苹果冷冻干燥工艺

苹果冷冻干燥工艺

苹果肉质细而脆、汁多、芳香，酸甜适宜，营养丰富，有解热清火，生津止渴，利尿止泻之功效[，但由于苹果含水量高，营养丰富，易受机械损伤和微生物侵染而腐败，从而失去商品价值和加工品质，采用冷冻干燥技术加工苹果可使其营养损失，组织形态损伤降低到最低限度，极大限度地保持苹果原有的色、香、味、形，且便于运输和贮藏。

冷冻干燥过程：

1.1 材料

市售红富士苹果，维生素C( 分析纯) 。

1.1.1 仪器与设备

FD-50FE慈弦真空冷冻干燥设备工程有限公司生产，该设备由制冷系统、真空系统、

加热系统、自控系统、冷冻/ 干燥仓组成。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

苹果→清洗→切块、护色→冻结→升华干燥→解析干燥→包装

1.2.2 预处理

     将苹果用洗涤剂清洗后，用清水冲洗干净，去芯，切为3 × 2.5 × 2cm 块状，边切边投入0.1% 的维生素C 溶液中进行护色，以防果块因氧化褐变，浸泡5min，然后装盘2cm 厚，并将测温探头插入果块中心，放入冷冻仓进行冻结。

冻干苹果采用FD-50FE 型实验用冻干机，干燥时热量通过搁板以传导和辐射的形式供给被干燥物料，是一传热过程；排除蒸汽的过程是一传质过程，升华所产生的水蒸汽需通过内部传质过程到达物料表面，再通过外部传质过程转移到蒸汽冷凝器中。冻干时间与冻干温度、水含量、料层厚度以及传热系数有关，为提高速度可以在实际中调整以上各种参数。

冻结速率对冻干苹果品质的影响冻结的目的是将食品内的水分固化，并使冻干后产品与冻干前具有相同的形态，以防止在升华、解吸过程中由于抽真空而使其发生浓缩起泡、收缩等不良变化。冻结的过程关键在于控制食品的冻结速率[ 1 1 ]。冻结速率直接影响干燥速率和产品质量。慢速冻结时，形成的冰结晶颗粒较大，有利于物料中冰晶的升华， 但制品品质差。在苹果冷冻干燥中，慢速冻结使苹果块在空气中的停留时间过长，苹果中的酶发生褐变，果块颜色变黄，从而使苹果的质量受到影响，因此在预处理中要对苹果进行护色。快速冻结时，产生的冰晶颗粒小，升华较慢， 干制品的复原性好

苹果的温度下降有三个阶段：

第一阶段，苹果的温度从初温降低至苹果的冻结点，这时苹果放出的热量是显热，此热量与整个冻结过程放出的热量比较，其值比较小，所以降温速度快，

冻结曲线较陡。

第二阶段，苹果的温度从苹果的冻结点-2℃降至-5 ℃左右，这时苹果中的大部分水分结成冰，放出大量的潜热(每千克的水结成冰时，放出约334.72kJ 的热量) 。整个冻结过程中苹果的大部分热量在此阶段放出，因此苹果在该阶段的降温速度慢，冻结曲线平坦。

第三阶段，苹果的温度从－ 5℃ 左右继续下降至终温，此时放出的热量一部分是由于冰的降温，另一部分是由于残余少量的水继续结冰，这一阶段的曲线也比较陡。

物料温度的影响

    升华过程中物料需要吸收大量的升华潜热，才能使升华过程顺利进行。在升华过程中，冻结苹果的温度不能超过苹果的共晶点温度，已干燥层的温度不能超过苹果的崩解温度或最高允许温度55℃，否则苹果冻结层会因温度高于其共晶点而融化，干燥层会崩解，产品将会出现干缩和表面硬化的现象，阻止升华过程继续进行 但苹果的温度不能比共晶点温度低很多，否则升华速率降低，升华阶所需的时间加长。因此控制冻结苹果的温度低于并接近共晶点温度。解吸阶段苹果中不存在冻结水，苹果温度在最高允许温度80～90℃下尽可能的高，供给苹果中残留的吸附水更大的能量使其从苹果中解吸出来，以降低苹果的最终水分2%～5%，缩短干燥时间

物料冻干所需的热量来源于搁板，物料温度通过控制搁板温度来控制。

结 论

通过对苹果冷冻干燥过程的研究，可以得到以下结论：

慢速冷冻虽然能缩短冷冻干燥时间，但冷冻速度过慢可能使苹果中的酶发生褐变，因此应在不影响苹果质量的前提下采用较快的冷冻速度，0.67cm/h；真空度过低不仅延长冷冻干燥时间，而且使苹果的质量下降，因此为了缩短干燥时间和提高产品质量，必须保持干燥室足够高的真空度，70～90Pa；加热板温度对冻干过程和苹果质量产生影响，80 ～90℃的加热搁板温度，能在保证冻干品质量的前提下缩短冻干时间；冷凝器温度为-40～-50℃时，可使冷冻干燥顺利进行；苹果冷冻干燥过程是传热控制过程,应采用较低的操作压力；物料的厚度对冷冻干燥时间的影响很大，适宜采用较薄的物料进行冷冻干燥。