食品冷冻干燥机使用要求及冷冻干燥机工艺参数.docx

潍 坊 马 丁 干 燥 设 备 有 限 公 司潍坊马丁冻干机简介一、真空冷冻干燥技术简述（简称FD冻干技术）是研究在真空低温环境下，被冻干物料进行传热传质过程的特点 和规律的科学，它是一门跨学科的综合技术。冻干技术的发展需要真空、制冷、加热、机械传动、自动控 制等技术的支持。真空冷冻干燥技术的应用范围是非常广泛的，只要是含水、无毒、无腐蚀性的物质都可以运用冻干技 术将其制成冻干品。几乎所有的农副产品，如肉、禽、蛋、水产品、蔬菜、瓜果等都可以制成冻干食品、 调味品、速溶食品等。目前，应用冻干技术最为广泛的是食品行业、生物制药行业、医疗行业、保健品行 业、纳米级材料等。随着冻干食品的迅速发展与应用，国内冻干食品的生产厂家也越来越多，如何运用冻干设备的生产出 合格的产品对于生产厂家来讲都已熟知。但如何将冻干基理、冻干工艺的研究成果运用到实际的生产过程 中控制操作冻干设备，使整个冻干艺达到最佳值，缩短冻干时间，提高生产率，降低成本是国内很多冻 干食品生产厂家所不甚了解的。本文对此做出较粗略的阐述，目的是为促进冻干行业内人士相互之间的探 讨、研究与借鉴 2、升华干燥中的传热与传质要维持升华干燥的不断进行，必须满足两个基本条件，即热量的不断供给和生成水蒸汽的不断排除。在干燥开始阶段，如果物料温度相对较高，升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行，物料温度很快就降到与干燥仓蒸汽分压平衡的温度，此时，不间断外界供热，升华干燥平稳进行。在外界供热的情况下，升华所生成的蒸汽及时排除，冷冻干燥过程完成结束。真空冷冻干燥技术应用于食品行业，使用该技术加工出来的产品，就称之为冻干食品（FD食品冻干）。可加工几乎所有的农副产品，如肉、禽、蛋、水产品、蔬菜、瓜果等都可以制成冻干食品。冻干技术还应用于生物制药行业、医疗行业、保健品行业等。能够最大限度的保持原有食品的色、香、味、形及营养成分，复水效果极佳。（1）冻结条件下的物料冰晶升华脱水后骨架保持原型，原冰晶所占空间形成似海绵状的微孔极易吸水。（2）在低温状态下脱水，不仅热敏性成分不受破坏，而且色素和芳香物质损失极少。（3）在真空环境下脱水真空环境下是缺氧的，食品成分不会氧化变质，能抑制某些细菌的有害作用。（4）升华由表面开始，逐渐深入内部冰晶升华时只有水分子脱除，溶于水中的物质仍保留原处。型号/参数FD-10FD-20FD-50FD-75FD-100FD-125FD-150FD-175FD-200FD-275干燥面积1020 5075 100 125 150 175 200 275料盘尺寸745*635*30 540*635*30料盘数量 21 60 144 216 288 360 432 504 576 792罐体尺寸m 1.4*2.11.8*2.62.4*4.82.4*8.92.4*11.32.4*13.72.4*16.12.4*152.4*172.4*23真空度 13-200pa加热板温度 常温+120电加热kw 10 15 40蒸汽耗量kg/h/0.7mpa135200 240 260 320 380 430 650耗冷量 21 36 70 120 140 215 258 240 280 400装机功率12 25 55 58 69 75 95 102 117 125 多台并联式技术参数型号2xFD-502xFD-752xFD-1002xFD-2004xFD-504xFD-754xFD-1004xFD-200干燥面积100150200400200300400800料盘数量2884325761152115286411522304真空度13-200pa加热板温度常温+120蒸汽量kg/h/2403604808604806207501400耗冷量kw 130220280560280390520960装机功率658095160130160190320我们马丁客户现场客户见证马丁冻干产品案例1、冻干机设备用途冻干食品的应用主要是在方便食品行业、汤料加工行业、速溶饮品行业、营养保健品行业以及军需、 野外作业、登山、宇航等特殊行业。