食品冷冻干燥技术的应用及进展
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冷冻干燥工艺的原理及应用1. 冷冻干燥工艺的原理冷冻干燥工艺是一种常用的食品加工工艺,它通过将食品在低温下冷冻,然后在低温下将水分从食品中去除,从而实现食品的长时间保鲜和延长食品的保存周期。
冷冻干燥工艺的原理主要有以下几个方面:•冷冻:将食品在低温下迅速冷冻,冻结食品中的水分,形成固态水。
•脱水:在低温下,通过减压脱水的方法,使冻结的水分直接转化为气体,绕过液态的过程,这过程被称为升华。
•压力平衡:为了使脱水过程顺利进行,需要在冷冻室和真空室之间保持压力平衡。
冷冻室提供低温环境,真空室提供低压环境。
•干燥:经过脱水过程后,食品中的水分几乎完全脱除,得到了干燥的食品。
2. 冷冻干燥工艺的应用冷冻干燥工艺广泛应用于食品工业中的各个领域。
以下是冷冻干燥工艺的几个主要应用:2.1 咖啡冷冻干燥技术在咖啡加工中得到了广泛应用。
咖啡豆在冷冻过程中迅速冻结,并在真空环境下将水分升华,得到了干燥的咖啡颗粒。
冷冻干燥可以保持咖啡的原始风味和香气,延长咖啡的保存时间。
2.2 蔬菜和水果冷冻干燥工艺可以用于蔬菜和水果的保鲜和加工。
蔬菜和水果在低温下冷冻,然后通过脱水过程去除水分,最终得到干燥的蔬菜和水果。
这样可以保持蔬菜和水果的口感和营养成分,延长其保存周期。
2.3 药品冷冻干燥工艺在药品制造中也有广泛的应用。
很多药品对温度敏感,通过冷冻干燥工艺可以在低温下进行制造和保存,以保持药品的活性和稳定性,延长药品的有效期。
2.4 基因工程产品冷冻干燥工艺还可以用于基因工程产品的制备和保存。
基因工程产品中的活性蛋白质和细胞可以通过冷冻干燥保持其活性和稳定性,便于长时间保存和运输。
3. 冷冻干燥工艺的优势冷冻干燥工艺具有以下几个优势:•保持原始风味和营养成分:冷冻干燥过程中的低温和低压可以减少化学反应和营养成分的流失,保持食品的原始风味和营养成分。
•延长保存时间:冷冻干燥可以将食品中的水分基本去除,降低了食品的活性水分含量,从而延长了食品的保存时间。
食品科技冷冻是一种利用接近或低于冰点的温度处理食品,以达到改善其加工或保藏特性的食品加工方法。
食品冷冻历史悠久,最早可追溯至史前时期,人们在那时就已经开始利用山洞、泉水以及天然冰对食物进行冷冻处理。
而现代食品冷冻技术则最早出现在19世纪后半叶的美国,机械制冷系统的迅速发展,使冷冻食品的产业化、现代化成为可能[1-2]。
根据处理采用的温度不同,食品冷冻技术可以分为食品冷却技术和食品冻结技术两类,其中食品冷却技术所采用的温度在食品的冰点以上,而食品冻结技术的温度则在食品的冰点以下。
这两种方法的处理温度虽然不同,但是其处理过程均为降低温度至适宜水平后再长期保持。
由于处理过程中,待处理的食品处在低温条件下,其中催化生化反应的酶的活性下降,水的流动性、溶解性减弱,致使食品中发生的各类生化反应速率减慢,并使大部分微生物的生长受到抑制。
此外,冻结过程中产生的冰晶还会改变食品原有的组织结构,同时进一步抑制微生物的生长。
因此,对食品进行冷冻处理可以达到延长食品保藏期、改变其加工特性的目的。
在食品工业中,常见的食品冷冻方法有:间接接触冷冻法、鼓风冷冻法以及浸渍冷冻法等[3]。
这些方法均是通过食品直接与低温介质接触而发生热交换,导致食品的温度降低至所设定的温度,从而实现对食品的冷冻处理,具有设备结构简单、操作简便等优点。
然而,这些冷冻方法大多具有耗费时间长,冻结时产生的冰晶大小不易控制以及得到的冷冻食品中的冰晶的体积过大等不足,因而无法适用于某些组织结构较为脆弱的食品的冷冻。
近几年,为解决食品冷冻过程中冰晶体积过大、能耗较高等问题,人们进行了深入研究,提出了超声波辅助浸渍冷冻法、食品减压冷冻技术以及冰核细菌冷冻技术等一系列新兴的冷冻技术,并在实践中取得了较为良好的成果。
1 食品冷冻新技术原理及应用1.1 超声辅助浸渍冷冻技术直接浸渍冷冻技术是一种在低温条件下将食品或食品原料浸没于以丙二醇、乙醇、食盐以及水为主要成分的载冷剂中,通过食品与载冷剂的热量传递以及食品内部的游离水分与载冷剂中所含溶质间的相互迁移,达到降低食品表面及内部温度的目的的冷冻技术[4]。
冻干技术的原理和应用1. 冻干技术的原理冻干技术(也称为减压冻干技术或冷冻干燥技术)是一种将液态物质经过冷冻处理,然后通过减压蒸发高效去除水分的方法。
其原理主要包括以下几个步骤:•冷冻:液态物质(如药物、食品等)被置于低温环境中,使其迅速冷冻成固态。
•减压:在低温的状态下,通过加入适量的热量,使冻结的物质转化成气体,并通过负压系统去除。
•干燥:经过减压环境,物质由冰直接转化为水蒸气,不经过液态的过程,有效保留物质的活性。
冻干技术的原理是基于物质的三相变化过程,通过将物质从固态转化为气态,避免了液相的存在,在蒸发过程中维持了物质分子的结构,并有效保存了物质的特性。
2. 冻干技术的应用冻干技术在多个领域都有广泛的应用,包括药物、食品、生物材料等,下面将分别介绍其在不同领域的具体应用。
2.1 药物领域•保留活性成分:冻干技术可以在低温下将药物迅速冷冻,并通过减压的方式除去水分,有效地保留了药物的活性成分。
这使得冻干药物在长时间保存期间能够保持良好的药效,延长了药物的有效使用时间。
