食品真空冷凍干燥機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

 年來(lái) ,國(guó)內(nèi)食品凍干機(jī)發(fā)展較快 ,生產(chǎn)廠家較 多 ,質(zhì)量、性能、規(guī)格型號(hào)各不相同。早在解放前 ,國(guó) 內(nèi)已開始在實(shí)驗(yàn)室中用簡(jiǎn)易凍干裝置來(lái)作保存菌 種、毒種的試驗(yàn)。20 世紀(jì) 50 年代初期 ,武漢、北京 等生物制品研究所及部分獸藥廠先后進(jìn)口了一批凍 干機(jī)。20 世紀(jì) 60 年代北京、天津、南京、上海、大連 等地相繼建立了一些實(shí)驗(yàn)性凍干食品生產(chǎn)廠家并先 后仿制了一批凍干機(jī) ,特點(diǎn)是整體式 ,擱板溫度不均 勻 ,手動(dòng)操作 ,能自動(dòng)記錄。20 世紀(jì) 70 年代湖北自行設(shè)計(jì)了 37. 4 m2 的凍干機(jī) ,采用單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī) , 可在箱內(nèi)加蓋瓶塞 ;在上海建立了年產(chǎn) 300 t 的中 等規(guī)模的凍干車間。為加快我國(guó)凍干技術(shù)的發(fā)展 , 機(jī)電部將工業(yè)真空冷凍干燥機(jī)列入 1986 年工業(yè)技 術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目 ,由華中理工大學(xué)承擔(dān)并與浙江真 空設(shè)備廠協(xié)作進(jìn)行研制[3 ] ,產(chǎn)品于 1989 年通過部級(jí) 鑒定 ,該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、擱板間距可調(diào) ,采用 微機(jī)程控。此外 ,清華大學(xué)核能設(shè)計(jì)研究院引進(jìn)俄 羅斯大型食品真空冷凍干燥設(shè)備的技術(shù) ,直接 與一級(jí)企業(yè)煙臺(tái)冰輪集團(tuán)合作 ,共同探索出一 條發(fā)展我國(guó)冷凍干燥事業(yè)的新路 ,優(yōu)點(diǎn)是 :起點(diǎn)高、 投資少、見效快。在引進(jìn)、消化、吸收的同時(shí) ,對(duì)設(shè)備 的改進(jìn)提出了切實(shí)可行的方案 ,控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì) ,從工藝要求出發(fā) ,在考慮節(jié)能的同時(shí) ,以進(jìn)一步 提高效率為目的 ,采用現(xiàn)代化的儀表和控制手 段 ,對(duì)設(shè)備的控制系統(tǒng)重新進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì) ,從根本 上提高了我國(guó)大型食品冷凍干燥機(jī)的整體設(shè)計(jì)及控 制水平[4 ]
　　目前 ,國(guó)產(chǎn)食品凍干機(jī)還都是非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。 大部分生產(chǎn)廠家走的是仿制道路 ,有些廠家在采用 國(guó)外技術(shù)的同時(shí) ,進(jìn)行了較大的改進(jìn)[6 ] 。如 : 加熱板內(nèi)采用了特殊導(dǎo)流裝置 ,使板內(nèi)流體的流量 均勻 ,保證了加熱的均勻和穩(wěn)定 ;捕水器在工作中可 實(shí)現(xiàn)交替捕水和融冰 ,捕水器盤管內(nèi)氨液制冷方式 由傳統(tǒng)的氨液相變制冷改為氨液無(wú)相變制冷 ,使捕 水器盤管內(nèi)溫度均勻 ,結(jié)霜性能良好。除仿制之外 , 國(guó)內(nèi)自己的研制能力也在提高 ,有些單位已經(jīng)脫離 了仿制國(guó)外機(jī)型 ,抽氣系統(tǒng)采用低架式水蒸氣噴射 泵抽水蒸氣 ,省去了捕水器和制冷系統(tǒng) ,降低了設(shè)備 價(jià)格。 3 　食品凍干機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 無(wú)論是國(guó)產(chǎn)設(shè)備還是引進(jìn)的凍干設(shè)備 ,其共同 的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴 ,耗能高 ,收回投資慢。降低成本 ,減少能耗是凍干機(jī)今后的主攻方向。因此 ,食品 凍干機(jī)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)有以下 4 點(diǎn)。
