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食品真空冷冻干燥机的研究现状和发展趋势

  • 发布日期:2021-10-21      浏览次数:238
    •  年来 ,国内食品冻干机发展较快 ,生产厂家较 多 ,质量、性能、规格型号各不相同。早在解放前 ,国 内已开始在实验室中用简易冻干装置来作保存菌 种、毒种的试验。20 世纪 50 年代初期 ,武汉、北京 等生物制品研究所及部分兽药厂先后进口了一批冻 干机。20 世纪 60 年代北京、天津、南京、上海、大连 等地相继建立了一些实验性冻干食品生产厂家并先 后仿制了一批冻干机 ,特点是整体式 ,搁板温度不均 匀 ,手动操作 ,能自动记录。20 世纪 70 年代湖北自行设计了 37. 4 m2 的冻干机 ,采用单机双级压缩机 , 可在箱内加盖瓶塞 ;在上海建立了年产 300 t 的中 等规模的冻干车间。为加快我国冻干技术的发展 , 机电部将工业真空冷冻干燥机列入 1986 年工业技 术发展基金项目 ,由华中理工大学承担并与浙江真 空设备厂协作进行研制[3 ] ,产品于 1989 年通过部级 鉴定 ,该机结构紧凑、功能齐全、搁板间距可调 ,采用 微机程控。此外 ,清华大学核能设计研究院引进俄 罗斯大型食品真空冷冻干燥设备的技术 ,直接 与一级企业烟台冰轮集团合作 ,共同探索出一 条发展我国冷冻干燥事业的新路 ,优点是 :起点高、 投资少、见效快。在引进、消化、吸收的同时 ,对设备 的改进提出了切实可行的方案 ,控制系统设 计 ,从工艺要求出发 ,在考虑节能的同时 ,以进一步 提高效率为目的 ,采用现代化的仪表和控制手 段 ,对设备的控制系统重新进行了优化设计 ,从根本 上提高了我国大型食品冷冻干燥机的整体设计及控 制水平[4 ]
        目前 ,国产食品冻干机还都是非标准化产品。 大部分生产厂家走的是仿制道路 ,有些厂家在采用 国外技术的同时 ,进行了较大的改进[6 ] 。如 : 加热板内采用了特殊导流装置 ,使板内流体的流量 均匀 ,保证了加热的均匀和稳定 ;捕水器在工作中可 实现交替捕水和融冰 ,捕水器盘管内氨液制冷方式 由传统的氨液相变制冷改为氨液无相变制冷 ,使捕 水器盘管内温度均匀 ,结霜性能良好。除仿制之外 , 国内自己的研制能力也在提高 ,有些单位已经脱离 了仿制国外机型 ,抽气系统采用低架式水蒸气喷射 泵抽水蒸气 ,省去了捕水器和制冷系统 ,降低了设备 价格。 3  食品冻干机的发展趋势 无论是国产设备还是引进的冻干设备 ,其共同 的缺点是价格昂贵 ,耗能高 ,收回投资慢。降低成本 ,减少能耗是冻干机今后的主攻方向。因此 ,食品 冻干机的研究方向和发展趋势有以下 4 点。
      3. 1  改进结构、优化设计、降低成本、减少能耗 国外有些冻干机不采用不锈钢制造 ,而采用低 碳钢涂覆食品用可烘干树脂 ,涂层厚度为 0. 12~ 0. 20 mm ,在室温下就会发出红外线。搁板表面涂 高性能远红外发射材料 ,增强其辐射能力 ;料盘表面 处理 ,增强其吸热能力。捕水器的结构、尺寸、结霜 特性的优化更有实际意义 ,因为目前它的造价相当 于冻干箱的造价 ,运转功耗较大。对于冻干机而言 , 加热系统只是补充升华热 ,功率消耗本不应太高 ,但 现有设备不尽人意 ,应该优化结构 ,降低能耗。
      3. 2  保证质量 ,提高性能 有些厂家的冻干机安装后 ,一直不能投入正常 生产 ;有些冻干机虽然能生产 ,但能耗太高 ,生产的 产品越多 ,赔钱越多 ;还有些元器件不断出现故障 , 影响正常生产。因此 ,保证冻干机质量。提高性能是指除加热速率、抽气速率、温度均匀性、真空 度稳定性之外 ,增强设备新的功能 ,例如增加冻干结 束时的判断功能 ,Z简单的办法是称重法。目前已 有人试验 ,但不成功 ,原因是没有离开天平和地秤的 模式 ,致使小设备安装困难 ,大设备笨重而不稳定。 应该发展质量传感器 ,用较小的一次元件给出质量 随时间的变化。
      3. 3  开发连续式冻干设备 当前生产的冻干机都是间歇式产品 ,随着工业 技术的发展 ,人民生活水平的提高 ,消费量会增大 , 因此发展连续式冻干设备 ,增加冻干产品的产量是 必然趋势。
      3. 4  提高卫生标准 近年来 ,西方在食品生产企业开始推行 HACCP 系 统 ( Hazard Analysis Critical Control Point) ,对食品加工设备的消毒杀菌、卫生管理等提 出了更加严格的要求。以此为契机 ,日本许多厂家 纷纷将原有镀锌钢板的真空干燥室改为不锈钢真空 室 ,因为在向真空室通蒸气进行灭菌的过程中 ,镀锌 层会与 60~80 ℃的湿热蒸气发生反应生成微粉 ,污 染食品。冻干设备的使用年限一般为 20~25 年 ,考 虑到 HACCP 系统迟早将进入中国 ,国内冻干产业 厂家应未雨绸缪及早做好准备。

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