冻干的原理。真空冷冻干燥简称冻干,是一种在真空低温环境中将物料中的固态水(冰)直接升华为水蒸气以使物料干燥的方法;用冻干方法处理的食品称冻干食品;提供这种冻干过程所需要的真空低温环境的设备称真空冷冻干燥设备,简称冻干机。冻干技术是迄今为止最为先进的干燥技术,最初主要用于制药及生物制品领域,现已广泛应用到食品及农副产品深加工行业。
食品冻干工艺流程。真空冷冻干燥的目的是先将物料中的自由水完全冻结,以升华方式将这部分水完全脱去,随后脱去大部分吸附水,从而获得干品,最大限度地保持原有特性并便于长期保存。因此真空冷冻干燥过程可分为预冻、升华干燥和解吸干燥三个阶段。
食品(药品)的预冻。物料的冷冻干燥过程是在真空状态下进行的,只有物料中溶液全部冻结后才能在真空下升华。否则,若有部分液体存在,不仅会在真空下迅速蒸发造成物料浓缩变形,而且溶解在溶液中的气体会在真空下迅速放出,使冻干产品鼓泡。因此食品的预冻一般应首先满足预冻温度低于物料共晶点温度(物料中的游离水完全冻结的温度)5~10℃。其次,除了使物料完全冻结,还应保证物料冻结后保持原有的特性和生命活力。为此冻结速度应该达到使物料组织的冰层推进速度大于水移动速度,冰晶分布与冻结前物料中液态水的分布相近,并且冰晶细小,不损伤细胞组织。冻结速度越快,保持原有特性和生命活力的程度就越好。
值得一提的是,冻结过程中快速通过最大冰晶生成区对于物料冻结质量尤为重要。但是冻结速度太快,冰晶太小,升华干燥时的气体逸出通道就会太小,气体逸出阻力增大,会影响升华速度。