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果蔬冷凍干燥機(jī)：草莓凍干工藝??！-上海拓紛機(jī)械設(shè)備有限公司

    草莓脆凍干是在近年來發(fā)展起來的，果蔬冷凍干燥機(jī)可以很好的保持草莓原有的色、香、味、營(yíng)養(yǎng)成分和形狀。下面主要通過在定壓和變壓兩種情況下對(duì)草莓進(jìn)行真空冷凍干燥，并對(duì)兩者進(jìn)行比較，求出草莓好的凍干工藝，為草莓真空冷凍干燥的研究提供一些實(shí)驗(yàn)依據(jù)和基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。 

一.材料與方法 
1.1材料 
a.草莓：新鮮草莓，單果質(zhì)量為6―11g 
b.糖水：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12% 
1.2設(shè)備 
主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備為上海拓紛機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的果蔬冷凍干燥機(jī)。 
1.3測(cè)定方法 
a.草莓凍干失水率的測(cè)定。“草莓凍干失水率=（草莓始重-草莓終重）/草莓始重×100%”。 
b.凍干草莓復(fù)水比的測(cè)定。將一定量干草莓G浸入水中1min后瀝干，稱重G復(fù)。“復(fù)水比=G復(fù)/G”。 
二.工藝流程和操作要點(diǎn) 
2.1工藝流程 
選擇新鮮草莓→清洗、去柄→瀝干→切片→糖浸→裝盤、稱量→真空冷凍干燥機(jī)部分（裝倉(cāng)→預(yù)凍→冷阱制冷→真空排氣→真空升華干燥→出倉(cāng)）→稱量→真空包裝。 
2.2操作要點(diǎn) 
2.2.1選料 
購(gòu)買成熟的、無斑點(diǎn)的、無腐爛的新鮮草莓，除去柄及葉子，用清水清洗3―4次，然后瀝干，把每個(gè)草莓切成3―4片，使每片厚度為6―8mm。 

2.2.2糖浸 
把剛切好的草莓片放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的蔗糖溶液中浸泡6―10min，然后取出瀝干平放于物料盤中。 
2.2.3預(yù)凍 
將裝好盤的草莓放入凍干倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行凍結(jié)，溫度為-35℃，凍結(jié)時(shí)間為1―2h，使草莓的中心溫度達(dá)到共晶點(diǎn)溫度以下。 

2.2.4真空升華干燥（在定壓條件下） 
首先將拓紛真空冷凍干燥機(jī)冷阱溫度預(yù)冷至-45℃，當(dāng)冷阱溫度降至-45℃時(shí)開啟真空泵使真空度達(dá)到20pa，并保持這一壓力，這時(shí)開始給擱板加熱，被凍結(jié)的草莓開始升華干燥。在升華干燥階段嚴(yán)格地保持恒定的冷阱溫度，而在加熱過程中草莓的中心溫度不高于其共晶點(diǎn)溫度，草莓的表面的溫度不高于其所允許的溫度。當(dāng)草莓的表面溫度和中心溫度相接近時(shí)，升華干燥結(jié)束。草莓的升華干燥一般持續(xù)4―5小時(shí)。 

2.2.5真空升華干燥（在變壓條件下） 
首先同樣將拓紛真空冷凍干燥機(jī)冷阱溫度預(yù)冷至-45℃，當(dāng)冷阱溫度降至-45℃時(shí)開啟真空泵，使真空度達(dá)到80pa，同時(shí)給擱板加熱。當(dāng)加熱擱板的溫度上升為30℃時(shí)，這時(shí)開始調(diào)整壓力，使壓力降至40pa并保持一段時(shí)間；當(dāng)擱板溫度上升至45℃時(shí)，這時(shí)調(diào)整壓力使壓力降至20pa并保持到升華干燥結(jié)束，時(shí)間大約3―4h。 
2.2.6解析干燥 
解析干燥階段壓力保持在20pa，擱板溫度在48℃，時(shí)間一般為1―2h。 
2.2.7出倉(cāng)包裝 
當(dāng)解析干燥結(jié)束，這時(shí)停止給擱板加熱，同時(shí)關(guān)閉真空泵、制冷機(jī)和冷卻水系統(tǒng)并打開放空氣閥使凍干箱內(nèi)的壓力恢復(fù)到常壓，這時(shí)開始出倉(cāng)。出倉(cāng)后要立即對(duì)已凍干完畢的草莓進(jìn)行無菌包裝。 

