專利名稱：一種提高食品冷凍干燥效率的方法
技術領域：
本發明屬于真空冷凍干燥技術領域，具體涉及一種食品冷凍干燥的方法。
背景技術：
真空冷凍干燥是將含水物質先凍結成固態，而后主要以固態升華成氣態的方式除去水分的保存方法。它是在高真空和低溫下進行的干燥，有許多其他干燥方法無法比擬的優點，因而廣泛應用于生物、醫藥和食物制品等領域。幾十年來冷凍干燥技術得到了快速發展，其工藝過程也日益成熟。但是，含水物質的凍干過程是一個因物因條件而異的長時間高耗能的復雜干燥過程，至今仍有許多工藝問題需要得到改進。研究表明，食品的凍干效率及凍干時間與食品的內部結構，顆粒大小，切割和凍結方式，以及升華干燥條件即真空室壓力、加熱溫度等因素有很大關系。應用真空冷凍干燥的固體食品，如肉類、果蔬類食物，大多屬于非飽和含濕多纖維微孔道介質。在升華干燥過程中，其內部凍結冰晶在內外壓力差作用下升華成水氣，經纖維組織間隙的微尺度空間逸出表面。隨著升華界面的推移，干燥層厚度的增加，水氣流動的阻力將增大，升華干燥速率將下降。固態食品，特別是高密度食品如魚、肉類食物的凍干效率較低，因而冷凍干燥所需要的時間也較長。例如一粒魚肉類凍干食品的凍干時間通常在20小時以上，而果蔬類制品通常也需要8小時以上。由于固體食品的凍干效率低下，使得已有的凍干食品的厚度及顆粒都較小較薄，形態也較簡單，這使得許多凍干制品失去應有的市場價值。雖然采用順纖維方向切割成片，使纖維方向與升華界面的移動方向相一致，可使水氣逸出表面的阻力減少；以及采用適度慢凍結，使凍結冰晶的顆粒變大來迫使纖維組織間隙的微尺度空間漲大，以利于升華水氣的流動逸出，可提高固態食品的凍干效率。但上述提高固態食品冷凍干燥效率的方法效果仍然不夠顯著。

發明內容
本發明的目的在于針對固體食品冷凍干燥存在能耗高、時間長、品種少、體積小、價格高的不足，提出一種提高固態食品冷凍干燥效率的方法。本發明提供的提高固態食品冷凍干燥效率的方法，是在凍干制品內部開設熱濕氣流導流孔道，以便在升華干燥過程中引導體內熱濕氣流易于逸出體外，或者在凍干制品體表上開設凹槽，以增大體表面積，加速體內的熱濕氣流的逸出體外，從而提高制品的升華干燥速率。本發明中，導流孔道的形狀、孔徑及數量不限；導流孔道可以是通孔也可能是不通孔。本發明中，導流孔道的開設方式可隨制品的形態、質構及凍結冰的分布狀態而異。例如，在較厚大形體制品的厚側處可開設導流孔道，同時在制品體表上也可以開設凹槽，以增大體表面積利于體內熱濕氣流的逸出。孔道的分布可以是均布，也可以是非均布。在制品質構的緊密處，凍結冰的相對集中處，孔道分布的體表面積及數量應相對較多。
本發明在開孔前可進行如下預處理
對于魚肉類含濕量較高的軟體食材制品，在開孔前先切割成一定厚度的片狀，并適度風干處理，降溫至凍結點，使其適度硬化后再開設孔道；對于果蔬類制品則應看其質構及凍結后能否易于切割來確定切割凍結后開孔還是切割凍結前開孔；對于組織松軟而含濕量相對較低的制品于切割凍結后開孔。本發明中，導流孔道的形式為圓形或矩形孔。本發明中，對于板狀制品，導流孔道垂直于板面，且均布；對于柱狀制品，導流孔道平行于柱面；對于厚度較大制品，垂直和平行于厚度方向的面同時開設導流孔道。本發明中，導流孔道的開孔方式有打孔和?？變煞N方式，打孔方式又分沖孔和鉆孔兩種。上述方法，在增大制品形體表面積的同時，起到了引導體內熱濕氣流易于逸出體內的作用。提高了制品升華干燥過程的熱傳導系數及質擴散系數，提高了凍干效率，縮短了凍干時間，降低了食品的凍干能耗。實踐證明，凍干制品越厚，開設孔道提高凍干工藝效率的效果越顯著。采用本發明方法，同時可使制品在凍干相同質量時允許制件的厚度增加，形體增大，形狀多樣，外形美觀，口感提高，復水性增強，凍干制品的品質得到改善。
