第三章食品冷冻新技术

1、第一节第一节 冷冻干燥技术冷冻干燥技术一、冷冻干燥原理一、冷冻干燥原理二、冷冻干燥的装置系统二、冷冻干燥的装置系统三、冷冻干燥的主要设备三、冷冻干燥的主要设备四、冷冻干燥装置的型式四、冷冻干燥装置的型式五、冷冻干燥技术在食品工业中的应用五、冷冻干燥技术在食品工业中的应用冷冻干燥：使含水物质温度降至冰点以下，再使由冷冻干燥：使含水物质温度降至冰点以下，再使由水凝固的冰在较高真空度下直接升华而除去的干燥水凝固的冰在较高真空度下直接升华而除去的干燥方法。方法。冷冻干燥具有如下特点：冷冻干燥具有如下特点：（1 1）冷冻干燥在低压低温下进行，可以保留新鲜）冷冻干燥在低压低温下进行，可以保留新鲜食品的色、

2、香、味及维生素食品的色、香、味及维生素C C等营养物质，特别适等营养物质，特别适用于用于热敏性食品以及易氧化食品热敏性食品以及易氧化食品的干燥；的干燥；（2 2）由于物料中水分存在的空间在水分升华以后）由于物料中水分存在的空间在水分升华以后基本维持不变，故干燥后制品不失原有的固体框架基本维持不变，故干燥后制品不失原有的固体框架结构，结构，保持原有的形状保持原有的形状；二、冷冻干燥的装置系统二、冷冻干燥的装置系统 从装置的从装置的结构技术特征结构技术特征来分，冷冻干燥装置来分，冷冻干燥装置大致可分为：大致可分为：制冷系统、真空系统、加热系统、制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统等干燥系统等。

3、从其使用从其使用目的目的来分，可分为来分，可分为预冻系统、蒸汽预冻系统、蒸汽和不凝结气体排除系统、供热系统以及物料预处和不凝结气体排除系统、供热系统以及物料预处理系统理系统等。等。 这些系统一般以冷冻干燥箱体为核心连接在一起，有些就这些系统一般以冷冻干燥箱体为核心连接在一起，有些就是干燥箱内的结构组成，如加热板、制冷板和水汽凝结器。预是干燥箱内的结构组成，如加热板、制冷板和水汽凝结器。预冻系统既可以和干燥箱结合在一起，也可以分开设置，预冻过冻系统既可以和干燥箱结合在一起，也可以分开设置，预冻过程甚至可独立于冷冻干燥机的主机。程甚至可独立于冷冻干燥机的主机。 冷冻干燥设备组成示意图冷冻干燥设备组

4、成示意图三、冷冻干燥的主要设备三、冷冻干燥的主要设备1. 干燥箱干燥箱2. 2. 水汽凝结器水汽凝结器3. 3. 冻结装置冻结装置4. 4. 加热装置加热装置 四、冷冻干燥装置的型式四、冷冻干燥装置的型式1. 间歇式冷冻干燥装置间歇式冷冻干燥装置2.2.连续式冷冻干燥装置连续式冷冻干燥装置3.3.多箱间歇式和隧道式冷冻干燥装置多箱间歇式和隧道式冷冻干燥装置 真空冷冻干燥机真空冷冻干燥机1间歇式冷冻干燥装置间歇式冷冻干燥装置 1干燥箱干燥箱 2冷阱冷阱 3真空泵真空泵 4制冷压缩机制冷压缩机5冷凝器冷凝器 6热交换器热交换器 7冷阱进口阀冷阱进口阀 8膨胀阀膨胀阀1. 1. 间歇式冷冻干燥装置间

5、歇式冷冻干燥装置优点优点: :适应多品种小产量的生产，特别是季节性强的食品；适应多品种小产量的生产，特别是季节性强的食品；单机操作；单机操作；便于设备的加工制造和维修保养；便于设备的加工制造和维修保养；便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。缺点缺点: :设备利用率较低设备利用率较低增加了设备投资费用和操作费用增加了设备投资费用和操作费用2. 2. 连续式冷冻干燥装置连续式冷冻干燥装置优点优点: :处理能力大，适合于单品种生产；处理能力大，适合于单品种生产；设备利用率高；设备利用率高；便于实现生产的自动化；便于实现生产的自动化；劳

6、动强度低。劳动强度低。缺点缺点: :不适用于多品种小批量的生产；不适用于多品种小批量的生产；在干燥的不同阶段，虽可控制在不同的温度下进行，但不在干燥的不同阶段，虽可控制在不同的温度下进行，但不能控制在不同的真空度下进行；能控制在不同的真空度下进行；设备复杂、庞大，制造精度要求高，且投资费用大。设备复杂、庞大，制造精度要求高，且投资费用大。五、冷冻干燥技术在食品工业中的应用五、冷冻干燥技术在食品工业中的应用1. 1. 冷冻干燥技术在咖啡、茶加工中的应冷冻干燥技术在咖啡、茶加工中的应用用2. 2. 冷冻干燥技术在肉类加工中的应用冷冻干燥技术在肉类加工中的应用3. 3. 冷冻干燥技术在水果加工中的应

