蘋果冷凍干燥工藝
蘋果冷凍干燥工藝
蘋果肉質(zhì)細而脆、汁多、芳香，酸甜適宜，營養(yǎng)豐富，有解熱清火，生津止渴，利尿止瀉之功效[，但由于蘋果含水量高，營養(yǎng)豐富，易受機械損傷和微生物侵染而腐敗，從而失去商品價值和加工品質(zhì)，采用冷凍干燥技術加工蘋果可使其營養(yǎng)損失，組織形態(tài)損傷降低到最低限度，極大限度地保持蘋果原有的色、香、味、形，且便于運輸和貯藏。
冷凍干燥過程：
1.1 材料
市售紅富士蘋果，維生素C( 分析純) 。
1.1.1 儀器與設備
FD-50FE慈弦真空冷凍干燥設備工程有限公司生產(chǎn)，該設備由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、
加熱系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、冷凍/ 干燥倉組成。
1.2 實驗方法
1.2.1 工藝流程
蘋果→清洗→切塊、護色→凍結→升華干燥→解析干燥→包裝
1.2.2 預處理
將蘋果用洗滌劑清洗后，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 溶液中進行護色，以防果塊因氧化褐變，浸泡5min，然后裝盤2cm 厚，并將測溫探頭插入果塊中心，放入冷凍倉進行凍結。
凍干蘋果采用FD-50FE 型實驗用凍干機，干燥時熱量通過擱板以傳導和輻射的形式供給被干燥物料，是一傳熱過程；排除蒸汽的過程是一傳質(zhì)過程，升華所產(chǎn)生的水蒸汽需通過內(nèi)部傳質(zhì)過程到達物料表面，再通過外部傳質(zhì)過程轉(zhuǎn)移到蒸汽冷凝器中。凍干時間與凍干溫度、水含量、料層厚度以及傳熱系數(shù)有關，為提高速度可以在實際中調(diào)整以上各種參數(shù)。
凍結速率對凍干蘋果品質(zhì)的影響凍結的目的是將食品內(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。凍結的過程關鍵在于控制食品的凍結速率[ 1 1 ]。凍結速率直接影響干燥速率和產(chǎn)品質(zhì)量。慢速凍結時，形成的冰結晶顆粒較大，有利于物料中冰晶的升華， 但制品品質(zhì)差。在蘋果冷凍干燥中，慢速凍結使蘋果塊在空氣中的停留時間過長，蘋果中的酶發(fā)生褐變，果塊顏色變黃，從而使蘋果的質(zhì)量受到影響，因此在預處理中要對蘋果進行護色�？焖賰鼋Y時，產(chǎn)生的冰晶顆粒小，升華較慢， 干制品的復原性好
蘋果的溫度下降有三個階段：
第一階段，蘋果的溫度從初溫降低至蘋果的凍結點，這時蘋果放出的熱量是顯熱，此熱量與整個凍結過程放出的熱量比較，其值比較小，所以降溫速度快，
凍結曲線較陡。
第二階段，蘋果的溫度從蘋果的凍結點-2℃降至-5 ℃左右，這時蘋果中的大部分水分結成冰，放出大量的潛熱(每千克的水結成冰時，放出約334.72kJ 的熱量) 。整個凍結過程中蘋果的大部分熱量在此階段放出，因此蘋果在該階段的降溫速度慢，凍結曲線平坦。
第三階段，蘋果的溫度從－ 5℃ 左右繼續(xù)下降至終溫，此時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)結冰，這一階段的曲線也比較陡。
物料溫度的影響
升華過程中物料需要吸收大量的升華潛熱，才能使升華過程順利進行。在升華過程中，凍結蘋果的溫度不能超過蘋果的共晶點溫度，已干燥層的溫度不能超過蘋果的崩解溫度或最高允許溫度55℃，否則蘋果凍結層會因溫度高于其共晶點而融化，干燥層會崩解，產(chǎn)品將會出現(xiàn)干縮和表面硬化的現(xiàn)象，阻止升華過程繼續(xù)進行 但蘋果的溫度不能比共晶點溫度低很多，否則升華速率降低，升華階所需的時間加長。因此控制凍結蘋果的溫度低于并接近共晶點溫度。解吸階段蘋果中不存在凍結水，蘋果溫度在最高允許溫度80～90℃下盡可能的高，供給蘋果中殘留的吸附水更大的能量使其從蘋果中解吸出來，以降低蘋果的最終水分2%～5%，縮短干燥時間
物料凍干所需的熱量來源于擱板，物料溫度通過控制擱板溫度來控制。
結 論
通過對蘋果冷凍干燥過程的研究，可以得到以下結論：
慢速冷凍雖然能縮短冷凍干燥時間，但冷凍速度過慢可能使蘋果中的酶發(fā)生褐變，因此應在不影響蘋果質(zhì)量的前提下采用較快的冷凍速度，0.67cm/h；真空度過低不僅延長冷凍干燥時間，而且使蘋果的質(zhì)量下降，因此為了縮短干燥時間和提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須保持干燥室足夠高的真空度，70～90Pa；加熱板溫度對凍干過程和蘋果質(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間；冷凝器溫度為-40～-50℃時，可使冷凍干燥順利進行；蘋果冷凍干燥過程是傳熱控制過程,應采用較低的操作壓力；物料的厚度對冷凍干燥時間的影響很大，適宜采用較薄的物料進行冷凍干燥。