•方便使用和储存:冻干技术可以将药物转化为固态粉末或薄片的形式,使其便于保存和携带。
在需要使用时,只需加入适量的溶剂溶解即可恢复成液态药物,方便患者的服用。
•提高稳定性:冻干技术可以去除药物中的水分,降低了药物的易溶性和反应性。
这不仅可以提高药物的稳定性,延长其保质期,还可以减少药物在储存和运输过程中的损失。
2.2 食品领域•保持食品的口感和营养:冻干技术可以在保持食品的原始形状和颜色的同时,有效地去除水分。
这可以保持食品的口感和品质,并避免了食品在冷冻过程中的结晶损伤。
冻干的食品还可以保留其营养成分,延长其食用期限。
•方便携带和储存:冻干技术可以将食品转化为轻便的干燥固体,体积小、重量轻,便于携带和储存。
这使得冻干食品成为远足、露营和长途旅行等户外活动的理想伙伴。
•避免添加剂:冻干技术可以有效延长食品的保质期,避免使用化学防腐剂和添加剂,保持食品的天然和健康。
冷冻干燥技术的发展应用一、冷冻干燥技术简介冷冻真空干燥也叫干、升华干燥或简称冻干。
它是干燥方法之一,目的是为了更好的贮存物品。
物品之所以会腐烂、变质的原因,主要有两个:一是外因,空气、水、温度、微生物等的作用;二是内因,主要是生物物质自身的新陈代谢作用。
如果能将外因和内因的作用减小到最低程度,则能达到物品在一定时间内保持不变的目的。
干燥法就是驱除物品内部所含的水份,因为水份是一切生物生长的必要条件之一。
生物体水份减少到一定程度,则微生物不易或不能生长繁殖。
因而能较长时间的贮藏保存;另外,当有水份存在时,一些酸碱溶解其内还会发生一些化学作用而使物品变质。
干燥的方法很多,如晒干、烘干、煮干、晾干、喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
其中唯有冷冻干燥法是保存有生命生物物质的最理想方法。
二、冷冻干燥与其他干燥方法相比,有以下优点:1)物品在冻干前分装,分装方便、准确、可实现连续化;2)处理条件温和,在低温低压下干燥,有利于热敏物质保持活性,可避免高温高压下的分解变性,以实现蛋白质不会变性;在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小,适合一些化学产品,药品和食品干燥。
3)含水量低,冻干产品含水量一般在1%~3%,同时在真空,甚至可在通N保护2情况下干燥和保存,产品不易被氧化,有利于长途运输和长期保存,干燥能排除95-99%以上的水份,使干燥后产品能长期保存而不致变质,由于干燥在真空下进行,氧气极少,因此一些易氧化的物质得到了保护。
4)产品外观优良,为多孔疏松结构且颜色基本不变,复水性好,冻干后能迅速吸水还原成冻干前状态;5)冻干设备封闭操作,安装环境洁净度高,减少杂菌和微粒的污染,干燥中和封装后的缺氧可起到灭菌和抑制某些细菌活力的作用。
6)在冷冻干燥过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性状。
7)由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不变,保持了原来的结构,不会发生浓缩现象。
冷冻干燥之后的产品,进行真空或氮气封口,以隔绝空气特别是氧气,再在低温下存放,则水份、空气、温度三个因素被控制,使产品能在较长的时间内得到有效的保存。
食品冷冻干燥技术食品真空冷冻干燥技术应用状况与发展前景分析2022/11/10/13:45来源:食品机械工业网络【慧聪食品工业网】在人类可用的天然食品中,绝大多数食品是由其独特固有物质和水组成的。
水是各种微生物生长和酶作用的决定性因素,新鲜的食品由于水分存在而很快变质。
为了延长食品的储存时间,人们早在三千多年以前就借助阳光、风等自然条件使水分从其内部脱离出来。
随着人类社会的进步和科学技术的发展,人们创造出很多种脱水技术,如热风干燥、冷风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥等,这些脱水技术各有其不同的特点。
针对食品保鲜与保质而言,真空冷冻干燥技术最具应用价值,因为只有冻干技术才能最大限度、最长时间地保持其色、味、形和营养成分。
食品真空冷冻干燥被喻为20世纪食品工业技术进步的主要标志。
1.食品真空冷冻干燥技术的优点真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,保持冰冻状态,在真空环境下加热,使冰升华成蒸汽并排出,从而脱出物料中水分获得冻干制品的过程。
由于该过程在低温低压下进行,而且水分不经过液态直接升华,冻干制品能保持其天然色泽与气味基本不变、外观形状基本不变、蛋白质与维生素等各种营养成分基本不变、固有物质基本不损失,因此真空冷冻干燥技术具有其它干燥技术无可比拟的优点。
(1)干燥在高真空度下进行,氧气极少,易氧化物质得到保护,并且因缺氧而灭菌或抑制某些细菌的活力。
(2)干燥在低压下进行,被干燥的物料不致氧化变质。
(3)干燥在低温下进行,物料中易发挥的热敏性成分不致变性或失去活力。
(4)冻结时被干燥的物料可形成“骨架”,干燥后保持原形,不会出现收缩现象,且内部呈疏松多孔的海绵结构。
