真空冷冻干燥过程中真空度与成品水分的控制89
- 格式:docx
- 大小:27.93 KB
- 文档页数:2
冻干食品生产加工成品检验和控制分析冻干食品是指通过冷冻和真空干燥技术制成的食品,具有保鲜、延长保存期限以及保持原有食品营养成分的特点。
在冻干食品的生产加工过程中,成品的检验和控制对产品的质量和食品安全至关重要。
一、冻干食品生产加工成品检验1.外观检验:包括形状、颜色、气味等。
检验生产加工成品的外观是否符合产品规格要求,是否存在变质、霉变等异常情况。
2.水分含量检验:冻干食品在加工过程中需要去除大部分水分,因此水分含量的检验是确保产品保存期限和品质的重要指标。
3.营养成分检验:冻干食品通常需要保持原有食品的营养成分,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素等。
检验生产加工成品的营养成分是否符合标准要求。
4.微生物检验:冻干食品在加工过程中需要经历冷冻和真空干燥,这些过程可以有效杀灭大部分微生物。
但为了确保产品的安全性,需要对生产加工成品进行微生物检验,包括总菌落数、大肠菌群、金黄色葡萄球菌等。
5.灭菌效果检验:冻干食品在生产过程中可能需要进行灭菌处理,如高温灭菌或辐照灭菌。
通过对生产加工成品进行灭菌效果检验,可以确保产品的微生物质量符合卫生标准。
6.包装检验:冻干食品在包装过程中需要确保包装的完整性和防潮性,以免产品受潮或变质。
因此,对生产加工成品的包装进行检验,包括封口完整性、包装材料的质量等。
二、冻干食品生产加工成品控制1.工艺控制:对生产加工成品的工艺进行控制,确保每个环节的操作符合标准要求,包括冷冻过程、真空干燥过程、灭菌过程等。
2.温度控制:冻干食品在生产加工过程中需要经历冷冻和干燥,所以温度控制是非常重要的。
确保冷冻温度和干燥温度符合产品要求,以保持原有食品的质量和营养成分。
3.湿度控制:干燥过程中的湿度控制同样重要,确保湿度符合产品要求,以保持正确的干燥和防止细菌滋生。
4.灭菌控制:冻干食品对微生物的要求非常高,因此灭菌是生产过程中的关键环节。
确保灭菌工艺的正确执行和灭菌效果的控制。
5.检验和验证:在生产加工过程中,需要进行定期的检验和验证,以确保产品的质量和安全性。
真空冷冻干燥技术关键参数哎呀,今天咱们聊聊真空冷冻干燥技术吧,听起来是不是很高大上?别担心,我给你慢慢讲,让你听得轻松又愉快。
这技术可真不是一般的神奇,尤其是在食品和药品行业,真的是大显神威。
先说说它的工作原理,想象一下,把食物先放到极低的温度,然后在真空环境下,水分直接变成了气体,这就叫升华。
水分一挥手,食物就像魔术一样,轻轻松松变得又轻又干。
听上去是不是像童话故事?想象一下,咱们平时吃的水果,像草莓、蓝莓,真空冷冻干燥后,那可不是简单的干果哦!它们依旧保留了颜色、形状和大部分的营养,吃一口,简直是回味无穷。
就好像把夏天的阳光都锁进了袋子里,随时拿出来享用。
那些大厨们就爱这种技术,想要做出好吃的料理,真空干燥的食材简直是如虎添翼。
这种干燥方式,不仅能让食品保存更久,连口感也保持得很好,真是一举多得。
再说说关键参数,这可是一门学问。
温度、压力、时间,简直就像是调配一杯好咖啡,得把握好每一个环节。
要是温度过高,食物可能就成了“干瘪瘪”的大饼;要是压力不够,水分可就不好走了。
像是做菜,得有火候,没了火候,一切都成了空谈。
时间也是个大问题,短了就没干透,长了又容易影响质量,简直是个考验耐性的活儿。
说到这里,大家可能会问,这技术有什么优势呀?哎,别急,听我细说。
保存时间长,保质期那可是大大的加分项。
口感和营养都能保留,不像某些干果一咬就碎,吃完了心里发慌。
真空干燥的产品轻便得多,方便储存和运输,简直是旅行的好伙伴。
背上一个干果包,走到哪都能吃到美味,生活就是要这样简单啊。
