食品真空冷凍干燥機的研究現狀和發展趨勢

 年(nian)(nian)來 ,國(guo)(guo)內食(shi)品凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)機(ji)發(fa)(fa)展較(jiao)快 ,生產廠(chang)(chang)家較(jiao) 多 ,質量、性(xing)能(neng)、規格型號(hao)各(ge)不(bu)相同(tong)。早在(zai)解放前 ,國(guo)(guo) 內已開始在(zai)實驗室中(zhong)用(yong)簡易凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)裝置來作(zuo)(zuo)保存菌 種(zhong)(zhong)、毒種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)試驗。20 世紀(ji) 50 年(nian)(nian)代(dai)初期(qi) ,武漢、北(bei)京(jing)(jing) 等生物制(zhi)(zhi)(zhi)品研究所(suo)及(ji)部(bu)分(fen)獸(shou)藥廠(chang)(chang)先(xian)后(hou)進(jin)(jin)口(kou)了(le)一(yi)(yi)批凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong) 干(gan)(gan)機(ji)。20 世紀(ji) 60 年(nian)(nian)代(dai)北(bei)京(jing)(jing)、天(tian)津、南京(jing)(jing)、上海(hai)、大連 等地相繼建(jian)立(li)了(le)一(yi)(yi)些實驗性(xing)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)食(shi)品生產廠(chang)(chang)家并先(xian) 后(hou)仿制(zhi)(zhi)(zhi)了(le)一(yi)(yi)批凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)機(ji) ,特點是(shi)整(zheng)體式(shi) ,擱板溫度不(bu)均(jun) 勻(yun) ,手(shou)動(dong)操作(zuo)(zuo) ,能(neng)自動(dong)記(ji)錄。20 世紀(ji) 70 年(nian)(nian)代(dai)湖(hu)北(bei)自行設(she)(she)(she)計了(le) 37. 4 m2 的(de)(de)(de)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)機(ji) ,采(cai)用(yong)單機(ji)雙級壓縮機(ji) , 可在(zai)箱內加(jia)蓋瓶(ping)塞 ;在(zai)上海(hai)建(jian)立(li)了(le)年(nian)(nian)產 300 t 的(de)(de)(de)中(zhong) 等規模(mo)的(de)(de)(de)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)車(che)間。為加(jia)快我國(guo)(guo)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)技(ji)術的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展 , 機(ji)電部(bu)將工業(ye)(ye)真(zhen)空(kong)冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)燥(zao)機(ji)列入(ru) 1986 年(nian)(nian)工業(ye)(ye)技(ji) 術發(fa)(fa)展基金項目 ,由華(hua)中(zhong)理(li)工大學承擔并與浙江真(zhen) 空(kong)設(she)(she)(she)備(bei)廠(chang)(chang)協作(zuo)(zuo)進(jin)(jin)行研制(zhi)(zhi)(zhi)[3 ] ,產品于(yu) 1989 年(nian)(nian)通過部(bu)級 鑒定 ,該機(ji)結構(gou)緊湊、功能(neng)齊全、擱板間距(ju)可調 ,采(cai)用(yong) 微機(ji)程控。此外(wai) ,清華(hua)大學核能(neng)設(she)(she)(she)計研究院引(yin)進(jin)(jin)俄 羅斯(si)大型食(shi)品真(zhen)空(kong)冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)燥(zao)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)技(ji)術 ,直接 與一(yi)(yi)級企業(ye)(ye)煙臺冰輪集團合(he)作(zuo)(zuo) ,共(gong)同(tong)探索出一(yi)(yi) 條發(fa)(fa)展我國(guo)(guo)冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)燥(zao)事業(ye)(ye)的(de)(de)(de)新(xin)路(lu) ,優點是(shi) :起點高、 投資少(shao)、見效快。