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1 食品凍幹原理

    水（H2O）在不同壓力和溫度下，可呈現固態（冰）、液態（水）和氣態（蒸氣）。由液態轉為氣態稱為“蒸發"，由固態轉為氣態稱為“升華"。要實現升華必須具備一定的條件，對於純水來說，這個條件大致是：壓力低於610Pa，溫度低於0℃。由於食品中存在的水不是純水，所以升華的條件略有差異。利用這個原理，人們隻要預先將食品凍結好，再建立低氣壓條件，並提供適當的升華潛熱，則食品中的冰即可升華而被脫除掉，這樣就可獲得凍幹食品。

2 凍幹食品的品質

    凍幹食品除易於長期貯存和便於長途運輸外，還有許多*的優點：

保鮮保營養。由於在低溫和低氣壓（缺氧）條件下生產，能有效地防止物料中某些成份的分解或氧化，也能抑製微生物和酶的有害作用，從而保持了食品的新鮮度和營養成份。
形、色、味不變。在升華過程中，水以分子狀態由表及裏逐步被脫除掉，不破壞組織結構，不帶走天然色素和芳香物質，因而形、色、味都幾乎和鮮品一樣。
複水性好。在升華過程中，食品中的冰晶位置形成了似海綿那樣的微孔，因而凍幹食品浸入水中後，很快便能吸水複原，好似鮮品。
食用方便。由於已洗切好，而且複水極快，因而直接食用或烹調都極為方便。

3 可凍幹的食品

    幾乎所有含水的食品都可以進行凍幹，但對某些糖分含量或膠質含量過高的食品以及共晶點溫度過低的食品，凍幹都相對困難。可凍幹的各類食品，舉例如下：

○ 蔬菜類：香蔥、胡蘿卜、大蒜、洋蔥、生薑、辣椒、山藥、菠菜、菜花、青豆、食用菌等。
○ 水果類：蘋果、桃、梨、杏、紅棗、草莓、香蕉、菠蘿、哈密瓜等。
○ 肉類：牛肉、羊肉、豬肉、雞肉、蛇肉、甲魚等。
○ 水產類：魚片、蝦仁、蟹肉、墨魚絲、銀魚等。
○ 方便食品類：方便麵輔料、牛肉麵輔料，肉丸、湯料、寵物飼料等。
○ 速溶飲料類：咖啡、牛奶、豆漿、果汁、蜂王漿等。
○ 調味品類：各種烹調用調味品。
○ 醫藥類：鹿茸、鹿血、蚯蚓、蠍子、土鱉、人參、黨參、當歸、大黃、各種保健食品等。

問： 食品是怎樣凍幹的？

答： 水吸收熱量可變成汽，冰吸收熱量亦可變成汽，前者叫蒸發，後者叫升華。烘幹是蒸發脫水；凍幹是升華脫水。將含水的食品速凍後，在真空和適當供熱條件下，食品中的水分便能升華脫走，從而獲得凍幹食品。

問： 凍幹一定要在真空條件下才能實現嗎？

答： 根據物理學的知識，0℃ 以下的冰隻有在環境氣壓低於610Pa時才產生升華。一個大氣壓約等於100000Pa，低於610Pa的氣壓當屬真空狀態了。

問： 為什麽還要適當供給熱量呢？

答： 凍結食品中的冰升華為汽並且脫走，必然從食品中帶走熱量從而使食品溫度降低。食品溫度越低，其中冰升華的速度越慢，整個升華時間便要拖長。為縮短周期，降低生產成本，就需要在升華過程中不斷供給熱量。然而熱量供給過多，又會引起凍結的食品融化，所以必須適當供給熱量。

問： 采用什麽方式供熱好呢？

答： 向凍結食品供給升華所需的熱量有兩種方式。一種是接觸方式，即食品盤直接放在加熱板上，靠熱傳導供熱。另一種是不接觸方式，即食品盤懸空，靠熱輻射供熱。後者由於前者，能保證食品受熱均勻，保證幹品質量。

問： 那些食品可以凍幹？

答： 采用真空凍幹技術，不但可將新鮮的肉禽類、水產類、瓜果類、蔬菜類等食品，製成凍幹食品，也可將人參、黨參、鹿茸等藥材類製成活性藥材，還可將牛奶、豆漿、果汁等液態食品製成速溶幹品。

