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四环冻干机—蔬菜的冻干

更新时间:2023-11-23 点击次数:154

菠菜的冻干


目前在实际生产和实验研究中,已经有很多种蔬菜,如胡萝卜、竹笋、香葱、香菜、菠菜、甘蓝、西芹、油豆角、蕨菜、马铃薯、绿豆芽等作为冻干对象,获得了成熟的蔬菜冻干工艺。本书以典型的蔬菜一菠菜为例,介绍蔬菜的冻干工艺。


菠菜采收后仍然有呼吸,其对CO2的呼吸强度为269.8mg/ (kg·h),呼吸强度随温度而变化,其温度系数在0.5~10℃范围内为3.2,在 10~20℃范围内为2.5。菠菜和其他蔬菜一样,在贮存过程中要放出呼吸热,一般按产品呼吸释放CO2的毫克数来计算,每产生1mgCO2相当于释放10.67J的热量。因此菠菜是一种容易腐烂,难于保存和运输的蔬菜。因此,在边远的山区、远洋航行、长途旅行中都难于吃到新鲜菠菜。


从上述特性我们可以看到,菠菜的呼吸强度高,含水量大,即使在低温下也难于贮运。然而,菠菜产量大、产地广,比较容易加工干燥。虽然干燥后仍呼吸释放CO2而放热,但放热量降低了。将菠菜加工成真空冷冻干燥的产品后,采用小型真空贴体包装,开水一冲即可食用,可大大方便食用、贮存和运输,显著提高了菠菜的商品价值,有利于促进菠菜生产,促使农业增效,农民增收。


1.1 菠菜的冻干工艺流程



鲜菠菜一挑选一清洗一切段一烫漂一冷却一沥水一装盘一冻结一升华干燥一解析干燥一检查一真空包装一成品入库。


1.2 菠菜段冻干的前处理




选用叶片肥大的鲜嫩菠菜,剔除黄叶、病斑叶及虫蛙叶。将挑选好的原料在气泡清洗池中进行清洗,洗去表面的泥土及其他杂质,之后沥去表面的水分,用切菜机切成 lcm长的段。将切段后的菠菜浸在80~85℃的热水中漂烫 1~2min,目的是破坏菠菜中氧化酶的活性、以便保持菠菜的原有色泽和营养成分,同时消灭原料表面的微生物、虫卵,除去原料组织内的空气,有利于减少维生素和胡萝卜素的损失。漂烫还可以破坏蔬菜表面的蜡质,使蔬菜中的水分更易于挥发,有利于蔬菜的冷冻干燥。漂烫结束后,立即将菠菜取出,再浸入冷水中快速冷却至室温,以保持其脆度。


经冷却捞出后的菠菜表面会滞留一些水滴,这对冻结是不利的,容易使冻结后的菠菜相互黏结,不利于进一步的干燥。在振动沥水机上进行振动沥水或在流动空气中自然风干,除去表面水滴后将菠菜均匀摊放在不锈钢料盘上,装料厚度约20~25mm。菠菜冷冻干燥时,热量通过干燥层向内传导,蒸汽通过干燥层向外逸出。因此,料层过厚受热不足,物料不能均匀地干燥;而料层厚度过小,干燥的时间虽短,但受热过量,物料部分融化使产品变味变形,营养成分损失,影响产品的质量和产量。


1.3 菠菜段共晶点测定






为确定菠菜的真空冷冻干燥工艺,首先要知道菠菜的共晶点温度。用电阻法测定菠菜的共晶点温度,随着温度的降低,电阻在不断增大 (见图7-1)。由图7-1可知,漂烫的菠菜共晶点为-8℃,非漂烫的菠菜共晶点为-7℃。经过漂烫的菠菜比没有漂烫的共晶点低。

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1.4 菠菜冻结





掌握了菠菜的共晶点,在冷冻时温度只需比共晶点低 4~5℃,保证蔬菜内部液体冻结,这样可以节省能源。


将菠菜段放进冰箱,或放在冻干机的干燥室中降温,保持低温一段时间,就可以冻结。从冷冻干燥的效果来看,采用慢速冷冻物料中水的结晶体小,在干燥过程中有利于水分的挥发。速冻容易使物料中水分结晶体增大,不易蒸发,干燥速率减慢。慢速冷冻时间长,会造成设备利用率低,同时,经过切割后的蔬菜如果冷冻时间太长,易因酶促而发生褐变,而速冻缩短了冷冻时间,有利于提高产品质量。因而蔬菜在0℃以上时,宜采用速冻,在接近结晶区时要采用慢速冷冻,使晶体细小,尽量减少蔬菜内部组织结构的破坏,从而提高冻干蔬菜的质量。