(5)脱水彻底,干燥时能排除90%~95%左右的水分,干燥后可在常温下长期保存,并且因重量轻而便于运输。
(6)复水性极好,冻干制品能迅速吸水复原,其色泽、品质与鲜品基本相同。
2.3冻干食品的种类据美国统计,到目前为止,世界上有2022多种冷冻干燥技术生产的食品,可分为以下100类。
真空冷冻干燥技术在果蔬中的应用与发展一、概述真空冷冻干燥技术,作为一种先进的食品干燥技术,近年来在果蔬加工领域得到了广泛的应用与发展。
该技术利用真空环境下物质从固态直接升华成气态的原理,对果蔬进行快速且高效的干燥处理。
通过真空冷冻干燥技术处理的果蔬产品,能够最大限度地保留其色、香、味、形及营养成分,从而极大地提升了产品的品质和附加值。
中国作为世界果蔬生产大国,拥有丰富的果蔬资源。
我国的果蔬产品大多以初级加工或原料出口为主,缺乏深加工和增值环节。
随着人们生活水平的提高和消费观念的转变,对高品质、高附加值的果蔬产品需求日益增长。
发展真空冷冻干燥技术,将其应用于果蔬加工领域,对于提升我国果蔬产业的竞争力,推动农业和农村经济的持续发展具有重要意义。
真空冷冻干燥技术也符合当前食品工业的发展趋势。
随着全球生态环境日益恶化,无污染的绿色食品越来越受到人们的青睐。
真空冷冻干燥技术作为一种无污染、低能耗的干燥方式,能够有效地保持果蔬产品的绿色、健康特性。
该技术还具有操作简便、生产效率高等优点,使得其在果蔬加工领域的应用前景十分广阔。
真空冷冻干燥技术在果蔬加工领域的应用与发展具有重要的现实意义和广阔的市场前景。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大,真空冷冻干燥技术将在果蔬加工领域发挥更加重要的作用,为我国果蔬产业的持续发展和转型升级提供有力的技术支持。
1. 介绍真空冷冻干燥技术的基本原理真空冷冻干燥技术,作为一种先进的食品加工技术,近年来在果蔬领域得到了广泛的应用。
其基本原理是利用升华现象,即在真空环境下,使物料中的冰晶直接由固态转化为气态,从而去除物料中的水分,达到干燥的目的。
真空冷冻干燥技术首先将湿物料或溶液在较低的温度下冻结成固态,确保物料中的水分以冰晶的形式存在。
在高度真空的环境下,这些冰晶不经过液态阶段,而是直接升华为水蒸气。
通过持续控制真空度和温度,物料中的冰晶逐步升华,最终实现物料的脱水干燥。
这种干燥方式具有诸多优点。
冷冻干燥技术的原理与应用1. 原理冷冻干燥(Freeze Drying)是一种将物质在低温下经冰冻后,通过甲醇或乙醇等低温升华性溶剂在真空条件下去除的技术。
其原理主要包括以下几个步骤:1.冷冻:物质首先被冷冻,使其转化为固态,以减少其活动性和稳定性。
2.减压:在真空条件下,物质在冻结状态下升华,将水分从固态转变为气态。
3.加热:为了促使物质更好地脱水,加热过程会增加物质的蒸发速率并提高干燥效果。
加热温度要低于物质的熔点,以防止物质重新变为液态。
4.回收:经过冷凝器冷却,将蒸发出的水分收集起来,以便后续处理和利用。
2. 应用冷冻干燥技术因其独特的优点在许多领域得到广泛应用。
以下是一些典型的应用领域和实例:2.1 食品工业冷冻干燥技术在食品工业中的应用广泛,特别是在咖啡、水果、蔬菜等产品的加工过程中。
通过冷冻干燥,食物中的水分可以被去除,同时保持了食物的原始口感和营养成分。
例如,冷冻干燥咖啡可以保持其原有的香味和风味,延长其保存期限。
2.2 药物制造冷冻干燥技术在药物制造过程中起到了重要作用。
许多药物在干燥的过程中会失去活性,而冷冻干燥技术可以通过减少温度和压力的方法来保持药物的活性。
此外,冷冻干燥技术还可以延长药物的保质期,并降低其在运输和储存过程中的损失。
2.3 生物学研究冷冻干燥技术在生物学研究中也有重要的应用价值。
例如,对于微生物和细胞的保存和研究,冷冻干燥可以使其保持原有的生物活性和结构特性。
此外,冷冻干燥还可以用于蛋白质、酶和抗体等生物大分子的保存和研究。
2.4 化妆品工业冷冻干燥技术在化妆品工业中也有广泛的应用。
通过冷冻干燥,可以将液态化妆品转化为粉状,以便于运输和使用。
此外,冷冻干燥可以延长化妆品的保质期,并保持其原有的活性成分。
2.5 其他应用冷冻干燥技术还在其他许多领域得到了应用,如农业、环境保护、材料科学等。
在农业领域,冷冻干燥可以用于种子的保存和繁育。
在环境保护领域,冷冻干燥可以用于处理废水和废气中的有机物。
引言真空冷冻干燥技术是将冷冻技术结合起来的一种综合性技术、亦称真空冷冻升华干燥技术[1]。
食品真空冷冻干燥技术的主要优点是能保持新鲜食品的色、香、味、形,最大限度地保存了食品内部的维生素、蛋白质等营养成分, 且复水性好,能在常温下保存较长的时间,因而被广泛地用于方便食品、调理食品等方面。
它是干燥技术领域中科技含量高、应用广的一种技术,因其产品具有绿色、方便、保健功能,深受大家青睐。
1真空冷冻干燥技术简介1.1真空冷冻干燥定义真空冷冻干燥是先将物料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在适当的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器(捕水器)将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术[2]。
