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四环冻干机—冬虫夏草的冻干

更新时间:2023-11-03 点击次数:255

 

冬虫夏草的冻干

冬虫夏草(又名蛹虫草)是我国名贵中药材之一。其主要成分有蛋白质、氨基酸、多种维生素,还含有微量元素,虫草酸、虫草素、虫草多糖SOD酶等生物活性物质,具有增强肌体免疫能力和抗疲劳,抗肿瘤,以及补肾,润肌美容,延年益寿等明显医疗保健作用。


野生虫草的分布有气候条件和地理环境,生长区域和产量受到极大限制。野生虫草产量明显不能适应日益增长的虫草保健品开发的需求。因此,通过人工驯化,我国北方成功地养育了北冬虫夏草,其药用成分与冬虫夏草接近。


人工栽培的北冬虫夏草产量增大了,贮存和运输都成了问题。如果不及时加工,会很快腐烂变质。于是能保持其药效和营养成分,便于长期贮存和运输的真空冷冻干燥技术就成了加工北冬虫夏草的重要手段。


冬虫夏草用测量电阻值变化的方法很难测出其共晶点温度。所以采用试探法,实验观测。经实物切片观测,北冬虫夏草的共晶点温度大约在-15~-10℃。为保证冬虫夏草的组织不被破坏,采用速冻的方法,先将冻干室内搁板温度降至-20℃,再将北冬虫夏草放入冻干箱内的搁板上,待1h后,搁板温度达-36℃,制品温度为-19℃。这时开真空泵,冻干箱停止制冷,水气凝结器继续制冷。经过1.5h后,对冻干箱搁板进行加热,控制其加热速度,直至搁板温度与物料温度相接近时认为冻干过程基本结束,停止加热,停真空泵,停制冷机,打开放气阀,取出冬虫夏草。整个冻干过程历时约 13h,其冻干试验曲线如图6-22所示。

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每根冬虫夏草直径大约1~3mm,干燥时可将若干根捆在一起,形成大约 10mm 直径的圆柱体,也可以分散铺放在搁板上,但厚度不要超过 15mm,太厚不利于干燥过程的传热传质,干燥速率下降。

升华干燥时间可用下式计算:

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式中,ρ0为干燥层密度,kg/m³;r0为圆柱形冻干物料的半径,mm;ε为冻干物料孔隙率,定义为冻干物料孔隙体积与总体积之比;L 为冰升华潜热,大约为 2.8×10-6J/kg;k为已干层热导率,W/(m·K);Tw为干燥层外表面温度,K;Ts为升华界面温度,K。


北冬虫夏草的前处理和后处理都比较简单。前处理只要从培养基上采摘下来,即可放入冻干箱;后处理主要是真空包装或充氮气包装,甚至纸箱包装也耐贮藏。


根据计算,北冬虫夏草升华干燥时间可控制在 5h 之内,预冻需要 2h,第二阶段干燥需要 2h,整个工艺是时间在9h内即可完成。上述实验干燥时间长,是由于同时还干燥了其他物料。


沈阳大学的刘军教授研究了快速冻干北冬虫夏草的工艺。干燥100g 鲜北虫草。具体工艺过程为:用 15℃清水将新鲜北虫草漂洗 2 次,去除杂物和灰尘,并在水中浸泡5min。在冻干箱内的搁物板上铺上竹片作为隔热层,将北冬虫夏草从水中捞出,直接摆放在竹片上。为冷阱制冷,冷阱温度为-40℃时,开启真空泵,为冷阱和冻干箱抽真空。10min 后,北冬虫夏草完成真空蒸发冻结,物料温度达约一29℃。继续抽真空,冻干箱内压强为 20Pa,5分钟后物料温度达到温度一31.6℃。温度维持在-31.6℃,10min 后开始逐渐上升。1h后,为搁物板加热,控制冻干箱内搁板温度为5~20℃,冻干箱内压强 10~25Pa。干燥 6h后结束。测量冻干北虫草的含水率约为2%。


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