当然了,技术再好,也得有合适的设备。
这可是一个投入不小的领域,设备得花不少银子。
不过,看到最终的效果,很多企业都愿意花这份心思,毕竟谁不想自己的产品能脱颖而出呢?想象一下,市场上那些琳琅满目的食品,谁不想让自家的产品被顾客争先恐后地抢购呢?这可真是“有钱能使鬼推磨”啊。
然后,还有一点不得不提,就是环保问题。
真空冷冻干燥在节能方面,虽然比起传统的干燥方法,还是有很大优势。
浅谈真空冷冻干燥技术摘要:真空冷冻干燥,也称升华干燥。
其原理是将材料冷冻,使其含有的水份变成冰块,然后在真空下使冰升华而达到干燥目的技术。
关键词:真空冷冻干燥原理、冻干曲线、工艺、真空冷冻干燥特点。
下面论文从如下几节介绍。
第一节真空冷冻干燥的基本原理干燥过程是水的物态变化和移动的过程。
由于这种变化是发生在低温低压下,因此,冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。
由物理学可知,水有三相,A点为三相共点,C为冰的融解点。
根据压力减小、沸点下降的原理,只要压力在三相点压力之下(如图1所示:压力为 610 Pa以下,温度0℃以下),物料中的水分则可从水不经过液相而直接升华为水汽。
根据这个原理,就可以先将食品的湿原料冻结至冰点之下,使原料中的水分变为固态冰,然后在适当的真空环境下,将冰直接转化为蒸汽而除去,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸汽冷凝,从而使物料得到干燥。
第二节真空冷冻干燥的过程真空冷冻干燥过程分为以下三个阶段:(1)预冻阶段:真空冷冻干燥过程,首先要预冷,先将物料中的水分冻结成冰,使干燥后的产品与干燥前有相同的形态。
预冷冻温度必须低于产品的三相点(共晶点)温度。
各种产品的三相点温度是不一样的,由实验测。
预冷冻时间由验测得,一般约需2h.预冷冻速度率也要由实验确定。
由实验确定一个适宜的预冻速率,以得到较高的存活率、较好的物理性状和溶解度,且利于干燥过程的升华。
(2)升华干燥阶段:预冷冻后抽真空,此时物料中的水分由冷冻直接升华为水蒸气。
因汽化过程吸收热量,此时应通过搁板给予加热。
此阶段为干燥的第一阶段,箱内温度几乎不变。
由于干燥箱与冷凝器之间存在着压差,使水蒸气不断地进入冷凝器,升华连续进行,直至升华阶段结束。
(3)解析干燥阶段:也称为第二阶段干燥。
在第一阶段干燥结束后,在干燥物质毛细管壁及极性基因上吸附的部分水分,此水分不被冻结。
为除去这部分水分,要供给足够的热量,使物料升温,只要不造成产品过热而变质就可以(一般可达30-50℃)。
食品真空冷冻干燥过程中的工艺参数分析食品真空冷冻干燥原理和工艺流程01干燥原理真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,在真空环境下加热,使物料中水分直接升华除去,从而使物料脱水获得冻干制品的技术。
真空冷冻干燥属于物理脱水,理解其过程应从水的三相平衡图开始。
如图1所示,AB、AC、AD分别为冰和水蒸汽、冰和水、水和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系,称之为升华曲线、溶解曲线和汽化曲线;三线交点A,为固、液、汽三相共存的状态,称为三相点,温度为0.01℃,压力为612Pa。
箭头1、2、3表示冰升华成水蒸汽、冰融化成水、水汽化成水蒸汽的过程。
升华现象是物质从固态不经液态而直接转变成汽态的现象。
由该图可知,只有当压力在三相点压力以下时,升华才可能发生,真空冷冻干燥就是基于这个原理。
02工艺流程1)前处理工艺:在对物料进行冷冻干燥加工之前的前期处理工艺。
如,对于植物性原料,它通常包括物料的清洗去皮去脐、分切破碎、蒸煮调理冷却甩干、称重装盘等。