問： 凍幹食品有什麽特色？

答： 凍幹食品是在凍結狀態（低溫）下和真空條件下升華脫水生產的，因而它的形、色、味基本保持不變，營養成分基本保持不變，而且複水性能*。

問： 生產不同的凍幹食品，采用的升華過程相同嗎？

答： 升華過程主要由加熱板溫度、物料溫度、真空度和升華周期來描寫。由於物料的不同、前後處理後的形態不同、含水率不同、裝料量不同的因素，所采用的升華過程自然不會相同。為獲得較好的升華過程，一般要用小型實驗機做實驗後在投產。

 在我國果蔬類食品的銷售環節一般是采摘後直接上市銷售，然後由消費者買回家中處理幹淨再食用，而剩餘的不可食用部分再集中運輸處理，這種消費方式不僅費時費力，增加重複運輸處理，而且汙染環境，又不符合食品衛生要求，很顯然這與現代化、快節奏、高度文明、發達的社會越來越不相適應。
    20世紀70年代發達國家就已實現工廠化加工水果、蔬菜，到80年代初已經發展到規模化生產。采收後的水果、蔬菜經挑選、去根蒂葉，清洗、預冷、包裝、冷藏運輸進入超級市場的冷藏貨架，消費者買回置入冰箱冷藏，食用時可直接烹調，無須清洗等環節，這種消費方式與我國傳統消費方式相比無疑具有許多優點：
    工廠化的集中處理必然給農業帶來一場深刻變革，農副產品加工必然朝著工廠化、規模化、標準化方向發展；可以向消費者提供*符合食品衛生標準的農副產品，鮮度大大提高；大大減少城市垃圾，減少環境汙染；減少重複運輸；消費者省時省力，滿足快節奏的生活方式要求。
    我國政府一向大力提倡“菜籃子"工程，特別是在我國經濟發展時期，水果蔬菜的工廠化加工已經受到各級政府的高度重視，淨菜上市銷售已成為必然趨勢。在近幾年內必將有較大的發展。
    此外，由於新鮮水果蔬菜的出口受到預冷保鮮技術製約，已越來越不能滿足日益增長的貿易要求。
    預冷與冷卻的概念不同。所謂預冷是指食品從初始溫度（30℃左右）迅速降至所需要的終點溫度（0～15℃）的過程，冷卻以及快速凍結前的快速冷卻工序稱為預冷；而冷卻則是將食品溫度降至高於凍結溫度的過程，冷卻主要應用於以下幾種類型：
    冷卻貯藏。用於水果、蔬菜等食品的高溫冷藏（保鮮冷藏），目的是為了保鮮和延長其貯藏時間。
    純冷卻:*用於某些液體需要的某一溫度。在純冷卻時，流體溫度下降而不發生狀態變化，也就是隻吸收本身的潛熱，如冷卻啤酒、調料、牛奶、水、葡萄酒、氫氧化鈉溶液、鹽水等。
    析出冷卻:一般是指多相液體而言，即在冷卻時一種或多種液體成分固體化並析出。如處理油、石蠟、鋅鋇石、二氧化硫、製藥廠回收丙酮、冷凍濃縮海水、果汁、鹽水、葡萄酒等，沉澱酒石和某些化學處理方法等。
    凝固冷卻:凝固冷卻是指一種物質以液態到固態的轉變，如人造黃油、植物油、動物油、棕櫚油、巧克力、硬脂精、凝膠等。
水果蔬菜采收後由於受環境溫度的影響，一般表麵溫度比較高，加之其較強的呼吸作用，在成分不斷發生變化的同時，釋放的熱量也不斷地增大，溫度會持續升高，而較高的溫度又促使其呼吸加快連續釋放熱量，水分大量蒸發，自身的營養和水分持續消耗，迅速萎蔫鮮度降低，使貨架期大大縮短。
    為了延長水果蔬菜的貨架期，減少其幹耗和流通中的各種損耗，使消費者獲得高鮮度又潔淨的水果蔬菜，則必須在工廠進行一係列采收後的加工處理，如挑選、去蒂根皮葉、清洗預冷、濾水、包裝等，而預冷工藝更是*的。

真空預冷方法原理
    常見的預冷方法有空氣預冷、水預冷、冰水預冷和真空預冷方法。
    在常壓下將水加熱到100℃開始沸騰，溫度降至0℃時結冰。壓力降低時水的沸點為也降低613．28PA時沸點為0℃。依據水隨壓力降低其沸點也降低的物理性質，將預冷食品置於真空槽中抽真空，當壓力達到一定數值時，食品表麵的水分開始蒸發。真空預冷方法的優點是：
    食品表麵含有大量的水分，由於其溫度較高因而其水蒸氣壓力也發生了變化。在大氣壓力下水分蒸發比較緩慢，在真空狀態下由於阻力減少蒸發速度加快，因此食品冷卻速度快。食品初溫為35℃降至3℃時約需20min；在真空槽內由於各點壓力均勻，所以食品預冷均勻；冷卻能力大，包括裝卸時間每小時可以運行兩次；預冷清潔衛生，無交叉汙染。