在(zai)引(yin)進(jin)(jin)、消化、吸收的(de)(de)(de)同(tong)時(shi) ,對設(she)(she)(she)備(bei) 的(de)(de)(de)改進(jin)(jin)提出了(le)切實可行的(de)(de)(de)方案 ,控制(zhi)(zhi)(zhi)系統設(she)(she)(she) 計 ,從(cong)工藝(yi)要求出發(fa)(fa) ,在(zai)考慮節能(neng)的(de)(de)(de)同(tong)時(shi) ,以進(jin)(jin)一(yi)(yi)步 提高效率為目的(de)(de)(de) ,采(cai)用(yong)現(xian)代(dai)化的(de)(de)(de)儀表和控制(zhi)(zhi)(zhi)手(shou) 段 ,對設(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)(zhi)系統重新(xin)進(jin)(jin)行了(le)優化設(she)(she)(she)計 ,從(cong)根本 上提高了(le)我國(guo)(guo)大型食(shi)品冷(leng)凍(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)干(gan)(gan)燥(zao)機(ji)的(de)(de)(de)整(zheng)體設(she)(she)(she)計及(ji)控 制(zhi)(zhi)(zhi)水平[4 ]
　　目前 ,國(guo)產(chan)食品(pin)凍(dong)(dong)干機(ji)還都是非標準化產(chan)品(pin)。 大(da)部分生產(chan)廠(chang)家走的(de)(de)(de)(de)(de)是仿制(zhi)(zhi)道路 ,有些廠(chang)家在采用(yong) 國(guo)外技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)同時 ,進(jin)行了(le)(le)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)[6 ] 。如 : 加熱板內采用(yong)了(le)(le)特殊導流裝置(zhi) ,使板內流體的(de)(de)(de)(de)(de)流量(liang) 均勻 ,保證(zheng)了(le)(le)加熱的(de)(de)(de)(de)(de)均勻和(he)(he)穩定 ;捕(bu)(bu)水(shui)器在工作中可 實現交替捕(bu)(bu)水(shui)和(he)(he)融冰 ,捕(bu)(bu)水(shui)器盤(pan)管內氨(an)液(ye)制(zhi)(zhi)冷(leng)方(fang)(fang)式 由傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)氨(an)液(ye)相(xiang)變(bian)制(zhi)(zhi)冷(leng)改為(wei)氨(an)液(ye)無相(xiang)變(bian)制(zhi)(zhi)冷(leng) ,使捕(bu)(bu) 水(shui)器盤(pan)管內溫度(du)均勻 ,結霜性(xing)能良好。除仿制(zhi)(zhi)之(zhi)外 , 國(guo)內自己(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)研制(zhi)(zhi)能力也在提高 ,有些單位已經脫離 了(le)(le)仿制(zhi)(zhi)國(guo)外機(ji)型 ,抽氣系統(tong)采用(yong)低架式水(shui)蒸氣噴射 泵(beng)抽水(shui)蒸氣 ,省去了(le)(le)捕(bu)(bu)水(shui)器和(he)(he)制(zhi)(zhi)冷(leng)系統(tong) ,降(jiang)低了(le)(le)設備 價(jia)(jia)格。 3 　食品(pin)凍(dong)(dong)干機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展趨(qu)勢 無論是國(guo)產(chan)設備還是引進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)干設備 ,其共同 的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)點是價(jia)(jia)格昂(ang)貴 ,耗能高 ,收回投資慢。降(jiang)低成本 ,減少(shao)能耗是凍(dong)(dong)干機(ji)今后的(de)(de)(de)(de)(de)主攻方(fang)(fang)向。因此 ,食品(pin) 凍(dong)(dong)干機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)研究方(fang)(fang)向和(he)(he)發(fa)(fa)展趨(qu)勢有以下(xia) 4 點。