2)预冻工艺:该江艺是主工艺升华干燥前的预处理工艺。
它是经前处理工艺称重装盘后的冷却物料、经轨道小车送至速冻机或冷冻隧道、按冻结工艺要求进行冷冻后,装入干燥仓或送入低温冷藏间储藏备用。
3)升华干燥工艺:该工艺是物料冷冻干燥加工中的主要工艺环节。
它是将预处理后的物料送入干燥仓中,按不同的物料冻干曲线,使冻结物料在真空状态下加热,进行物料中的游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程,最终脱去物料中的水分,完成物料的冻干。
4)后处理工艺:该工艺是将己冻干的物料,进行后期加工处理的工艺。
它一般包括对产品的质量检查、粉碎筛分,称重包装仓库存放等。
03升华干燥工艺过程在食品真空冷冻干燥工艺过程中,升华干燥是整个工艺过程中的关键。
典型食品冻干过程分为3个阶段,如图3所示:a段为匀速升华阶段或称为恒定加热功率阶段。
这一阶段通常为最大加热功率(即加热板温度为最高温度),当物料上部温度达到最高允许温度时该阶段终止;b段为降速升华阶段或称为下降加热功率阶段。
真空冷冻干燥技术的问题有:
1.设备成本高:真空冷冻干燥设备价格较高,对于一些需要频繁
使用或者需要大量干燥处理的行业,如制药、生物制品等领域,使用真空冷冻干燥技术可能会增加生产成本。
2.干燥时间较长:相对于其他干燥技术,真空冷冻干燥需要更长
的干燥时间。
这是因为需要将物料冻干,然后再进行真空干燥,干燥过程可能需要数小时甚至更长时间。
3.干燥过程中可能出现的缺陷:真空冷冻干燥过程中,由于物料
中水分的升华和脱附,可能会造成物料表面的龟裂、萎缩等现象。
这可能会影响物料的品质和外观。
4.对温度控制要求高:真空冷冻干燥过程中,需要对温度进行精
确控制,以确保物料中的水分能够均匀地升华和脱附。
如果温度控制不当,可能会导致干燥不完全或者物料受损。
5.对操作人员技能要求高:真空冷冻干燥技术的操作需要一定的
专业技能和经验,如果操作不当,可能会影响干燥效果和产品质量。
冷冻干燥预冻真空度
冷冻干燥是一种常见的食品加工技术,它通过将食品在低温下冷冻,然后将水分以固体状态从食品中去除,从而延长食品的保存时间并保持其营养成分。
在这个过程中,预冻和真空度都是非常重要的因素。
首先,让我们来谈谈预冻。
在冷冻干燥过程中,预冻是指在将食品置于真空环境之前,先将食品在低温下进行冷冻。
这有助于将食品中的水分转变成冰晶,从而在真空环境下更容易地去除。
预冻还有助于保持食品的结构和形状,防止在冷冻干燥过程中出现变形或损坏。
其次,让我们来谈谈真空度。
在冷冻干燥过程中,真空度指的是在干燥室内部的真空程度。
通过降低干燥室内的压力,可以促使食品中的水分从固态直接转变为气态,绕过液态的阶段,这个过程被称为升华。
因此,更高的真空度可以加快水分的去除速度,提高冷冻干燥的效率。
总的来说,预冻和真空度都对冷冻干燥的效果有重要影响。
通过合理的预冻处理和控制好干燥室内的真空度,可以有效地保持食
品的质量和营养成分,延长食品的保鲜期,并确保冷冻干燥过程的高效进行。
希望这些信息能够满足你的需求,如果还有其他问题,欢迎继续提问。
冷冻干燥的原理与过程冷冻真空干燥(以下简称冻干)是一个稳定化的物质干燥过程。
是将含水的物质,先冻结成固态,而后使其中的水分从固态直接升华变成气态排除,以除去水分而保存物质的方法。
溶液状态的产品经冷冻处理后,先后经过升华和解吸作用,使产品中的溶剂减少到一定程度,从而阻止微生物的生成或溶质与溶剂间的化学反应,使产品得以长时间保存并保持原有的性质。
真空冷冻干燥法是液态→固态→气态的过程。
在冻干过程中,溶质颗粒之间的“液态桥”已被冻成“固态桥”,两颗粒间的相对位置已经被固定下来,并且两颗粒之间不存在气液界面的表面张力。
随着溶剂的不断升华,“固桥”不断减少,但两颗粒之间的相对位置已不再发生变化,直至“固态桥”完全消失。