真空預冷裝置
    真空預冷裝置分間歇式、連續式、移動式和噴霧式4種。間歇式真空預冷裝置用於小規模生產，連續式真空預冷裝置用於大型加工廠，移動式真空預置由於其一體化，組裝在汽車上機動靈活，可以異地使用，噴霧式裝置用於表麵水分較小的果實類、根莖類食品預冷。真空預冷裝置主要由真空槽、捕水器、真空泵、製冷機組、裝卸機構、控製櫃等部件組成。
　　真空槽:真空槽一般采用Q235B鋼材或ICY18M9T1不鏽鋼製作。對於小型真空槽采用圓筒形，並加裝加強筋增強，所有焊口均采用坡口焊，並進行X光探傷檢驗。采用Q235B材質時，內側應進行防腐處理，外側噴塗高強度防鏽材料。槽體門應用電動或手動門，加工、精洗係統密封性能好。真空槽底部設有軌道機構，以便於裝卸物料。真空槽設有排水裝置和清洗係統，以保證內部清潔衛生。
    捕水器:捕水器又稱冷槽，與真空冷凍幹燥裝置中的捕水器具有相同的作用，即用於濃縮空氣中的水分，以防止水分進入真空泵而乳化潤滑油損壞真空泵組件，間歇式真空預冷裝置的捕水器一般設計成圓筒形結構。
真空泵。真空泵為真空係統的關鍵部件，選用時應根據不同規格的真空預冷裝置及具體情況進行確定，如旋片真空泵組，水環增壓泵組等。
    製冷機組:對於小型間歇式或連續式真空預冷裝置製冷機組應選擇水冷或風冷氟利昂冷凝機組，大型裝置則采用氨係統。對於較熱的氣候一般選擇氟裏昂水冷機組，製冷機組與真空泵組、控製櫃等組裝在一個公用底盤上。
裝卸機構。裝卸機構應視用戶裝卸方式確定，單個包裝裝卸應采用傳送帶或軌道，整體裝卸采用電瓶叉車或液壓推進器。控製係統配有手動和自動係統工程，任何一個係統出現故障時，由另一係統運行。

真空凍幹食品

 凍幹蔬菜，是指將新鮮蔬菜快速冷凍後，再送入真空容器中脫水而成的蔬菜。用凍幹工藝製成的蔬菜，不僅保持了蔬菜的色、香、味、形，而且zui大限度地保存了蔬菜中的維生素、蛋白質等營養物質。食用時隻要將該蔬菜加水即可，在幾分鍾內就會複原為新鮮蔬菜。凍幹食品不要冷藏設備，隻要密藏包裝後，就可在常溫下長期貯存、運輸和銷售，三五年內不變質。由於這種食品隻有5％的含水量，因此質量好、重量輕，可大大降低其經營費用。

    真空凍幹食品生產，在我國起步較晚。上規模的凍幹食品生產線，到20世紀80年代後期才出現，而且設備還是進口的。從國內外市場需求情況看，我國凍幹食品產業發展前景極其廣闊。

    在凍幹食品的發展初期，由於產量低、價格貴，於宇航、遠洋航行、極地考察、山區作業等特殊工作人員享用。進入20世紀90年代以後，凍幹食品的品種和數量都迅速增長，不僅對絕大部分的蔬菜，也可對水果、肉食、豆漿、果汁、蜂蜜等凍幹。現在，在食品工業原料、烹飪原料、土特產品、調味品、補品、飲料、休閑食品等各個方麵，都出現了日益增多的凍幹產品。

    如今，凍幹食品又發展到一個更高的層次，如凍幹方便麵，不僅調料是凍幹的，而且麵條也是凍幹的，還按營養搭配足量的凍幹蔬菜。凍幹湯料，用凍幹的調味品、蔬菜、雞蛋等合理搭配，即衝即食，方便可口。粉末蔬菜，凍幹技術與超微粉碎技術相結合，把各種蔬菜製成極易消化吸收的超微粉末，加入麵條、餅幹、糕點、糖果、飲料等，製成新一代保健食品，適宜幼兒和老人食用。顆粒蔬菜，日本人將凍幹的油菜、菠菜、蘿卜葉、芹菜、豌豆、胡蘿卜、南瓜、雪裏蕻等混合製成顆粒。這種蔬菜顆粒既含有豐富的葉綠素、胡蘿卜素、各種維生素和礦物質等天然營養物質，又有鮮美的味道，適合病人或營養不良者食用。

