蘋(píng)果冷凍干燥工藝

蘋(píng)果冷凍干燥工藝

蘋(píng)果肉質(zhì)細(xì)而脆、汁多、芳香，酸甜適宜，營(yíng)養(yǎng)豐富，有解熱清火，生津止渴，利尿止瀉之功效[，但由于蘋(píng)果含水量高，營(yíng)養(yǎng)豐富，易受機(jī)械損傷和微生物侵染而腐敗，從而失去商品價(jià)值和加工品質(zhì)，采用冷凍干燥技術(shù)加工蘋(píng)果可使其營(yíng)養(yǎng)損失，組織形態(tài)損傷降低到最低限度，極大限度地保持蘋(píng)果原有的色、香、味、形，且便于運(yùn)輸和貯藏。

冷凍干燥過(guò)程：

1.1 材料

市售紅富士蘋(píng)果，維生素C( 分析純) 。

1.1.1 儀器與設(shè)備

FD-50FE慈弦真空冷凍干燥設(shè)備工程有限公司生產(chǎn)，該設(shè)備由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、

加熱系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、冷凍/ 干燥倉(cāng)組成。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

蘋(píng)果→清洗→切塊、護(hù)色→凍結(jié)→升華干燥→解析干燥→包裝

1.2.2 預(yù)處理

     將蘋(píng)果用洗滌劑清洗后，用清水沖洗干凈，去芯，切為3 × 2.5 × 2cm 塊狀，邊切邊投入0.1% 的維生素C 溶液中進(jìn)行護(hù)色，以防果塊因氧化褐變，浸泡5min，然后裝盤(pán)2cm 厚，并將測(cè)溫探頭插入果塊中心，放入冷凍倉(cāng)進(jìn)行凍結(jié)。

凍干蘋(píng)果采用FD-50FE 型實(shí)驗(yàn)用凍干機(jī)，干燥時(shí)熱量通過(guò)擱板以傳導(dǎo)和輻射的形式供給被干燥物料，是一傳熱過(guò)程；排除蒸汽的過(guò)程是一傳質(zhì)過(guò)程，升華所產(chǎn)生的水蒸汽需通過(guò)內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程到達(dá)物料表面，再通過(guò)外部傳質(zhì)過(guò)程轉(zhuǎn)移到蒸汽冷凝器中。凍干時(shí)間與凍干溫度、水含量、料層厚度以及傳熱系數(shù)有關(guān)，為提高速度可以在實(shí)際中調(diào)整以上各種參數(shù)。

凍結(jié)速率對(duì)凍干蘋(píng)果品質(zhì)的影響凍結(jié)的目的是將食品內(nèi)的水分固化，并使凍干后產(chǎn)品與凍干前具有相同的形態(tài)，以防止在升華、解吸過(guò)程中由于抽真空而使其發(fā)生濃縮起泡、收縮等不良變化。凍結(jié)的過(guò)程關(guān)鍵在于控制食品的凍結(jié)速率[ 1 1 ]。凍結(jié)速率直接影響干燥速率和產(chǎn)品質(zhì)量。慢速凍結(jié)時(shí)，形成的冰結(jié)晶顆粒較大，有利于物料中冰晶的升華， 但制品品質(zhì)差。在蘋(píng)果冷凍干燥中，慢速凍結(jié)使蘋(píng)果塊在空氣中的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蘋(píng)果中的酶發(fā)生褐變，果塊顏色變黃，從而使蘋(píng)果的質(zhì)量受到影響，因此在預(yù)處理中要對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行護(hù)色�？焖賰鼋Y(jié)時(shí)，產(chǎn)生的冰晶顆粒小，升華較慢， 干制品的復(fù)原性好

蘋(píng)果的溫度下降有三個(gè)階段：

第一階段，蘋(píng)果的溫度從初溫降低至蘋(píng)果的凍結(jié)點(diǎn)，這時(shí)蘋(píng)果放出的熱量是顯熱，此熱量與整個(gè)凍結(jié)過(guò)程放出的熱量比較，其值比較小，所以降溫速度快，

凍結(jié)曲線較陡。

第二階段，蘋(píng)果的溫度從蘋(píng)果的凍結(jié)點(diǎn)-2℃降至-5 ℃左右，這時(shí)蘋(píng)果中的大部分水分結(jié)成冰，放出大量的潛熱(每千克的水結(jié)成冰時(shí)，放出約334.72kJ 的熱量) 。整個(gè)凍結(jié)過(guò)程中蘋(píng)果的大部分熱量在此階段放出，因此蘋(píng)果在該階段的降溫速度慢，凍結(jié)曲線平坦。

第三階段，蘋(píng)果的溫度從－ 5℃ 左右繼續(xù)下降至終溫，此時(shí)放出的熱量一部分是由于冰的降溫，另一部分是由于殘余少量的水繼續(xù)結(jié)冰，這一階段的曲線也比較陡。

物料溫度的影響

    升華過(guò)程中物料需要吸收大量的升華潛熱，才能使升華過(guò)程順利進(jìn)行。在升華過(guò)程中，凍結(jié)蘋(píng)果的溫度不能超過(guò)蘋(píng)果的共晶點(diǎn)溫度，已干燥層的溫度不能超過(guò)蘋(píng)果的崩解溫度或最高允許溫度55℃，否則蘋(píng)果凍結(jié)層會(huì)因溫度高于其共晶點(diǎn)而融化，干燥層會(huì)崩解，產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn)干縮和表面硬化的現(xiàn)象，阻止升華過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行 但蘋(píng)果的溫度不能比共晶點(diǎn)溫度低很多，否則升華速率降低，升華階所需的時(shí)間加長(zhǎng)。因此控制凍結(jié)蘋(píng)果的溫度低于并接近共晶點(diǎn)溫度。解吸階段蘋(píng)果中不存在凍結(jié)水，蘋(píng)果溫度在最高允許溫度80～90℃下盡可能的高，供給蘋(píng)果中殘留的吸附水更大的能量使其從蘋(píng)果中解吸出來(lái)，以降低蘋(píng)果的最終水分2%～5%，縮短干燥時(shí)間

物料凍干所需的熱量來(lái)源于擱板，物料溫度通過(guò)控制擱板溫度來(lái)控制。

結(jié) 論

通過(guò)對(duì)蘋(píng)果冷凍干燥過(guò)程的研究，可以得到以下結(jié)論：

慢速冷凍雖然能縮短冷凍干燥時(shí)間，但冷凍速度過(guò)慢可能使蘋(píng)果中的酶發(fā)生褐變，因此應(yīng)在不影響蘋(píng)果質(zhì)量的前提下采用較快的冷凍速度，0.67cm/h；真空度過(guò)低不僅延長(zhǎng)冷凍干燥時(shí)間，而且使蘋(píng)果的質(zhì)量下降，因此為了縮短干燥時(shí)間和提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須保持干燥室足夠高的真空度，70～90Pa；加熱板溫度對(duì)凍干過(guò)程和蘋(píng)果質(zhì)量產(chǎn)生影響，80 ～90℃的加熱擱板溫度，能在保證凍干品質(zhì)量的前提下縮短凍干時(shí)間；冷凝器溫度為-40～-50℃時(shí)，可使冷凍干燥順利進(jìn)行；蘋(píng)果冷凍干燥過(guò)程是傳熱控制過(guò)程,應(yīng)采用較低的操作壓力；物料的厚度對(duì)冷凍干燥時(shí)間的影響很大，適宜采用較薄的物料進(jìn)行冷凍干燥。