1.2真空冷冻干燥技术的原理水有三种相态,即固态、液态和气态,三种相态之间既可以相互转换又可以共存[3](如图1)。
真空冷冻干燥是把新鲜的食品如蔬菜、肉类、水产品等预先快速冻结,并在真空状态下,将食品中的水分从固态升华成气态,再由解析干燥除去部分结合水,从而达到低温脱水干燥的目的。
冻干食品不仅保持了食品的色、香、味、形,而且最大限度地保存了食品中的维生素、蛋白质等营养成分。
冻干食品具有良好的复水性,食用时只要将该食品加水即可在几分钟内复原[4]。
图1水的三相点示意图(1)当压力高于610.5Pa时,从固态冰开始,水等压加热升温的结果是先经过液态再达到气态;(2)当压力低于610.5Pa时,水从固态冰加热升温的结果是直接由固态转化为气态。
1.3真空冷冻干燥装置真空冷冻干燥装置由干燥室、加热系统、真空系统、制冷系统和控制系统组成[5](如图2)。
图2真空冷冻干燥装备1.4真空冷冻干燥技术的应用范围1.4.1医药领域在医药方面,主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产,还用于生物化学、免疫学和细菌学等临床检验药品的干燥[6]。
它可以使药品不变质,可以长期保存,容易实现药剂定量准确,容易进行无菌化操作,可以大批量无菌化生产。
冷冻干燥技术及其在食品加工行业的应用李兢思,李俊欣,付佳佳(福州理工学院 应用科学与工程学院,福建福州 350506)摘 要:随着科技的发展和进步,冷冻干燥技术作为一种能够保持蛋白质大分子空间结构及其稳定性,并能提高活性成分吸收率的新型干燥技术,已经被广泛应用于食品加工行业。
相较于传统的自然干燥和加温干燥,冷冻干燥技术更受到食品生产部门的青睐。
本文介绍了冷冻干燥技术的基本原理和工艺流程,分析了冷冻干燥食品的优点及劣势,以及冷冻干燥技术在食品加工中常见的问题,对冷冻干燥技术在国内外对于食品行业的发展前景进行展望,希望能对该技术在食品加工行业的应用提供参考。
关键词:冷冻干燥;食品行业;工艺流程;发展前景Freeze Drying Technology and Its Application in FoodProcessing IndustryLI Jingsi, LI Junxin, FU Jiajia(School of Applied Science and Engineering, Fuzhou Institute of Technology, Fuzhou 350506, China) Abstract: With the continuous development of science and technology, freeze-drying technology, as a new drying technology that can maintain the spatial structure and stability of protein macromolecules and improve the absorption rate of active ingredients, has been widely used in food processing industry. Compared with the traditional natural drying and heating drying, freeze-drying technology is more favored by the food production departments. This paper first introduces the basic principle and technological process of freeze-drying technology, and analyzes the advantages and disadvantages of freeze-drying food, as well as the common problems of freeze-drying technology in food processing. The development prospects of freeze-drying technology for food industry at home and abroad are prospected. It is hoped to provide reference for the application of this technology in food processing industry.Keywords: freeze-drying; food industry; technological process; development prospect冷冻干燥技术是一种以冰升华为脱水原理的干燥方法,最早兴起于医药生产领域,主要是为了解决配方生化成分不稳定、不耐热等问题。
冷冻干燥技术的应用范围
冷冻干燥技术是一种将物质从液态或半固态状态转化为干燥固体的方法。
它是一种高效、可控、可重复的干燥方法,广泛应用于食品、药品、生物制品、化妆品等领域。