    據國家海關總署、國家商檢局統計，在20世紀90年代，我國脫水蔬菜出口量每年以30％的速度增加，我國脫水蔬菜出口量約占世界總產量的2／3。而凍幹蔬菜在市場的價格是熱風幹燥脫水蔬菜的4倍～6倍，正成為貿易的大宗食品。市場凍幹食品供不應求，但國內凍幹食品工業尚處於發展初期，產量還很低。因此我國應加快發展凍幹食品，把豐富的農產品進行深加工增值、外銷創匯。目前，我國生產的凍幹食品主要包括：湯料、蝦仁、半成品（如雞蛋粉）、保健品（如凍幹人參）及方便麵調料（如方便麵中的脫水菜、肉丁等），年產量不足3000噸。到2010年，僅我國方便麵輔料一項，約需凍幹食品4萬噸，加上各種快餐配料、湯料、飲料等，每年凍幹食品的消費量將超過10萬噸。國內外對凍幹食品的巨大需求，為我國發展凍幹食品工業，提供了機遇。

    發展我國的凍幹食品產業，必須開發我國的食品凍幹設備。我國是農業大國，有豐富的蔬菜、肉食用水產資源，將此類食品資源加工成凍幹食品，如采用國產的凍幹加工設備，其價格僅為進口設備的1／4。同時抓住西部大開發的機遇，開發凍幹蔬菜、凍幹牛肉幹等大宗食品出口，是一項前景看好、利潤大、風險小的出口創匯項目。長期以來，我國的農牧產品一直徘徊在出口原料或初級加工階段，給人一種技術含量低的總體感覺。通過開發凍幹食品，將提高我國出口食品的檔次，獲得較高的附加值。凍幹食品雖然生產成本較高，但銷售價格更高，效益很好。

你知道食品真空凍幹嗎？

在歐、美、日本市場上，你可以看到琳琅滿目的凍幹食品。這些都是由真空凍幹技術做成的。真空冷凍幹燥技術是一項對食品和藥品進行護色、保鮮、保質的高新脫水技術。凍幹脫水後的蔬菜、水果、肉類、水產、調料等，除應用於宇航、軍需、登山、旅遊、勘探、采礦等行業外，現已進入餐館和家庭。從總的發展趨勢看，設備能耗越來越低，生產周期越來越短。凍幹食品在市場的價格是熱風幹燥脫水食品的4—6倍，正成為貿易的搶手貨。

    凍幹食品是將新鮮食品快速冷凍後，送入真空容器中脫水而成，在真空條件下，水分由固態冰升成氣，從而使物料脫水幹燥。用凍幹工藝製成的食品，不僅色、香、味、形俱全，而且保存了食品中的維生素、蛋白質等營養物質。食用前，稍微加工，幾分鍾內就會複原為新鮮食品。

    凍幹食品不要冷藏設備，密封包裝後，可在常溫下長期貯存、運輸和銷售，三五年內不變質。由於凍幹食品有5％含水量，質量好、重量輕，可大大降低其經營費用。例如，蕃茄醬經凍幹工藝加工後，1000克新鮮蕃茄醬可加工出凍幹蕃茄醬粉320克，一加水即複原為蕃茄醬。深受人們喜愛。如今，凍幹蕃茄醬已成為蕃茄醬的換代產品。

    在真空凍幹食品的生產中，一般有選料、清洗、切分、漂燙、殺菌等工序。它要清除附著在根莖葉的蟲和卵以及泥沙，用磁場除去金屬雜物，用靜電除去毛、鱗片等異物，避免加熱過度，無論蒸煮還是浸漬，都要按工藝要求去辦，隻有把好前處理關，才有可能產出高品質凍幹食品。對前處理的物品進行速凍，凍結得越快，物品中結晶越小，對物品結構組織破壞就小。凍結時間短，蛋白質在凝聚和濃縮作用下，不會發生質變。