3. 1 　改進(jìn)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低成本、減少能耗 國(guó)外有些凍干機(jī)不采用不銹鋼制造 ,而采用低 碳鋼涂覆食品用可烘干樹脂 ,涂層厚度為 0. 12～ 0. 20 mm ,在室溫下就會(huì)發(fā)出紅外線。擱板表面涂 高性能遠(yuǎn)紅外發(fā)射材料 ,增強(qiáng)其輻射能力 ;料盤表面 處理 ,增強(qiáng)其吸熱能力。捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸、結(jié)霜 特性的優(yōu)化更有實(shí)際意義 ,因?yàn)槟壳八脑靸r(jià)相當(dāng) 于凍干箱的造價(jià) ,運(yùn)轉(zhuǎn)功耗較大。對(duì)于凍干機(jī)而言 , 加熱系統(tǒng)只是補(bǔ)充升華熱 ,功率消耗本不應(yīng)太高 ,但 現(xiàn)有設(shè)備不盡人意 ,應(yīng)該優(yōu)化結(jié)構(gòu) ,降低能耗。
3. 2 　保證質(zhì)量 ,提高性能 有些廠家的凍干機(jī)安裝后 ,一直不能投入正常 生產(chǎn) ;有些凍干機(jī)雖然能生產(chǎn) ,但能耗太高 ,生產(chǎn)的 產(chǎn)品越多 ,賠錢越多 ;還有些元器件不斷出現(xiàn)故障 , 影響正常生產(chǎn)。因此 ,保證凍干機(jī)質(zhì)量。提高性能是指除加熱速率、抽氣速率、溫度均勻性、真空 度穩(wěn)定性之外 ,增強(qiáng)設(shè)備新的功能 ,例如增加凍干結(jié) 束時(shí)的判斷功能 ,Z簡(jiǎn)單的辦法是稱重法。目前已 有人試驗(yàn) ,但不成功 ,原因是沒有離開天平和地秤的 模式 ,致使小設(shè)備安裝困難 ,大設(shè)備笨重而不穩(wěn)定。 應(yīng)該發(fā)展質(zhì)量傳感器 ,用較小的一次元件給出質(zhì)量 隨時(shí)間的變化。
3. 3 　開發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備 當(dāng)前生產(chǎn)的凍干機(jī)都是間歇式產(chǎn)品 ,隨著工業(yè) 技術(shù)的發(fā)展 ,人民生活水平的提高 ,消費(fèi)量會(huì)增大 , 因此發(fā)展連續(xù)式凍干設(shè)備 ,增加凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量是 必然趨勢(shì)。
3. 4 　提高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 近年來(lái) ,西方在食品生產(chǎn)企業(yè)開始推行 HACCP 系 統(tǒng) ( Hazard Analysis Critical Control Point) ,對(duì)食品加工設(shè)備的消毒殺菌、衛(wèi)生管理等提 出了更加嚴(yán)格的要求。以此為契機(jī) ,日本許多廠家 紛紛將原有鍍鋅鋼板的真空干燥室改為不銹鋼真空 室 ,因?yàn)樵谙蛘婵帐彝ㄕ魵膺M(jìn)行滅菌的過程中 ,鍍鋅 層會(huì)與 60～80 ℃的濕熱蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成微粉 ,污 染食品。凍干設(shè)備的使用年限一般為 20～25 年 ,考 慮到 HACCP 系統(tǒng)遲早將進(jìn)入中國(guó) ,國(guó)內(nèi)凍干產(chǎn)業(yè) 廠家應(yīng)未雨綢繆及早做好準(zhǔn)備。