食品真空冷凍干燥機的研究現狀和發(fā)展趨勢

 年來(lái) ,國內食品凍干機發(fā)展較快 ,生產(chǎn)廠(chǎng)家較 多 ,質(zhì)量、性能、規格型號各不相同。早在解放前 ,國 內已開(kāi)始在實(shí)驗室中用簡(jiǎn)易凍干裝置來(lái)作保存菌 種、毒種的試驗。20 世紀 50 年代初期 ,武漢、北京 等生物制品研究所及部分獸藥廠(chǎng)先后進(jìn)口了一批凍 干機。20 世紀 60 年代北京、天津、南京、上海、大連 等地相繼建立了一些實(shí)驗性?xún)龈墒称飞a(chǎn)廠(chǎng)家并先 后仿制了一批凍干機 ,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 70 年代湖北自行設計了 37. 4 m2 的凍干機 ,采用單機雙級壓縮機 , 可在箱內加蓋瓶塞 ;在上海建立了年產(chǎn) 300 t 的中 等規模的凍干車(chē)間。為加快我國凍干技術(shù)的發(fā)展 , 機電部將工業(yè)真空冷凍干燥機列入 1986 年工業(yè)技 術(shù)發(fā)展基金項目 ,由華中理工大學(xué)承擔并與浙江真 空設備廠(chǎng)協(xié)作進(jìn)行研制[3 ] ,產(chǎn)品于 1989 年通過(guò)部級 鑒定 ,該機結構緊湊、功能齊全、擱板間距可調 ,采用 微機程控。此外 ,清華大學(xué)核能設計研究院引進(jìn)俄 羅斯大型食品真空冷凍干燥設備的技術(shù) ,直接 與一級企業(yè)煙臺冰輪集團合作 ,共同探索出一 條發(fā)展我國冷凍干燥事業(yè)的新路 ,優(yōu)點(diǎn)是 :起點(diǎn)高、 投資少、見(jiàn)效快。在引進(jìn)、消化、吸收的同時(shí) ,對設備 的改進(jìn)提出了切實(shí)可行的方案 ,控制系統設 計 ,從工藝要求出發(fā) ,在考慮節能的同時(shí) ,以進(jìn)一步 提高效率為目的 ,采用現代化的儀表和控制手 段 ,對設備的控制系統重新進(jìn)行了優(yōu)化設計 ,從根本 上提高了我國大型食品冷凍干燥機的整體設計及控 制水平[4 ]
　　目前 ,國產(chǎn)食品凍干機還都是非標準化產(chǎn)品。 大部分生產(chǎn)廠(chǎng)家走的是仿制道路 ,有些廠(chǎng)家在采用 國外技術(shù)的同時(shí) ,進(jìn)行了較大的改進(jìn)[6 ] 。如 : 加熱板內采用了特殊導流裝置 ,使板內流體的流量 均勻 ,保證了加熱的均勻和穩定 ;捕水器在工作中可 實(shí)現交替捕水和融冰 ,捕水器盤(pán)管內氨液制冷方式 由傳統的氨液相變制冷改為氨液無(wú)相變制冷 ,使捕 水器盤(pán)管內溫度均勻 ,結霜性能良好。除仿制之外 , 國內自己的研制能力也在提高 ,有些單位已經(jīng)脫離 了仿制國外機型 ,抽氣系統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 ,降低了設備 價(jià)格。 3 　食品凍干機的發(fā)展趨勢 無(wú)論是國產(chǎn)設備還是引進(jìn)的凍干設備 ,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 ,減少能耗是凍干機今后的主攻方向。因此 ,食品 凍干機的研究方向和發(fā)展趨勢有以下 4 點(diǎn)。
3. 1 　改進(jìn)結構、優(yōu)化設計、降低成本、減少能耗 國外有些凍干機不采用不銹鋼制造 ,而采用低 碳鋼涂覆食品用可烘干樹(shù)脂 ,涂層厚度為 0. 12～ 0. 20 mm ,在室溫下就會(huì )發(fā)出紅外線(xiàn)。擱板表面涂 高性能遠紅外發(fā)射材料 ,增強其輻射能力 ;料盤(pán)表面 處理 ,增強其吸熱能力。捕水器的結構、尺寸、結霜 特性的優(yōu)化更有實(shí)際意義 ,因為目前它的造價(jià)相當 于凍干箱的造價(jià) ,運轉功耗較大。對于凍干機而言 , 加熱系統只是補充升華熱 ,功率消耗本不應太高 ,但 現有設備不盡人意 ,應該優(yōu)化結構 ,降低能耗。
3. 2 　保證質(zhì)量 ,提高性能 有些廠(chǎng)家的凍干機安裝后 ,一直不能投入正常 生產(chǎn) ;有些凍干機雖然能生產(chǎn) ,但能耗太高 ,生產(chǎn)的 產(chǎn)品越多 ,賠錢(qián)越多 ;還有些元器件不斷出現故障 , 影響正常生產(chǎn)。因此 ,保證凍干機質(zhì)量。提高性能是指除加熱速率、抽氣速率、溫度均勻性、真空 度穩定性之外 ,增強設備新的功能 ,例如增加凍干結 束時(shí)的判斷功能 ,Z簡(jiǎn)單的辦法是稱(chēng)重法。目前已 有人試驗 ,但不成功 ,原因是沒(méi)有離開(kāi)天平和地秤的 模式 ,致使小設備安裝困難 ,大設備笨重而不穩定。 應該發(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(kāi)發(fā)連續式凍干設備 當前生產(chǎn)的凍干機都是間歇式產(chǎn)品 ,隨著(zhù)工業(yè) 技術(shù)的發(fā)展 ,人民生活水平的提高 ,消費量會(huì )增大 , 因此發(fā)展連續式凍干設備 ,增加凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量是 必然趨勢。
3. 4 　提高衛生標準 近年來(lái) ,西方在食品生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始推行 HACCP 系 統 ( Hazard Analysis Critical Control Point) ,對食品加工設備的消毒殺菌、衛生管理等提 出了更加嚴格的要求。以此為契機 ,日本許多廠(chǎng)家 紛紛將原有鍍鋅鋼板的真空干燥室改為不銹鋼真空 室 ,因為在向真空室通蒸氣進(jìn)行滅菌的過(guò)程中 ,鍍鋅 層會(huì )與 60～80 ℃的濕熱蒸氣發(fā)生反應生成微粉 ,污 染食品。凍干設備的使用年限一般為 20～25 年 ,考 慮到 HACCP 系統遲早將進(jìn)入中國 ,國內凍干產(chǎn)業(yè) 廠(chǎng)家應未雨綢繆及早做好準備。