    速凍後的食品須迅速進行真空升華幹燥，要求真空度很快達到升華壓力，並及時供給升華熱能來維護升華溫度不變，一般采用輻射加熱。

    凍幹食品呈多孔狀，組織表麵比原來擴大100~150倍，因此與氧氣接觸的機會增加，從低溫低壓下恢複常壓時，應在氮氣環境中進行。粉碎、包裝應在相對濕度30~40％、溫度25℃以下進行。為保持幹製食品含水5％以下，包裝內應放入幹燥劑以及吸附微量水分。包裝材料應選擇透氣性差、強度高、顏色深為好。

    凍幹技術可加工各種蔬菜、水果、魚肉、方便麵、調味品以及咖啡、茶葉、中藥等。

    凍幹食品生產線包括前處理、速凍、升華幹燥和包裝等環節。為了給速凍庫和升華幹燥倉創造正常工作條件，必須配套製冷係統、加熱係統、設備監控係統和物料運輸係統，還要配套蒸汽鍋爐和循環水。凍幹生產線的zui關鍵設備是升華幹燥倉，它是一個很大的臥式圓筒，筒內裝有多層加熱器，料盤插進多層加熱架之間。料車沿天軌從前處理間（裝料）、經速凍庫（速凍）和幹燥倉（升華幹燥脫水）到包裝（卸料），再沿天軌回到前處理間。這樣循環運料，非常便捷、衛生而安全。水汽冷阱裝置於加熱架兩側（或獨立於倉外），加熱架上的加熱板，經過專門的表麵處理，能以輻射方式向物料傳遞熱能（升華熱）水汽冷阱能快速捕獲由物料升華出來的水汽。將一個幹燥倉的料由速凍庫運進幹燥隻需5分鍾，從而保證凍料不融。

    我國是農業大國，有豐富的蔬菜、肉食及水產資源，將此類食品資源加工成凍幹食品，采用國產的凍幹加工設備，其價格僅為進口設備的1／4。抓住西部大開發的機遇，開發凍幹蔬菜、凍幹牛肉幹等大宗食品出口，是一項前景看好，利潤大，風險小的出口創匯項目。長期以來，我國的農牧產品一直徘徊在出口原料或初級加工階段，給人一種技術含量低的總體感覺。通過開發凍幹蔬菜和肉食等，將提高我國出口食品的檔次，獲得較高的附加值（每公斤凍幹菜按品種為100元~300元）。我國各地都有一些當地的名優特產品，經過用凍幹工藝加工後，就成為脫水的名優特產品。

    市場凍幹食品供不應求，國內凍幹食品工業尚處於發展初期，產量還很低。卻引來了外商向我國市場的大量求購。這既有市場對凍幹食品供不應求的外因，也有我國凍幹食品生產成本低的內因。我國應充分利用西部大開發的機遇，大力發展凍幹食品，把西部地區豐富的農副產品深加工增值、外銷創匯。目前，我國生產的凍幹食品，主要包括：湯料、蝦仁、半成品（如雞蛋粉）、保健品（如凍幹人參）及方便麵調料（如方便麵中的脫水菜、肉丁）等，年產量不足3000噸。2010年，僅我國方便麵輔料一項，約需凍幹食品4萬噸，加上各種快餐配料、湯料、飲料等，每年凍幹食品的消費將超過10萬噸。國內外對凍幹食品的巨大需求，為發展我國的凍幹食品工業，提供了大好的機遇。

    凍幹食品雖然生產成本較高，但銷售價格更高，效益很好。去年外商收購價（人民幣·元／凍幹品·公斤）：牛肉130、羊肉180、胡蘿卜130、大蔥140、枸杞240元、菠菜160、百合200、蘑菇260、草莓180、洋蔥130、青辣椒190、紅辣椒210、大蒜片60—100、蒜苗130。發展中國的凍幹食品產業，必須開發中國的食品凍幹設備。中國科學院蘭州近代物理研究所，利用幾十年研製加速器的技術積累，瞄準先進水平，1993年開發了 J DG係列食品凍幹機，其技術性能為國內。自1996年以來，已在山東、河南、陝西、甘肅等地建了十多條生產線，共裝配了 JDG60型、90型、100F型和200F型凍幹機32套。目前，已建的凍幹香蔥、凍幹山藥、凍幹草莓等，不斷接到外商訂單。

    加工凍幹食品規模越大成本越低，效益越高。據估計，每年各以100天加工大蒜片、胡蘿卜丁、醬牛肉等3個產品，凍幹麵積需200平方米生產線，600多萬元的生產設備造價，年產值可為3000多萬元，年利稅在30％以上，約合1000多萬元。