另一种冻结方式是利用大型冻干机,将洗涤干净的菠菜直接放置在冻干机的干燥室中,铺料厚度8~9mm,密闭后开启主真空阀抽真空30min,使干燥室的真空度逐渐升高。由于菠菜中的水分在低压环境中直接升华变成水蒸气被排出,菠菜的温度下降而冻结。




1.5 菠菜升华干燥和解析干燥




菠菜在冻干机的干燥舱内冻结后,真空度经抽空10min 后,维持在 70~100Pa之间,利用加热板辐射的热量进行加热,使物料的表面结晶水,通过吸收升华潜热而升华为水蒸气,由表及里的向外逸出,使物料中的自由水脱出,为常速干燥阶段。此阶段升华的速率最大可达到 0.2℃/min,一般在0.1℃/min左右较为合适,时间在5h 左右。此时菠菜的含水量为 8%~12%。


解析干燥阶段,传质(水汽通过干燥层逸出的过程) 是通过升华时对应的饱和蒸气压与环境真空度的压差来实现扩散的。渗透压差越大,传质的动力越大,传质的速度越快,但需要补充的升华潜热也要相应加大。所以,适当提高升华的温度和传热系数,减少水汽逸出时的阻力至关重要。因此,通过调节系统加热板温度,提高适宜的升华潜热,保持舱内真空度在60~80Pa之间,料温按0.1℃/min 升高,持续2h 左右,这时调节系统加热板温度至55℃,物料温度可达到40℃,经1h后物料温度上升到接近加热板温度,干燥基本结束。菠菜冷冻干燥曲线见图7-2。


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需要指出,菠莱经过切割成 lcm 长的段片时,将出现叶、菜茎等不同密度、不同大小和形状的情形,有的还带有菠菜根,在这种情况下,为了达到最终含水均匀,需要在解析干燥后期进行“勾化"处理。在解析干燥后期,一般菜叶中的水分在 6%左右,而根茎水分在10%左右,这时菠菜基本干燥,形状基本确定,为尽快除去根茎中的水分,可采用真空度在400Pa左右,加热板温度控制在55℃左右,时间为20min,这样可迅速除去根茎中残留的高水分,达到叶茎根同时干燥的目的,缩短干燥时间。


1.6 冻干菠菜的后处

干燥结束后,立即进行称量包装。根据产品的等级、保存期限、客户要求等进行拣选、计量、检查等处理后,及时将合格的菠菜用聚乙烯复合塑料袋迅速进行抽气或充氮密封包装。同时若需要压块的,一般在解析干燥的最后阶段,温度为50℃时,可不经过回软立即压块。否则脱水菠菜转凉变脆。压缩后的压缩比为5.9,即每千克体积,压缩前为8.9,压缩后为1.5。冻干菠菜吸水性强,为防止产品吸潮而变质,要求包装环境中相对湿度在35%以下,包装好之后,立即人库,贮藏库要避光、干燥、清洁卫生、相对湿度控制在 30%~40%之间。



脱水菠菜一般需复水后才可烹调食用,其复水后恢复原来新鲜状态的程度是衡量产品品质的重要指标之一。冻干菠菜在 70~80℃热水中浸泡50s 即可烹调或直接食用,其复水后的形状、颜色与新鲜菠菜基本一样,并能保持新鲜菠菜原有的风味。


冻干菠菜的营养成分保持不变。从表 7-1 可以看出,不同的加工方法菠菜保存维生素C的含量不同,且差异非常显著。


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从菠菜不同加工方式来分析,冻干菱菜的复水时间短,仅需50s,而热风干燥则需要2h。另外,冻干蔬菜复水性强,能吸收冻干蔬菜质量6倍多的水,而热风干燥只能吸收本身质量2倍多的水,见表7-2。


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