3. 1 　改(gai)進結構(gou)、優化設計、降(jiang)低成本(ben)、減(jian)少能(neng)(neng)耗 國外有些凍干(gan)(gan)機不(bu)(bu)采用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)制造 ,而采用(yong)(yong)低 碳(tan)鋼(gang)涂覆食品用(yong)(yong)可烘(hong)干(gan)(gan)樹脂 ,涂層厚度為(wei) 0. 12～ 0. 20 mm ,在室溫下就會發(fa)出紅外線。擱板表面(mian)涂 高性能(neng)(neng)遠紅外發(fa)射材料 ,增強其輻射能(neng)(neng)力 ;料盤表面(mian) 處理 ,增強其吸熱(re)(re)能(neng)(neng)力。捕水器的(de)(de)結構(gou)、尺(chi)寸、結霜(shuang) 特性的(de)(de)優化更有實際(ji)意義 ,因為(wei)目(mu)前它的(de)(de)造價(jia)相當 于凍干(gan)(gan)箱的(de)(de)造價(jia) ,運轉功(gong)耗較大。對(dui)于凍干(gan)(gan)機而言(yan) , 加(jia)熱(re)(re)系統只是補(bu)充升(sheng)華(hua)熱(re)(re) ,功(gong)率消(xiao)耗本(ben)不(bu)(bu)應太高 ,但(dan) 現有設備不(bu)(bu)盡人(ren)意 ,應該(gai)優化結構(gou) ,降(jiang)低能(neng)(neng)耗。
3. 2 　保證(zheng)質(zhi)量(liang) ,提高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng) 有(you)些(xie)廠家的(de)(de)凍干(gan)機安裝后 ,一(yi)直不能(neng)(neng)(neng)(neng)投入(ru)正常 生產(chan) ;有(you)些(xie)凍干(gan)機雖然能(neng)(neng)(neng)(neng)生產(chan) ,但能(neng)(neng)(neng)(neng)耗太高(gao) ,生產(chan)的(de)(de) 產(chan)品越(yue)多(duo) ,賠錢越(yue)多(duo) ;還有(you)些(xie)元器件不斷出(chu)現故(gu)障 , 影響正常生產(chan)。因(yin)此 ,保證(zheng)凍干(gan)機質(zhi)量(liang)。提高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)是(shi)指除加熱速率、抽氣速率、溫(wen)度(du)均勻性(xing)(xing)、真空 度(du)穩(wen)定性(xing)(xing)之外(wai) ,增強設(she)備新的(de)(de)功能(neng)(neng)(neng)(neng) ,例如增加凍干(gan)結 束(shu)時的(de)(de)判斷功能(neng)(neng)(neng)(neng) ,Z簡單的(de)(de)辦法是(shi)稱重(zhong)法。目前(qian)已(yi) 有(you)人(ren)試驗 ,但不成功 ,原因(yin)是(shi)沒(mei)有(you)離開天平(ping)和地秤的(de)(de) 模(mo)式 ,致(zhi)使(shi)小(xiao)設(she)備安裝困難(nan) ,大(da)設(she)備笨重(zhong)而不穩(wen)定。 應(ying)該(gai)發展質(zhi)量(liang)傳感器 ,用較小(xiao)的(de)(de)一(yi)次元件給(gei)出(chu)質(zhi)量(liang) 隨時間(jian)的(de)(de)變化。
3. 3 　開發(fa)連續式凍干(gan)設備 當前生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的凍干(gan)機都是間歇式產(chan)(chan)品 ,隨著工業(ye) 技術的發(fa)展 ,人(ren)民(min)生(sheng)(sheng)活水平的提高 ,消(xiao)費量會增大(da) , 因此發(fa)展連續式凍干(gan)設備 ,增加凍干(gan)產(chan)(chan)品的產(chan)(chan)量是 必然趨勢(shi)。
3. 4 　提高(gao)衛生標準(zhun) 近年(nian)來 ,西方在(zai)(zai)食(shi)(shi)品(pin)生產(chan)企業開始推(tui)行 HACCP 系 統(tong) ( Hazard Analysis Critical Control Point) ,對食(shi)(shi)品(pin)加工設(she)備(bei)的(de)(de)消毒殺菌、衛生管理等提 出了更(geng)加嚴(yan)格的(de)(de)要求。以此為(wei)契機 ,日本許多廠家 紛(fen)紛(fen)將原有鍍鋅鋼板的(de)(de)真空(kong)干燥室(shi)改為(wei)不銹(xiu)鋼真空(kong) 室(shi) ,因(yin)為(wei)在(zai)(zai)向(xiang)真空(kong)室(shi)通蒸氣進行滅菌的(de)(de)過程(cheng)中(zhong) ,鍍鋅 層會與 60～80 ℃的(de)(de)濕熱蒸氣發(fa)生反應生成微粉 ,污 染食(shi)(shi)品(pin)。凍(dong)干設(she)備(bei)的(de)(de)使用年(nian)限一般為(wei) 20～25 年(nian) ,考 慮到 HACCP 系統(tong)遲早(zao)將進入中(zhong)國 ,國內凍(dong)干產(chan)業 廠家應未雨綢(chou)繆及早(zao)做好準(zhun)備(bei)。