一、水和溶液的性质水有三态,固态、液态、气态。
三种状态可以相互转化。
对应0℃、610Pa以下所有过程,只要符合一定的条件都可成为升华过程。
物质有固、液、汽三态。
物质的状态与其温度和压力有关。
水(H2O)的状态。
三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。
分别称为溶化线、沸腾线、升华线。
此三条曲线分成I、II、III三个区域,分别称为固相区、液相区和气相区。
箭头1、2、3分别表示冰溶化成水,水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。
曲线OB的顶端有一点K,其温度为374℃,称为临界点。
若水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时,无论怎样加大压力,水蒸汽也不能变成水。
三曲线的交点为固、液、汽三相共存的状态,称为三相点,其温度为0.01℃,压力为610Pa。
在三相点以下,不存在液相。
若将冰面的压力保持低于610Pa,且给冰加热,冰就会不经液相直接变成气相,这一过程称为升华。
二、溶液的冷冻干燥过程冻干溶液一般都是配置成含固体物质4%-25%的稀溶液。
溶液里水的组成:1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的自由水。
2、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一些极性基因团上的结合水。
真空冷冻干燥过程中真空度与成品水分的控制
摘要】物质中如果有大量的水分存在,其在存储过程中就会发生霉变变质,因此,在大多数情况下,物质需要干燥保存。
真空冷冻干燥技术是除去物质中大量
水分的一种非常有效的方法。
本文针对真空冷冻干燥过程中真空度与成品水分的
控制两者间的关系进行分析和研究,为真空冷冻干燥技术的提升提供了进一步的
理论依据。
【关键词】真空冷冻干燥;干燥原理;干燥工艺;控制
前言随着人们生活水平的不断提高,人们对于物料干燥储藏方面的要求越来
越高,真空冷冻干燥技术能很好地解决物料储藏的问题。
采用真空冷冻干燥技术,既除去物质中存在的水分,又可以保证物质的活性成分不受影响或受影响小。
真
空度在真空冷冻干燥过程中对成品水分的影响非常大,如何把握好两者间的关系,是当前该冻干技术的重点和难点。
只有通过认真细致的分析和研究,并不断积累
经验,正确处理并引导两者间的相互作用,才能达到理想的目的。
1冻干工艺研
究现状真空冷冻干燥技术是一种优良的除去物质中的水分、从而使物质的存储时
间更长、更能保障物质活性成分的有效性的技术。
现代冷冻干燥技术起源于20
世纪初,我国60年代的时候从国外引进这项技术,一开始引进这项技术主要是
用在医药和生物制品方面的冻干保存上,之后才开始慢慢引用到其他行业中来。
随着真空冷冻干燥技术的成熟运用范围越来越广泛,也使得国内各个行业开始注
重冻干工艺和冷冻设备方面的研究、技术创新以及理论研究。
2真空冷冻干燥的
原理和工艺
2.1真空冷冻干燥的原理水具有固态(冰)、液态、汽态三种状态,这三
态在一定的条件下可以互相转化的。
从水的三相图可以看到,当体系的温度在0.01℃(273.16k)及610.5Pa时,水正好处于固态、液态、
汽态三相点,当体系的温度不变,降低系统的压力,固态的水不经过液态而直接
升华为汽态。
真空冷冻干燥技术就是基于这个基本原理,达到物质干燥目的。
2.2工艺流程真空冷冻干燥工艺流程主要分为以下步骤进行:预冻.一次升华
干燥.二次解析干燥。
(1)预冻工艺:灌装半加塞的药液在冷冻干燥箱中进行
冷冻,物质中的水冻结为冰。
(2)一次升华干燥:关键工艺阶段,在一定的真
