的干燥倉及真空、制冷及加熱等輔助設(shè)備。專家談到，世界較為先進(jìn)的凍干機(jī)主要包括：丹麥阿特拉斯的RAY型間歇式和CON-RAD型連續(xù)式凍干機(jī)，日本—0共和真空株式會(huì)社的無隔離干燥過程水氣凝結(jié)器除冰再生技術(shù)和TL型液體食品密閉系統(tǒng)管式凍干機(jī)。
此外，早在十多年前在保加利亞成立的，以研究宇航食品、保健食品和營養(yǎng)食品為主要方向的低溫生物學(xué)和冷凍干燥技術(shù)研究所的科研實(shí)力也極為雄厚。
近年來，國內(nèi)食品凍干機(jī)發(fā)展較快，生產(chǎn)廠家較多，質(zhì)量、性能及規(guī)格型號(hào)各不相同。20世紀(jì)50年代初期，武漢及北京等生物制品研究所先后進(jìn)口了一批凍干機(jī)；20世紀(jì)60年代北京、天津、南京、上海及大連等地相繼建立了一些實(shí)驗(yàn)性凍干食品生產(chǎn)廠家，并先后仿制了一批凍干機(jī)。其特點(diǎn)是整體式，擱板溫度不均勻，手動(dòng)操作，能自動(dòng)記錄；20世紀(jì)70年代湖北自行設(shè)計(jì)了一種凍干機(jī)，采用單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)，可在箱內(nèi)加蓋瓶塞；上海則建立了年產(chǎn)300噸的中等規(guī)模的凍干車間。
為加快中國凍干技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電部將工業(yè)真空冷凍干燥機(jī)列入1986年工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目，由華中理工大學(xué)承擔(dān)并與浙江真空設(shè)備廠協(xié)作進(jìn)行研制，產(chǎn)品于1989年通過部級(jí)鑒定，該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、擱板間距可調(diào)，采用微機(jī)程控。
此外，清華大學(xué)核能設(shè)計(jì)研究院也引進(jìn)俄羅斯大型食品真空冷凍干燥設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)，直接與國家一級(jí)企業(yè)煙臺(tái)冰輪集團(tuán)合作，共同探索出一條發(fā)展中國冷凍干燥事業(yè)的新路。所研制設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：起點(diǎn)高、投資少、見效快。在引進(jìn)、消化及吸收的同時(shí)，對(duì)設(shè)備的改進(jìn)提出了切實(shí)可行的方案，特別是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從工藝要求出發(fā)，在考慮節(jié)能的同時(shí)，以進(jìn)一步提高效率為目的，采用現(xiàn)代化的儀表和先進(jìn)控制手段，對(duì)設(shè)備的控制系統(tǒng)重新進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，從根本上提高了中國大型食品冷凍干燥機(jī)的整體設(shè)計(jì)及控制水平。
三、改進(jìn)趨勢(shì)逐漸脫離仿制國外機(jī)型道路
專家分析，目前大部分國產(chǎn)食品凍干機(jī)生產(chǎn)廠家走的是仿制道路。一些廠家在在采用國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，進(jìn)行了較大的改進(jìn)。如加熱板內(nèi)采用了特殊導(dǎo)流裝置，使板內(nèi)流體的流量均勻，保證了加熱的均勻和穩(wěn)定；捕水器在工作中可實(shí)現(xiàn)交替捕水和融冰，捕水器盤管內(nèi)氨液制冷方式由傳統(tǒng)的氨液相變制冷改為氨液無相變制冷，使捕水器盤管內(nèi)溫度均勻，結(jié)霜性能良好。
除仿制外，國內(nèi)自身的研制能力也在提高，一些單位已經(jīng)脫離了仿制國外機(jī)型，抽氣系統(tǒng)采用低架式水蒸氣噴射泵抽水蒸氣，省去了捕水器和制冷系統(tǒng)，降低了設(shè)備價(jià)格。
四、研究方向重在降低成本減少能耗
然而，無論是國產(chǎn)設(shè)備還是引進(jìn)設(shè)備，食品凍干機(jī)共同的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴、耗能高、收回投資慢。降低成本、減少能耗是凍干機(jī)今后的主要方向。因此，有關(guān)專家總結(jié)，食品凍干機(jī)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)如下：
（1）降低成本、減少能耗國外一些凍干機(jī)不采用不銹鋼制造，而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹脂，在室溫下會(huì)發(fā)出紅外線。擱板表面涂高性能遠(yuǎn)紅外發(fā)射材料、增強(qiáng)其輻射能力；料盤表面處理，增強(qiáng)其吸收能力。捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸及結(jié)霜特性的優(yōu)化更有實(shí)際意義，因?yàn)槟壳捌湓靸r(jià)相當(dāng)于凍干箱的造價(jià)，運(yùn)轉(zhuǎn)功耗較大。對(duì)于凍干機(jī)而言，加熱系統(tǒng)只是補(bǔ)充升華熱，功率消耗本不應(yīng)太高，但現(xiàn)有設(shè)備不盡如人意，應(yīng)加以優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并降低能耗。
（2）保證質(zhì)量提高性能在實(shí)際應(yīng)用中，一些廠家的凍干機(jī)安裝后，一直不能投入正常的生產(chǎn)；有些凍干機(jī)雖然能生產(chǎn)，但能耗高。還有一些元器件不斷出現(xiàn)故障、影響正常生產(chǎn)。因此，必須保證凍干機(jī)的質(zhì)量。提高性能是指除加熱速率、抽氣速率、溫度均勻性、真空度穩(wěn)定性之外，增強(qiáng)設(shè)備新的功能。例如增加凍干結(jié)束時(shí)的判斷功能，較簡(jiǎn)單的辦法是稱重法。目前已有人試驗(yàn)、但不盡如人意。應(yīng)該發(fā)展質(zhì)量傳感器、用較小的一次元件給出質(zhì)量隨時(shí)間的變化。
（3）開發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備當(dāng)前生產(chǎn)的凍干機(jī)大都是間歇式產(chǎn)品，隨著工業(yè)技術(shù)大量的發(fā)展，開發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備，增加凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量將是必然趨勢(shì)。
（4）提高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)近年來，西方國家在食品生產(chǎn)企業(yè)開始推行HACCP系統(tǒng)，對(duì)食品加工設(shè)備的消毒殺菌及衛(wèi)生管理等提出了更加嚴(yán)格的要求。日本的許多廠家紛紛將原有鍍鋅鋼板的真空干燥室改為不銹鋼真空室，減少了污染。
專家認(rèn)為，目前國內(nèi)科研人員已成功研制出系列真空冷凍干燥設(shè)備，為發(fā)展中國真空冷凍干燥技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著國際市場(chǎng)對(duì)凍干食品需求量的不斷增加和中國加入世貿(mào)組織以及人民生活水平的逐漸提高，凍干設(shè)備將會(huì)有長(zhǎng)足的發(fā)展。