在食品领域,冷冻干燥技术被广泛应用于咖啡、水果、蔬菜、肉类等食品的加工和保存。
冷冻干燥技术可以保留食品的营养成分和口感,同时延长食品的保质期。
例如,冷冻干燥的咖啡粉可以保留咖啡的香味和口感,而且可以长时间保存而不会变质。
在药品领域,冷冻干燥技术被广泛应用于制备药物和保存药品。
冷冻干燥技术可以保留药物的活性成分和稳定性,同时延长药品的保质期。
例如,冷冻干燥的疫苗可以长时间保存而不会失去活性,从而保证疫苗的有效性。
在生物制品领域,冷冻干燥技术被广泛应用于制备和保存细胞、酶、抗体等生物制品。
冷冻干燥技术可以保留生物制品的活性和稳定性,同时延长生物制品的保质期。
例如,冷冻干燥的酶可以长时间保存而不会失去活性,从而保证酶的有效性。
在化妆品领域,冷冻干燥技术被广泛应用于制备和保存化妆品。
冷冻干燥技术可以保留化妆品的活性成分和稳定性,同时延长化妆品的保质期。
例如,冷冻干燥的面膜可以长时间保存而不会失去活性,从而保证面膜的有效性。
冷冻干燥技术是一种高效、可控、可重复的干燥方法,广泛应用于食品、药品、生物制品、化妆品等领域。
它可以保留物质的活性成分和稳定性,同时延长物质的保质期,为人们的生活和健康提供了重要的保障。
冷冻干燥技术及其在食品工业中的应用——胡亚楼1.冷冻干燥食品的概念干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。
冷冻干燥(Freeze Dry)是一种新型干燥技术,即在低温条件下,对湿物料冻结,再在较高真度下加热,使固态冰升华,脱去物料中的水份,全称为真空冷冻干燥技术,简称冻干技术。
采用冻干技术获得的食品就叫冻干食品,也叫FD食品。
2.冷冻干燥食品的分类和特点冻干食品的分类几乎所有含水的食品都可以进行冻干,但对某些糖分含或胶质含量过高的食品以及共晶点温度过低的食品,冻干比较困难。
可冻干的各类食品如下:2.1.1蔬菜类香葱、大蒜、洋葱、生姜、辣椒、青椒、胡萝卜、菠菜菜花、荷兰豆、芦笋、豆角、欧芹、西兰花、食用菌等。
2.1.2水果类苹果、桃、梨、杏、红枣、革莓、香蕉、菠萝、哈密瓜、龙眼、榴莲、蓝莓、山竹等。
2.1.3肉类牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉、蛇肉等。
2.1.4水产类鱼片、虾仁、蟹肉、墨鱼丝、鱿鱼、银鱼、海参、干贝等。
2.1.5方便食品类方便面及其辅料、肉丸、汤料,婴儿食品、军用食品、宇航食品等。
2.1.6速溶饮料类咖啡、牛奶、豆浆、果汁、蜂王浆等。
2.1.7调味品类果酱、汤料、调料、香料等。
2.1.8其他类茶叶、中药材动物胶蛋白、人参、酶制剂等。
[1]冻干食品的特点2.2.1冷冻干燥在低温下进行,特别适用于热敏性食品,使其不致变性或失活。
特殊风味食品中风味物质损失小,能最大限度地保存食品的色香味。
2.2.2冷冻干燥不改变食品的物理结构,化学变化也很小,干燥后疏松多孔,体积几乎不变。
2.2.3复水快,食用方便。
干燥后的物质疏松多孔呈海绵状,加水溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的形状。
2.2.4干燥过程真空度高,易氧化物质得到保护。
2.2.5冻干食品重量轻体积小,易于储存和运输。
各种冻干蔬菜压块后包装,体积缩小几十倍,重量减轻十几倍,包装仓储运输成本大大降低。
3.冷冻干燥技术原理水的三相点真空冷冻干燥基本原理是基于水的三相变化。
食品干燥技术的研究进展近年来,随着经济水平的提升,人们对食品质量和食品安全的关注度越来越高。
在食品加工业中,食品干燥技术被广泛应用。
食品干燥可以帮助食品延长保质期,减少食品在运输、储存和销售过程中的变质,同时也可以保留食品的营养成分和口感。
在这篇文章中,我们将会对食品干燥技术的研究进展做一个简要的概述。
传统的食品干燥技术包括日晒、风干、冷冻干燥、真空干燥、喷雾干燥等方式。
这些传统的干燥方法虽然质量较为稳定,但是会破坏食品的营养成分并且需要长时间的干燥过程。
因此,随着科技的进步,新型的食品干燥技术相继出现。
1. 微波干燥技术微波干燥技术是一种利用微波热效应对食品进行干燥的技术。
利用高频电磁波使水分子产生热能,从而达到干燥食品的目的。
微波干燥可使水分快速蒸发并保留食品的营养成分和口感。
此外,微波干燥时间短、效率高、易于控制,可以大大缩短食品干燥的时间。
超声波干燥是将食品放置在超声波场中,以产生较强的超声波振动能使水分子产生压缩膨胀,从而达到干燥的目的。
与传统的食品干燥方式相比,超声波干燥技术具有更短的干燥时间和较高的干燥效率,而且对食品的质量损失也较小。
3. 真空冷冻干燥技术真空冷冻干燥技术是一种将食品进行真空冷冻后再进行干燥的技术。
它可以在低温下将水分从固态转变为蒸气,在真空条件下将蒸气取出,从而达到干燥的目的。
这种干燥方式可以保留食品的营养成分和口感,同时也具有较长的保质期。
4. 等离子体干燥技术综上所述,随着科技的不断发展,新型的食品干燥技术层出不穷。
这些新技术在干燥效率、干燥时间、干燥质量等方面都有较大的优势。
但是,每种干燥技术也存在一些局限性,需要我们在实践中掌握其优点和缺点,选择最合适的干燥方式。
冷冻干燥技术在食品加工中的应用(一)冷冻干燥技术在食品加工中的应用冷冻干燥(Freeze Drying)技术是一种在低温条件下将食品中的水分直接转化为固态,从而达到干燥的方法。
