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      四環凍干機—水果的凍干

      更新時間:2023-12-01 點擊次數:303

      香梨的凍干


      1.1 香梨凍干前處理




      香梨的前處理工序是挑選質量較好,成熟度一致的香梨,先清洗、待瀝干后去皮、去核,稱重,測水分含量,再切成厚度一致的薄片,然后直接鋪在托盤上。


      1.2 庫爾勒香梨共晶點和共熔點




      采用電阻法測量物料的共晶點。用數字萬用表做電阻計,熱電偶做測溫元件,冷凍在凍干機的凍干室中完成。在測定過程中,為防止直流電通入使物料局部融化,應使兩電極柱間距大一些,并且測量過程盡量間斷進行,縮短測量時間。-5℃時用萬用表測物料電阻值,以后每降 1℃測一次阻值,直到電阻變得無窮大為止,重復操作數次然后取平均值。香型電陽隨溫度變化如圖 7-3 所示。

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      由圖7-3 可知,香梨的共晶區為-17℃~-23℃,取香梨的共晶點溫度為-20℃,為驗證測定的準確性,將香梨速凍至一20℃并保溫2h,剖分香梨后,證明其內部已凍透。從熱力學數據表查知共晶區下限-23℃下水的飽和蒸氣壓為 77.31Pa,即在高于此真空度條件下可以直接升華除去水分,實際操作中干燥箱壓強控制在低于75Pa。


      用電阻法測定香梨共熔點。先將物料冷凍至-30℃,然后開始升溫,并測其電阻值,見圖7-4??芍憷娴墓踩埸c為一15℃,所以升華時物料冰晶的溫度不能超過此溫度。

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      1.3 凍干香梨片厚度





      香梨片厚度的確定是在裝料量和凍干時間之間取得平衡。理論上講,物料厚度越薄,越有利于凍干過程的進行,所需時間越短,但一次產量也低。實驗中對厚度分別為 2mm、4mm和6mm的香梨片進行凍干實驗研究,不同厚度物料的凍干實時曲線如圖7-5,所需時間如表7-3 給出。比較而言,由于升華和解析干燥時間基本與厚度成正比,輔助時間基本相同,所以梨片厚度6mnm 的生產效率高。但厚度增大使工藝過程控制的難度增大,制品質量不易保證;同時,香梨實際尺寸的大小決定了切割制取6mm厚梨片的成品產出率遠低于4mm。因此,采用4mm 厚梨片的凍干工藝更切合生產實際。

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      1.4 香梨片凍結





      香梨片凍結有速凍和緩凍兩種方式。速凍方式是首先將擱板和空托盤經0.5h 降溫至-35℃,再將香梨片快速鋪入托盤內,1h后擱板溫度達-37℃,梨片溫度為-35℃。緩凍方式是將香梨片及托盤在常溫下放入凍干箱內,控制擱板降溫速率在 1~2℃/min,待1.5h后擱板溫度達-36℃,梨片溫度為-28℃。兩種凍結方法后,均進行正常的升華和解析干燥,并對凍干制品進行品質檢測。


      利用 倒置生物顯微鏡,對凍干后的制品進行切片顯微觀測,發現速凍香梨片的顯微孔徑大多在 5~8μm左右,而緩凍香梨片的顯微孔徑大多在 9~12μm左右,參見圖 7-6。從而直接說明了速凍使梨片內產生的冰晶較小,孔道細小曲折,因此也使升華干燥速度慢、時間長,而且復水效果也差些。表 7-4 對比了兩種凍結方式對凍干時間和制品質量的影響。


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      凍結最終溫度常以物料的共晶點做依據,已測得香梨片的共晶點溫度為-20℃,凍結的最終溫度應比共晶點溫度低5~10℃,但擱板和物料的溫度相差約10~15℃,所以凍結的最終溫度為-30~-35℃。將厚4mm 的香梨片放入托盤內,分別在-30℃、-32℃和-35℃下預凍,當冷阱溫度為-40℃時,抽真空至絕對壓力為10Pa,并在 20~60Pa范圍內進行干燥。研究發現-35℃下預凍時間最短,-30℃下干燥時間最長,而且-35℃下預凍凍結干燥后的香梨片復水率最大,見表 7-5。所以-35℃為相對較好的凍結最終溫度。三種凍結溫度的凍干曲線如圖7-7所示。


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      由圖 7-7可知,當其他條件相同,只是冷凍物料的凍結最終溫度不同時,對干燥過程的影響很小,可以忽略。原因是物料剛開始干燥時,物料的表面即界面,此時的傳質阻力小,傳質速率大,物料中冰升華所需熱量除一部分來自加熱板外,自身的降溫也提供一部分熱量。不論初始溫度的大小,均在很短的時間內使界面溫度趨于相同。

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      所以香梨片凍結工藝確定為,先將裝有香梨片的托盤放置到凍干箱內的擱板上,設定擱板溫度為-35℃。裝人物料后,制冷約1.5h后測得的香梨片的溫度為一30℃,這時物料已經凍透,預凍階段結束,預凍時間共為15h。



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