三.結(jié)果與討論 
3.1草莓共晶點(diǎn)的確定 
草莓的共晶點(diǎn)為-15―-14℃，這就意味著要求我們?cè)谏A干燥階段控制草莓的溫度，使其中心溫度低于它的共晶點(diǎn)，這樣才不會(huì)使凍干出來的草莓出現(xiàn)質(zhì)量上的問題。 
3.2草莓凍干厚度的確定 
當(dāng)草莓的厚度減小時(shí)所用的凍干時(shí)間也隨著縮短。但是，當(dāng)草莓的厚度減小時(shí)，凍干機(jī)在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)生產(chǎn)出的凍干草莓量也將減少，需要耗費(fèi)的人工量較大，而且汁液流失較多。由于考慮到成本問題，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，并不是草莓的厚度越小越好，通過以上的分析，發(fā)現(xiàn)草莓的凍干厚度為6―8mm。 
3.3草莓分段冷凍干燥節(jié)能實(shí)驗(yàn) 
在草莓的冷凍干燥過程中，干燥的前3/5階段草莓的含水量高，干燥的速率很大；而干燥后的2/5階段草莓的含水量低，干燥速率很小。所以，我們?cè)O(shè)想能否把前3/5階段冷凍干燥后的半成品草莓集中起來，用少量干燥面積進(jìn)行凍干而把剩余面積繼續(xù)用于下一批草莓的冷凍干燥，這樣可以大大提高草莓的凍干量和凍干機(jī)的利用率。但是，考慮到實(shí)際性問題：如果在凍干的前3/5階段集中草莓，這時(shí)的草莓并沒有結(jié)束升華干燥，會(huì)導(dǎo)致凍干的失敗，將帶來很大的損失。然而，如果在凍干的前4/5階段進(jìn)行集中，這時(shí)升華干燥階段已經(jīng)結(jié)束開啟倉(cāng)門放入下一批需凍干的草莓并不會(huì)對(duì)凍干造成很大的影響，還會(huì)大幅度提高能源的利用率，具有很高的經(jīng)濟(jì)性，值得我們進(jìn)一步研究和利用。 

　　3.4草莓凍干曲線的制定 
在升華干燥階段，當(dāng)草莓中心溫度接近共晶點(diǎn)溫度時(shí)，其表面溫度低于其所允許的溫度，而且草莓在升華干燥過程中其表面溫度與中心溫度始終保持一個(gè)恒定的溫差。在整個(gè)凍干過程中都保持穩(wěn)定的冷阱溫度。但是兩者的壓力存在著很大的差異；在定壓條件下壓力始終保持在20pa，各個(gè)參數(shù)都很穩(wěn)定，而在變壓條件下壓力隨時(shí)間的變化而存在著波動(dòng)，更好地實(shí)現(xiàn)了傳熱與傳質(zhì)過程，所以大大地降低了其所需的凍干時(shí)間。雖然兩者是在不同的生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，但是凍干出來的效果無論是在顏色、形狀上都令人非常滿意。 

　　四.結(jié)論
4.1通過實(shí)驗(yàn)得出草莓的凍干厚度為6―8mm。 
4.2通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證草莓在變壓條件下能夠縮短凍干時(shí)間，節(jié)省了凍干成本，值得我們進(jìn)一步研究和推廣。 
4.3通過電阻法測(cè)量出草莓的共晶點(diǎn)在-15―-14℃。 
4.4在變壓條件下壓力隨時(shí)間的變化而存在著波動(dòng)，更好地實(shí)現(xiàn)了傳熱與傳質(zhì)過程，所以大大地減少了其所需的凍干時(shí)間。 
 

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