该技术广泛应用于食品加工领域,能够保留食品的原始营养成分和口感,延长食品的保质期。
下面将列举并详细解释冷冻干燥技术在食品加工中的一些应用。
1. 水果和蔬菜•水果片:冷冻干燥技术能够将水果中的水分迅速冻结,并在真空环境下将水分以气体的形式去除,保留水果的原始口感和营养成分。
冷冻干燥的水果片不仅具有较长的保质期,还便于携带和食用。
•蔬菜粉:冷冻干燥技术可将新鲜蔬菜迅速冻结并去除大部分水分,再将其研磨成粉末。
蔬菜粉不仅易于储存和使用,还保留了蔬菜中的营养成分和天然色素,可广泛应用于调味品、面包、饼干等食品制作中。
2. 奶制品•冻干酸奶:冷冻干燥技术能够将奶制品中的水分迅速冻结,并在真空环境下将水分以气体的形式去除,同时保留奶制品的风味和营养成分。
冻干酸奶不需要冷藏,便于储存和携带,成为一种非常受欢迎的健康零食。
•奶粉:冷冻干燥技术可以将液态牛奶或乳制品迅速冻结,并通过真空脱水获得奶粉。
奶粉在储存和运输过程中不易变质,而且具有较长的保质期。
它也是一种重要的婴幼儿配方食品。
3. 肉类制品•肉干:冷冻干燥技术能够迅速提取肉类制品中的水分,保留肉类的香味和营养成分,并延长保质期。
肉干是一种既可以作为零食,又可以作为食品配料的坚果,广受欢迎。
•肉粉:通过冷冻干燥技术,肉类制品可以被冻结并在真空环境下脱水,变成肉粉。
肉粉可以广泛应用于调味料、速食品和宠物食品等生产中,不仅易于保存和使用,还保留了肉类的风味和营养成分。
4. 海鲜•虾仁:冷冻干燥技术可将新鲜虾仁迅速冻结,并在真空中以低温状态去除水分。
冷冻干燥的虾仁不仅具有较长的保质期,而且在食用时能保持其原始风味、口感和营养成分。
虾仁是一种常见的海鲜产品,冷冻干燥技术使其更易于保存和销售。
•海鲜粉:通过冷冻干燥技术,新鲜的海鲜可以迅速冻结并在真空环境下脱水,最终形成海鲜粉。
冷冻干燥技术在食品加工中的应用冷冻干燥技术在食品加工中的应用简介冷冻干燥技术,即冷冻干燥,是利用低温冷冻将食品中的水分转化为冰,并在真空条件下将冰直接升华为气体,以实现食品长期保存和保持营养成分的一种技术。
下面将列举一些冷冻干燥技术在食品加工中的常见应用。
1. 速冻食品•冷冻干燥技术能够有效地冷冻食品,并将其中的水分直接转化为气体,保持食品的原有形状和质地,且不需要添加任何防腐剂或人工添加剂。
•速冻食品通过冷冻干燥技术处理后,可以延长食品的保质期,同时也能够保持食品的口感和营养成分。
2. 草药和香料的保存•冷冻干燥技术可以帮助将草药和香料中的水分去除,从而保持其原有的风味和营养成分。
•冷冻干燥的草药和香料更加容易保存和运输,同时也能够延长其使用寿命。
3. 咖啡和茶叶•咖啡和茶叶中含有大量的水分,利用冷冻干燥技术可以将水分蒸发,同时保持咖啡和茶叶的原有香气和口感。
•冷冻干燥的咖啡和茶叶更加易于保存和使用,且质量更加稳定。
4. 水果和蔬菜•冷冻干燥技术能够将水果和蔬菜中的水分转化为气体,从而保持其原有的味道和口感。
•冷冻干燥后的水果和蔬菜更加干燥,便于长期保存,并且能够保持其营养成分不受损失。
5. 乳制品和肉类制品•冷冻干燥技术可以将乳制品和肉类制品中的水分去除,实现高效干燥,保持其原有的口感和风味。
•冷冻干燥的乳制品和肉类制品更加便于保存和运输,也更加耐储存。
结论冷冻干燥技术在食品加工中具有广泛的应用。
通过冷冻干燥,食品能够保持原有的质地、味道和营养成分,并且能够延长其保质期和使用寿命。
同时,冷冻干燥技术也能够提高食品的稳定性和便捷性,满足现代人对高品质食品的需求。
6. 坚果和种子•冷冻干燥技术可以帮助去除坚果和种子中的水分,保持其原有的口感和风味。
•冷冻干燥的坚果和种子更加易于保存和食用,同时也能够延长其保鲜期。
7. 糕点和面食•糕点和面食在制作过程中需要添加水分,而冷冻干燥技术可以帮助去除其中的水分,从而增加其稳定性和保存期限。
食品真空冷冻干燥技术
食品真空冷冻干燥技术,是一种采用低温冷冻来保存食物的新型技术。
这种技术可以把食物的水分从食物中蒸发出来,保持食物的原有营养和口感。
真空冷冻干燥技术的优点:
1、真空冷冻干燥技术可以有效地减少食物中的水分含量,从而提高食物的营养价值和口感,使食物更加美味可口;
2、真空冷冻干燥技术可以有效地抑制食物中的微生物活性,延长食物的保质期,使食物可以长期保存,减少食物的浪费;
3、真空冷冻干燥技术不会改变食物的原有营养成分,因此可以有效保持食物的原有口感。
真空冷冻干燥技术的应用:
1、真空冷冻干燥技术可以用于制备营养丰富、口感好的食品;
2、真空冷冻干燥技术也可以用于制备药品,使药品保持其原有的活性和营养价值;
3、真空冷冻干燥技术还可以用于制备农产品,以保持农产品的营养价值和口感。
真空冷冻干燥技术是一种新兴的食品保质技术,可以有效地满足人们对食品营养价值和口感的需求。
它不仅可以有效地保持食物的原有营养成分,而且可以有效地延长食物的保质期,使食物可以长期保存,减少食物的浪费。
因此,食品真空冷冻干燥技术已经成为当今社会经济发展的重要技术之一。
真空冷冻干燥技术研究进展真空冷冻干燥技术是一种重要的加工和储存方法,广泛应用于食品、制药、环保等领域。
本文将介绍真空冷冻干燥技术的研究进展,包括研究现状、技术创新、研究方法以及未来展望。