在国外冻干食品的品种很多，已超过用冷藏、冷冻、罐头及其他热干方法中的任何一种方法贮存或加工的制品，例如，食品工业用的主料：咖啡、蜂蜜、可可粉、蛋粉、贝汁 粉和菜汁粉；家庭烹饪的主料：日本鲜虾、豆腐、意大利番茄和匈牙利红甜椒；调味品及配料：葱、姜、 蒜、胡椒、松茸、紫苏、淹菜、豆酱、天然香料和色素；水果：秘鲁玛咖、美洲大樱桃、美国菠萝、黄桃， 芒果、白桃和意大利柑橘；特殊（航天、航空、航海、野外作业、极地、军用和旅游等）与方便快速食品：美国的色拉、方便三餐、日式杯式面条、日式速溶酱汤、果酱、乳酪、茶饮等等。2、升华干燥中的传热与传质要维持升华干燥的不断进行，必须满足两个基本条件，即热量的不断供给和生成水蒸汽的不断排除。在干燥开始阶段，如果物料温度相对较高，升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行，物料温度很快就降到与干燥仓蒸汽分压平衡的温度，此时，若没有外界供热，升华干燥便停止进行。在外界供热的情况下，升华所生成的蒸汽如果不及时排除，蒸汽分压就会升高，物料温度也随之升高，当达到物料的冻结点时，物料中的冰晶就会融化，冷冻干燥也就无法进行了。 冷冻干燥传热传质示意图加热板已干层热量传递升华 界面 冻结层供给热量的过程是一个传热过程，排除蒸汽的过程是一个传质过程，因此。升华干燥过程实质上是一个传热、传质同时进行的过程，如上图所示。自然界中所发生的任何过程都有驱动力，升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差，而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器（或冷阱）之间的蒸汽分压差。温差越大，传热速率越快；蒸汽分压差越大，传质（即蒸汽排除）速率越快。冻干时，既要保持产品的优良品质，又要取得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由加热板通过外界传热过程传送到被干燥物料的表面，然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸汽必须通过内部传质过程到达物料的表面，再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器（冷阱）中。任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈“，它取决于冻干设备的设计、操作条件以及被干物料的特征。只有同时提高传热、传质速率，增加单位体积物料的表面积，才能取得更快的干燥速率。3、冻干曲线冷冻干燥时，加热板（或热源）温度、物料温度、冷阱温度以及干燥仓真空度都在随时间变化，由此绘得的曲线，称为冻干曲线。冻干曲线是反应物料冻干过程的重要曲线。3、 一般冻干工艺流程图原料 前处理 预冻结 计量包装 后处理 真空冻干 四、冻干工艺流程简述（1）前处理工艺：对于不同的待干燥物料，前处理的方法是不同的。根据原料的特点采用相应的处理方法，如蔬菜冷冻干燥的前处理，除进行原料的分选、清洗、切分外还需进行漂烫。漂烫后的蔬菜需要迅速的将物料进行冷却，冷却沥水后，就可以装盘。对于水果的前处理，主要是对颜色的保护，处理工艺各不相同。（2）预冻结工艺：预冻结有抽真空自身蒸发冻结、速冻机冻结和用冻结库冻结三种方法。为了保证食品的品质，一般选用后者。根据被冻结物料的共晶点温度，选择预冻结温度，根据被冻物料的结构， 形状和大小，选择冻结时间。根据物料的性质，选择预冻结速率。预冻结工艺直接影响着物料 的品质盘的料架正送往冻结间。（3）升华干燥升华干燥在真空干燥仓中进行，因而在升华干燥过程中保持合适的真空度是十分重要的。为了提高升华速度，缩短产品冻干时间，需要适当提高升华的温度、传热系数以及减少水蒸汽的逸出阻力。但升华时温度要受以下条件的制约：食品冻结部分的温度应低于共晶点温度，否则冻结部分将融化。