食品真空冷冻干燥：原理和工艺解析

1.食品真空冷冻干燥原理

食品真空冷冻干燥时，首先将食品冻结，然后在高真空室内干燥。是一种低温、低压下具有移动相变边界的热质传输过程。冻结的方法一般有两种：自动法和预冻法。自动法是利用食品中水分蒸发时，吸收汽化潜热，促使食品温度下降，发生冻结。该种方法适用于对食品外观和形态要求不高的食品。预冻法是将食品先冻结，然后抽空干燥。通常的真空干燥，是将食品中的水分从液态转化成气态，冻结干燥则是从冰晶直接升华成水蒸气。

在冻结干燥过程中，单靠设备本身和外界的传热或辐射来获得热量。升华速度太慢。为了提高干燥速度，在真空室内还装有加热系统。加热系统放出的热量，通过固体传导、辐射及内部气流的对流，传给食品，使其升温。加入的热量要恰当，既要保证一定的升华速度，又要防止食品中的冻结部分融化而降低产品质量。

2.食品真空冷冻干燥工艺

食品真空冷冻干燥工艺流程大致如下：原料→冻干预处理→冷冻干燥→包装贮藏等。其中冻结和干燥两个过程是整个工艺的重点。由于食品种类、品种、预处理方式、冻结快慢、含水率及冻干机性能等多种因素影响，目前还没有一种通用的工艺流程。

（1）原料 首先要选择优质的食品原料进行冻结干燥，这是获得高质量冻结干燥产品的前提。

（2）冻干预处理 指冻结前对食品进行必要的物理、化学处理，如清洗、分级、切分、粉碎、烫漂、杀菌、添加抗氧化剂、浓缩等。食品原料不同，预处理的内容也不相同。

（3）冷冻干燥 冷冻干燥阶段包括冻结、升华干燥和解吸干燥。(www.xing528.com)

1）冻结。降温速度和冻结终温对冷冻干燥速度有很大影响。快速冻结可以获得均匀致密的干制品，对食品分子的细胞膜和蛋白质破坏小，复水后食品弹性好，持水力强，但干燥过程中水蒸气有较大的扩散阻力。目前，冻结终温常选择比食品最大冻结浓度时的温度低5～10°C。表23-9为部分果蔬食品最大冻结浓度时的温度。

2）升华干燥。又称为一次干燥，是利用升华的方法，去掉食品中的自由水。在这个阶段尽量使供给升华界面的热量，等于升华所需的热量，以保证食品冻结部分不融化，已干燥的部分不塌陷。

表23-9 部分果蔬食品最大冻结浓度时的温度 （单位：°C）

3）解吸干燥。又称为二次干燥，是去除以吸附方式存在于食品中的结构水。因吸附的能量很大，所以在此阶段，必须提供足够的热量，同时又要保证食品不发生塌陷、焦化现象，并有合适的最终剩余水分，一般为2%～5%。

（4）包装贮藏 经过冷冻干燥的食品含水率很低，其多孔疏松结构极易吸湿和氧化，所以一定要进行包装。一般要求包装材料安全、无毒副作用、不吸湿、不透气、能遮光、有一定的机械强度，能满足机械充填、密封要求，并易于贮运和使用。

经过包装的冷冻干燥食品，在条件允许的情况下，尽可能放置于低温环境中贮藏。如果贮藏温度偏高，极易出现结块、变色、塌陷等现象，从而影响贮藏期。