真空冷冻干燥技术是将含有水分的物质在低温下冻结,然后在真空条件下通过升华去除水分,从而得到干燥产品的一种技术。
这种技术的出现,解决了许多产品在加工和储存过程中的难题,为各个领域的发展带来了新的机遇。
因此,对真空冷冻干燥技术的研究具有重要意义。
在过去的研究中,真空冷冻干燥技术已经取得了很大的进展。
目前,国内外研究者针对该技术进行了广泛而深入的研究,包括对已有干燥技术的比较分析、真空冷冻干燥技术的原理和特点,以及该技术在不同领域的应用等。
在食品领域,真空冷冻干燥技术已经成为果蔬、肉类等食品加工的重要手段。
通过该技术,可以有效地保留食品的营养成分和口感,延长食品的保质期。
真空冷冻干燥技术还广泛应用于制备功能性食物,如益生菌、植物粉等。
在制药领域,真空冷冻干燥技术对药品的稳定性、有效性和安全性方面具有重要影响。
利用该技术对药品进行干燥处理,可以有效地提高药品的储存时间和稳定性,降低药品的能耗和成本。
在环保领域,真空冷冻干燥技术可用于处理工业废水、污泥等废弃物。
通过该技术,可以将废水中的有害物质分离出来,同时实现废水的减量化、稳定化和无害化处理。
随着科技的不断发展,真空冷冻干燥技术也在不断创新。
新型材料的研发、改进的工艺设计和独特的解决方案等不断涌现,推动了该技术的发展。
在新型材料的研发方面,研究者们致力于开发具有高传热系数、低导热系数和高气密性的新型材料,以提高真空冷冻干燥设备的性能。
例如,利用纳米材料提高设备的传热性能,利用高分子材料提高设备的气密性等。
在工艺设计方面,研究者们通过优化加热系统、制冷系统和真空系统等各个部件的设计,以提高真空冷冻干燥设备的效率和质量。
研究者们还致力于研究不同物质的物性参数和干燥动力学,以实现对不同物质的最佳干燥效果。
食品冷冻干燥技术的应用及进展钱丹20090803109(徐州工程学院食品(生物)工程学院,江苏徐州221000)摘要:本文阐述了冷冻干燥在食品工业中的应用,介绍了冷冻干燥的工艺、冷冻干燥技术的特点、冷冻干燥得国内外的现状以及发展趋势,最后指出了发展冷冻干燥技术的对策。
关键词:冷冻;干燥技术;食品工业Freeze-drying technology application and progressQIAN Dan 20090803109(Xuzhou Instittute of Technology Food (biological) engineering institute,JiangSu Xuzhou 221010)Abstract:this article expounds the freezing drying in the food industry application, this paper introduces the technology of the freeze drying, freeze drying, freeze drying the characteristics of the technology at home and abroad and the present situation of the development trend, and finally points out the development countermeasures of freeze-drying technology.Keywords: frozen; Drying technology; Food industry在冷冻干燥过程中,由于食品在低温、缺氧和避光条件下失去水分,干燥后的食品基本上保持了原新鲜食品的色、香、味、形及有效成分,蛋白质、维生素等各种营养成分、特别是那些易挥发热敏性成分不损失。
只有这样才能最大限度地保持原有的营养成分,有效地防止干燥过程中的氧化、营养成分的转化和状态变化。
冻干的制品成海绵状,无干缩、复水性极好,食用方便、含水分极少,包装后可在常温下长时间保存和运输,复水后近似于新鲜食品。
真空冷冻干燥法是目前所有干燥方法中最先进的一种技术,是无需任何添加剂和防腐剂,能够保持新鲜食品原有的生物活性及有效成分的最佳冷干和保鲜技术[1]。
1 冷冻干燥工艺1.1 前处理工艺对于不同的待干物料,前处理的方法是不同的。
根据原料的特点采用相应的处理方法,如蔬菜冷冻干燥的前处理,除进行原料的分选、清洗、切分外,还需进行漂烫[2]。
1.2 预冻工艺预冻有抽真空自身蒸发冻结和用速冻设备冻结两种,为了保证食品的品质,一般选用后者。
根据被冻物料的共晶点温度,选择预冻温度;根据被冻物料的结构,形状和大小,选择冻结时间;根据物料的性质,选择预冻速率,预冻工艺直接影响着物料的品质[3]。
1.3 升华干燥升华干燥在真空装置中进行,因而在升华干燥过程中保持合适的真空度十分重要。
为了提高升华速度,缩短产品冻干时间,需要适当提高升华的温度、传热系数以及减少水蒸汽的逸出阻力。
升华时的温度受条件的制约:食品冻结部分的温度应低于共晶点温度,否则冻结部分将融化,使已干燥部分构成的骨架刚度下降,变得有粘性而塌陷,封闭了已干燥部分的海绵状微孔,阻止升华继续进行,这时如果供热过量,产品将融化报废。
升华中热量的获得是由干燥箱中的加热板以辐射的形式传导给被干燥物的。