温度过高时，物料已干燥部分构成的骨架，其刚度下降，变得有粘性而塌陷，封闭了已干燥部分的海绵状微孔，阻止了升华继续进行，这时如果供热过量，产品将融化报废。升华中热量的获得是由干燥仓中的加热板以辐射的形式传导给被干燥物。加热板的温度是根据干燥物的允许最高温度以及传热系数，按照干燥过程的加热曲线而精心控制的，这种曲线 称为冷冻干燥曲线（简称冻干曲线），选择合适的冻干曲线是冷冻干燥工艺的关键。五、物料的冻干加工过程（以玛咖为例）1 原果的检验：为保证成品食品的高质量，根据供应原料的成熟度、颜色及原料的品质、外观、大小等因素验收。2 原料的贮藏原料验收后，若收购量太大，经初加工后，可放在库温为 01冷库中贮存，贮存期间不允许温度升高，温度可用温度检测装置控制。 3 生产工艺（仅供参考）初加工：原料整理：去除杂物去除损伤严重、腐烂、变色的原料流水清洗去除异物精加工：消毒分级切片或切粒沥水：自然沥水（或用离心机脱水）计量装盘（每盘装入一定重量的物料，并铺平物料，厚度均匀一致）装车冻结：料架车入冻结间冻结（34h，物料心部温度达到-25以下）冷冻干燥：料架车快速入仓真空冷冻干燥（按干燥曲线进行）干燥完毕料架车出干燥仓进入卸料间卸料并暂存（保含一个均湿工艺）后处理：品质检验金属检测：（在敏感度能去除直径为 0.5mm 的金属物）分检 第三部分 真空冷冻干燥成套设备介绍食品真空冷冻干燥设备是在广泛吸收国外先进技术和同类产品优点的基础上，结合国情自行研制开发的产品。其特点是各系统优化配置，整体设计方案合理、经济、先进。设备运行生产效率高、自动化程度高、能耗低、操作简单、维修方便，广泛用于各种农副产品的深加工和生化制品的生产。食品真空冷冻干燥设备是由 1 台 200 平方米冻干机及相应的制冷系统、真空系统、加热系统、电气控制系统、物料输送系统、气动系统等组成。同时根据生产产品种类的不同配套预冻结设备。一、冻干机冻干机是物料进行冻干加工的真空容器。物料经前处理、预冻结后送入冻干机，在真空条件下加热，物料中水分吸热升华逸出，并经冷阱凝结在冷管上，从而使物料干燥。冻干机是由一台干燥仓体、一套加热板组件和两台冷阱以及承载物料的小车、托盘组成，再配套相应的真空、加热、制冷、电控、除霜、物料运输、气动等系统。二、真空系统真空系统的作用是在物料进仓后对干燥仓迅速抽空，并在冻干过程中维持和控制干燥仓内真空度。对含冷阱的冻干机，真空泵抽除的气体主要是不可凝结气体和极微量的水蒸汽。大抽速的预抽机组能将冻干机在 15130 分钟内从大气压抽至 133 帕，防止冻结的食品表面融化；维持机组则维持干燥仓的真空度，并通过冷阱和气调阀门调节冻干机仓内的真空度。冻干成套设备真空系统分别由一套预抽机组和一套维持机组及配套的真空管道、真空阀、法兰、接头和控制元件等组成。预抽机组和维持机组均采用旋片泵+罗茨泵的形式，可以相互切换，均具有高效率、低能耗、长寿命、低噪音的特点。保证符合食品卫生的运行环境。三、制冷机组制冷设备所用的冷媒有两种，一种以氨为冷媒，一种以氟利昂为冷媒，我单位均可以配套供应相应制冷设备，下面以氟利昂为冷媒的制冷设备为例介绍如下：为冷阱配套的制冷系统组成氟利昂单机双级并联机组+桶泵+蒸发式冷凝器，压缩机为复盛 双级压缩机，桶泵供液，R22,工况：-40 /+35；四、 加热系统设备结构特点冻干过程要求加热系统具有强大的加热功率，精确的温度控制能力和较快的升温速率和 降温速率。加热板必须在短时间内迅速升到最高温度，在冻干初期的等速升华干燥阶段，还要求加热板给物料提供足够多的热量，满足最大升华速率要求；在减速升华干燥阶段，要求 加热板控温精确，热惯性小；在干燥结束时，要求加热板有较大的降温速率。加热系统重要性能指标还有加热板温度均匀性，在实际生产运行中，要求加热板对物料 加热均匀，这是影响生产率和单位产品综合能耗的重要环节。我们可以为客户提供以下服务：1、冻干工厂的总体设计方案2、真空冷冻干燥设备布置图设计方案3、冻干工厂的工艺流程设计和冻干成套设备各系统的工艺设计。4、根据用户实际生产要求，在设备保质期内分期为用户提供多种食品的冻干曲线。5、提供产品实验、冻干工艺实验方法。我们对客户的售后服务承诺：1、质量保证期限：设备安装调试合