具體實施例方式本發明提出的食品凍干的方法，適用于各類食品，但由于食品種類繁多，形體質構千差萬別，故針對不同種類的物料制品，應采用相應的實施方式。開孔前預處理
對于魚肉類等含濕量較高的軟體食材制品，應在開孔前切割成一定厚度的片狀，并適度風干處理，降溫至凍結點，使其適度硬化后再開設孔道。對于果蔬類制品則應看其質構及凍結后能否易于切割來確定切割凍結后開孔還是切割凍結前開孔，對于組織松軟而含濕量相對較低的制品則宜于切割凍結后開孔?？椎佬问健盗考拔恢玫倪x擇
孔道的形式應優選簡單易加工的圓形或矩形等通孔，也可隨制品形態而異。在增加相同形體表面積的情況下，孔道開設多孔優于少孔，小孔優于大孔，均布優于集中。孔道開設的位置，通常板狀制品宜垂直均布板面，柱狀制品應平行柱面，厚度較大制品宜垂直、平行厚面同時開設。較厚形狀制品的厚度增加值應與孔數或孔面積的增加數成正比例。開孔方式及設備的選擇
開孔方式有打孔和模孔兩種方式。打孔分沖孔和鉆孔兩種，較薄形狀制品適宜沖孔，較厚形狀制品適宜鉆孔；而模制制品則適宜使用模版制作?？?。制品的沖孔和鉆孔均適宜采用沖孔機和鉆孔機，并配有專用沖模板及鉆模板。根據不同制品開設的孔道形狀，設計不同形狀及規格的沖頭及模板，能調節上下模板的定位高度，沖孔深度及根據物料品種、厚度及軟硬度調節物料的放置高度等功能。
權利要求
1.一種提高食品冷凍干燥效率的方法，其特征在于在凍干制品體內開設熱濕氣流導流孔道，以便在升華干燥過程中引導體內熱濕氣流易于逸出體外，或者在凍干制品體表上開設凹槽，以增大體表面積，加速體內的熱濕氣流的逸出體外，從而提高制品的升華干燥速率。
2.根據權利要求1所述的提高食品冷凍干燥效率的方法，其特征在于在開孔前進行如下預處理:對于魚肉類含濕量較高的軟體食材制品，在開孔前先切割成一定厚度的片狀，并適度風干處理，降溫至凍結點，使其適度硬化后再開設孔道；對于果蔬類制品則應看其質構及凍結后能否易于切割來確定切割凍結后開孔還是切割凍結前開孔；對于組織松軟而含濕量相對較低的制品于切割凍結后開孔。
3.根據權利要求1所述的提高食品冷凍干燥效率的方法，其特征在于所述導流孔道是通孔，或者是不通孔。
4.根據權利要求1所述的提高食品冷凍干燥效率的方法，其特征在于導流孔道的形式為圓形或矩形孔。
5.根據權利要求1所述的提高食品冷凍干燥效率的方法，其特征在于對于板狀制品，導流孔道垂直于板面，且均布；對于柱狀制品，導流孔道平行于柱面；對于厚度較大制品，垂直和平行于厚度方向的面同時開設導流孔道。
6.根據權利要求1所述的提高食品冷凍干燥效率的方法，其特征在于導流孔道的開孔方式有打孔和?？變煞N方式，打孔方式又分沖孔和鉆孔兩種。
全文摘要
本發明屬于冷凍干燥技術領域，具體為一種提高食品冷凍干燥效率的方法。本發明的方法是在凍干制品體內開設熱濕氣流導流孔道，在升華干燥過程中起到引導體內熱濕氣流易于逸出體外的作用來提高制品的升華干燥速率。制品經預處理，根據其形狀和質構特點，使用專用孔具，開設不同的孔道，可使制品的凍干效率提高，凍干時間縮短，能耗下降。采用該方法，可使制品在凍干相同質量時，允許制件的厚度增加，體積增大，形狀多樣，外觀美觀，口感提高，復水性增強，制品的凍干品質得到改善。該方法適用于各類固態食品的冷凍干燥加工工藝。
文檔編號A23L3/44GK103070454SQ20131001723
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者謝堃, 陳天及, 余克志, 于吉樂, 江兆清, 林文松 申請人:上海海洋大學