空和温度下,固态的冰升华为水蒸气,生成的水汽通过抽气真空系统抽走,系统
处于持续的真空状态,升华得以不断进行。
(3)二次解析干燥:在一次升华结
束后,通过调节干燥箱板层温度,把剩余的水分从制品中除去,以达到物品干燥
目的。
3真空冷冻干燥过程中对真空度控制为给冷冻干燥过程中的干燥箱提供强大
的真空,在冻干机结构中真空泵的设置是非常关键的,但仅有强大的真空泵的抽
气作用,对于产品的真空冷冻干燥是不够的。
有试验数据表明,1g的冰在10
Pa时大约能产生10000升体积的蒸汽,要及时将这些产生的蒸汽排除,仅
仅依靠真空泵是无法达到要求的,因此,在冻干机的结构中,设计了蒸汽冷凝器(冷阱),在冷阱的盘管中流动着.45℃以下的低温导热油。
制品升华产生的
水蒸气通过真空抽气进入冷阱,在冷阱的冷凝盘管上,水蒸气遇到低温又冷凝为
固态的冰。
当然,在冻干过程中,除真空应得到控制外,系统提供的热量也应得
到控制,确保升华产生的水蒸气与水蒸气的冷凝速度基本平衡,维持系统真空处
于一个可控和有效的状态。
4真空冷冻干燥过程中的成品水分控制根据理论研究
发现,冰晶的大小对升华过程是有影响的。
冰晶的大小受预冻冻结的速度和温度
影响,冻结温度越低、速率越快,冻结过程中产生的冰晶数量多,形状也比较细;如果温度不够低、速率过慢,晶体就会过大。
大冰晶的升华速度较快,小冰晶不
利于升华。
但慢冻产品溶解慢,速冻产品溶解快。
如果冰晶较大,上部冰升华后留下的空隙就大,冰晶间的“道路”就越宽,后
续冰升华形成的水蒸气逸出就越流畅。
如果冰晶较小,冰晶升华后形成的“道路”
就小、曲折,影响后续升华水蒸气的逸出。
如何确认冻结速度和温度,需要根据
试验进行确认,一般情况下,制品的预冻温度低于共晶点温度5.10℃,制品
温度达到设定温度后保持1.2小时,基本能保证产品的冻结。
在升华阶段,由于冰的不断升华,干燥箱的真空度是在不断上升的,因此,
持续的、稳定的真空抽气和冷阱的水蒸气冷凝作用对干燥箱的真空度的维持是十
分重要的。
我们通过水的三相图(尽管此时系统不是处于真正的纯水状态,纯水
的三相图仍有参考意义)可以观察到,当干燥箱的压力升高到一定程度时,制品
中的冰就不再走升华途径,而是会液化生成水,生成的水会将干燥的部分溶解,
堵塞升华通道,导致已经冻结的制品坍塌,严重会致喷瓶的发生,这些最终都会
造成成品的水分的超标,冻干失败。
真空冷冻干燥过程中真空度是否一定越低越好呢?在真空冷冻干燥过程中,
热量的传递有三种途径:传导、对流、辐射。
如果真空过高,对流就会减慢,热
量的传递也会减少,整个冷冻干燥周期会被延长。
根据相关研究和实践总结,冻
干过程中真空度控制在10.30Pa之间是有利于冻干的。
真空冷冻干燥过程中,真空、温度等工艺参数是互相影响的,在温度也得控
制的条件下,真空对成品的水分影响是至关重要的。
因此从整个真空冷冻干燥过
来看,必须要在一次升华阶段和解析干燥阶段对真空度进行控制,确保成品的质
量达到标准要求。
5结语随着人们生活的质量提高,对产品的干燥保存要求也在
逐渐提升,促使人们在真空冷冻干燥技术的理论研究和装备制造方面不断创新,
使冷冻干燥技术更好的服务于人们。
参考文献[1]王玉玲,李海滨.柠檬片真空冷冻干燥工艺初探[J].保
鲜与加工.2011(04)[2]王洁,江斌.鸡蛋清的真空冷冻干燥试验研
究[J].农产品加工(学刊).2012(04)[3]刘玉芳.低温真空干
燥技术对乌龙茶品质影响研究[J].广东农业科学.2013(13)[4]
郭树国,王丽艳,李成华.黄瓜真空冷冻干燥工艺参数优化[J].食品研究与
开发.2012(01)[5]陈佐威,苏丽春,李健顺,何天文,林干.浅谈
真空冷冻干燥技术在微生物检测试剂中的应用[J].中国卫生检验杂志.20
12(02)[6]钱应璞.冷冻干燥制药工程与技术.化学工业出版社.20
07.9。