加热板的温度是根据干燥物的允许最高温度以及传热系数,按照干燥过程的加热曲线而精心控制的。
这种曲线称为冷冻干燥曲线,选择合适的曲线是冷冻干燥工艺的关键[4]。
1.4 后处理工艺真空冷冻干燥食品一般为多孔疏松状,表面积大,易吸湿与破碎。
为了便于保存,后处理工艺不容忽视,常用真空包装或充入惰性气体进行包装,以便于长期贮藏[5]。
2 冷冻干燥技术的特点[6]2.1 冷冻干燥过程决定了其干制品具有如下特点:适用于热敏性高和极易氧化的食品的干燥, 可以保留新鲜食品的色、香、味及营养成分。
不失原有的固体骨架结构, 保持物料原有的形态。
具有多孔结构, 因此, 具有很理想的速溶性和快速复水性, 复水时, 比其他干燥方法生产的食品更接近新鲜食品。
在升华过程中, 溶于水中的可溶性物质就地析出, 避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移而将无机盐和营养物携带到物料表面造成表面硬化和营养损失的现象[7]。
2.2 冷冻干燥的食品冷冻干燥食品的优秀品质使得冷冻干燥食品具有巨大的市场诱惑力, 冷冻干燥被认为是生产高品质干燥食品的最好的方法。
冷冻干燥在食品加工领域的应用比较广泛, 肉类、海鲜、水果、蔬菜、奶品、蛋品、香辛料、咖啡、茶、饮料等食品原料都可以冷冻干燥。
冷冻干燥的产品用途也比较广泛, 冷冻干燥牛肉、鸡肉、虾仁和小青葱、胡罗卜、香菜、青豆及辣椒等蔬菜是高档方便面的伴料; 冷冻干燥的水果可以直接作为休闲小吃食品, 也可用做奶油冰淇淋、奶油夹心饼干的配料; 冷冻干燥的水果粉、胡罗1、粉和南瓜粉等果粉菜粉可用做婴儿的断奶食品, 也可作为面包和糕点的配料; 冷冻干燥的咖啡、茶和果汁属于速溶饮料; 冷冻干燥汤是即食汤菜, 热水一冲, 即为一碗味道鲜美的汤[8]。
3 食品真空冷冻干燥的国内外现状及发展趋势[9]真空冷冻干燥技术在二战时用于医药、生物方面,60年代开始应用于食品行业。
随着社会的发展,人们的饮食结构也在发生变化,冻干食品凭借方便、营养和绿色的优异品质迎合了社会的发展趋势。
据有关部门统计,目前,美国每年消费冻干食品500万吨,日本160万吨,法国150万吨,其它国家数量也很可观[17]。
日本每年需花1000亿日元进口冻干食品,日本、美国及欧洲等地每年约需冻干大蒜粉6000t,可见冻干食品的国际市场很大[10]。
冻干食品在国际市场的价格是热风干燥食品的4-6倍,是速冻食品的7-8倍,且其产量正以每年30%的速度递增,正成为国际贸易的大宗食品[11]。
随着人们生活水平的提高和环境污染的恶化,对冻干食品的需求会逐年上升,生产真空冷冻食品会成为食品加工的一个新热点,高真空冻结干燥装置的应用也会越来越广泛。
目前国外有规模较大的冻干食品企业约130多家。
美国冻干食品发展最快, 在全美方便食品中冻干食品占40%~50%[12], 在20家生产咖啡和茶的工厂中,就有10家采用冻干法生产。
日本目前已有35个冻干食品生产厂家,年产值达13亿日元。
美、日冻干蔬菜在市场上已占近10%。
冻干食品的普及性在一些发达国家已达到相当高的程度[13]。
与发达国家相比,我国真空冷冻干燥技术的发展历史较短。
20世纪50年代引进了真空冷冻干燥技术,当时主要用于医药生产及生物制品。
到1992年与国外合资在上海、山东、浙江建立了四家冻干工厂,以后青岛、广东、福建、北京等地又从国外引进了一些冻干生产线。
近些年来,我国开发、研制的真空冻干设备取得了可喜的成果,工艺技术达到了国外同类设备先进水平。
中国科学院近代物理研究所在我国率先研制的JDC系列食品真空冻干设备,受到了好评。
自1996年投入生产以来,设备运转良好,生产的冻干食品的品质极佳,推动了我国冻干食品工业的发展[14]。
然而,我国真空冷冻干燥技术的理论研究与国外的差距很大,缺乏对冷冻干燥过程理论及相关学科的系统研究;冷冻干燥设备类型单一性能落后,工作可靠性差,同进口设备相比,还有一定差距,冻干工艺参数缺乏系统的分析及参考价值[15]。
冻干因其设备复杂、耗能大、产品价格高等原因,其发展受到了一定的限制。
因此,如何提高冻干设备生产率和降低能耗,是冻干技术研究的一个新方向。
我国西部地区有着丰富的蔬菜、肉食、水果等自然资源,利用高科技、高附加值冻干技术,可以加工出高品质的冻干食品,提高产品档次,使食品深加工走高附加值的新路。
4 发展冻干技术应采取的对策[16]机遇和挑战对我国冻干技术都是一种考验, 无论是机遇还是挑战都应该有我们自己的对策。
①冻干设备必须提高质量、降低成本、实现标准化, 争取申报专利, 创名牌产品。
目前国产冻干机的性能与国际上发达国家的产品几乎没有差距, 只是质量、外观、元器件寿命和可靠性等方面有待提高。
②冻干产品质量好、品种多、价格廉, 制定出与国际接轨的产品质量检测标准。
③冻干工艺需要优化冻干工艺优化能提高冻干产品的质量, 节约冻干时间, 减少能耗, 降低冻干产品的成本, 增强在国际市场上的竞争力。
④从事冻干设备制造、冻干产品生产, 冻干理论和工艺研究的人员联合起来, 成立统一对外的集团,团结合作, 一致对外, 避免国内各单位之间相互压价, 国外商人借机得利。
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