7、用冷冻干燥技术在水果加工中的应用4. 4. 冷冻干燥技术在蔬菜加工中的应用冷冻干燥技术在蔬菜加工中的应用 第二节第二节 冷冻浓缩技术冷冻浓缩技术一、冷冻浓缩原理一、冷冻浓缩原理二、冷冻浓缩装置的构成二、冷冻浓缩装置的构成三、冷冻浓缩制造系统三、冷冻浓缩制造系统V V水蒸汽；水蒸汽；A A芳香物；芳香物；C C浓缩液；浓缩液；I I惰性气体；惰性气体；1真空结晶器；真空结晶器；2冷凝器；冷凝器；3干式真空泵；干式真空泵；4湿式真空泵；湿式真空泵；5吸收器吸收器；6吸收器吸收器；7冰晶分离器冰晶分离器1. 1. 结晶装置结晶装置u直接冷却式：直接冷却式：可利用水分部分蒸发的方法，可利用水分部分蒸发

8、的方法，也可利用辅助冷媒（如丁烷）蒸发的方法。也可利用辅助冷媒（如丁烷）蒸发的方法。u间接冷却式：间接冷却式：分为内冷式和外冷式两种，分为内冷式和外冷式两种，是利用间壁将冷媒与被加工料液隔开的方法。是利用间壁将冷媒与被加工料液隔开的方法。内冷式结晶器内冷式结晶器产生固化悬浮液的结晶器产生固化悬浮液的结晶器产生可泵送的浆液的结晶器产生可泵送的浆液的结晶器有三种主要型式。有三种主要型式。外冷式结晶器外冷式结晶器三、冷冻浓缩装置系统三、冷冻浓缩装置系统对于不同的物料，冷冻浓缩的装置系统及操作条件对于不同的物料，冷冻浓缩的装置系统及操作条件也不相同，大致可分为两类：也不相同，大致可分为两类：单级冷冻浓

9、缩和多级单级冷冻浓缩和多级冷冻浓缩方式冷冻浓缩方式。多级冷冻浓缩方式在多级冷冻浓缩方式在制品品质及回收率制品品质及回收率方面优于单方面优于单级冷冻浓缩方式。级冷冻浓缩方式。三级冷冻浓缩装置三级冷冻浓缩装置单效循环真空浓缩罐单效循环真空浓缩罐6. 6. 食品快速冻结的优点食品快速冻结的优点避免在细胞之间生成过大的冰晶体；避免在细胞之间生成过大的冰晶体；减少细胞内水分外析，解冻时汁液流失少；减少细胞内水分外析，解冻时汁液流失少；浓缩的危害性下降到最低程度；浓缩的危害性下降到最低程度；有利于抑制微生物的增长及其生化反应；有利于抑制微生物的增长及其生化反应；有利于提高设备的利用率和生产的连续性。有利于

10、提高设备的利用率和生产的连续性。1. 1. 构成：构成：物料传送系统、冷风系统、物料传送系统、冷风系统、冲霜系统、围护结构、进料机构和控冲霜系统、围护结构、进料机构和控制系统等。制系统等。三、流化速冻装置三、流化速冻装置流化速冻装置的分类流化速冻装置的分类四、流化速冻技术在食品工业中的应用四、流化速冻技术在食品工业中的应用可以用来冻结各种食品，但应用最多的事果蔬类产可以用来冻结各种食品，但应用最多的事果蔬类产品，尤其是蔬菜类产品。品，尤其是蔬菜类产品。适宜流态化单体快速冻结的蔬菜：适宜流态化单体快速冻结的蔬菜：果菜类：果菜类：青刀豆、豇豆、豌豆、嫩蚕豆、茄子、番茄、青青刀豆、豇豆、豌豆、嫩蚕豆、茄子、番茄、青椒、辣椒、黄瓜、西葫芦、丝瓜和南瓜等；椒、辣椒、黄瓜、西葫芦、丝瓜和南瓜等；叶菜类：叶菜类：菠菜、芹菜、韭菜、蒜薹、小白菜、油菜和香菜菠菜、芹菜、韭菜、蒜薹、小白菜、油菜和香菜等；等；茎菜类：茎菜类：马铃薯、芦笋、莴笋、芋头、冬笋和香椿等；马铃薯、芦笋、莴笋、芋头、冬笋和香椿等；根菜类：根菜类：胡萝卜、山药等；胡萝卜、山药等；花菜类：花菜类：菜花等；菜花等；食用菌类：食用菌类：鲜蘑菇、香菇和凤