食品真空冷凍干燥機的研究現狀和發展趨勢

 年(nian)(nian)(nian)來 ,國內食(shi)(shi)品(pin)凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji)發展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)較快(kuai) ,生產(chan)廠(chang)家較 多 ,質(zhi)量、性能(neng)(neng)、規格型(xing)號各不相(xiang)同。早在(zai)(zai)解放(fang)前(qian) ,國 內已開始在(zai)(zai)實驗(yan)(yan)室中(zhong)用簡易凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)裝置來作保存菌 種(zhong)、毒種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)。20 世紀 50 年(nian)(nian)(nian)代(dai)初期 ,武漢、北京(jing) 等生物(wu)制(zhi)(zhi)品(pin)研究所及(ji)部(bu)(bu)分獸藥廠(chang)先后進(jin)(jin)(jin)口(kou)了一批凍(dong)(dong) 干(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji)。20 世紀 60 年(nian)(nian)(nian)代(dai)北京(jing)、天津、南京(jing)、上海(hai)、大(da)(da)連 等地相(xiang)繼建立了一些實驗(yan)(yan)性凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)食(shi)(shi)品(pin)生產(chan)廠(chang)家并先 后仿制(zhi)(zhi)了一批凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji) ,特點是整體式 ,擱(ge)板(ban)溫度(du)不均 勻(yun) ,手動(dong)操作 ,能(neng)(neng)自(zi)動(dong)記錄。20 世紀 70 年(nian)(nian)(nian)代(dai)湖北自(zi)行(xing)設(she)(she)計(ji)了 37. 4 m2 的(de)(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)機(ji)(ji)(ji) ,采用單機(ji)(ji)(ji)雙級(ji)壓縮機(ji)(ji)(ji) , 可(ke)在(zai)(zai)箱內加蓋瓶塞 ;在(zai)(zai)上海(hai)建立了年(nian)(nian)(nian)產(chan) 300 t 的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong) 等規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)車間。為加快(kuai)我國凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan) , 機(ji)(ji)(ji)電部(bu)(bu)將工(gong)業(ye)真(zhen)空冷凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥機(ji)(ji)(ji)列入 1986 年(nian)(nian)(nian)工(gong)業(ye)技 術(shu)發展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)基金項目(mu) ,由(you)華(hua)(hua)中(zhong)理工(gong)大(da)(da)學(xue)(xue)承擔并與浙江真(zhen) 空設(she)(she)備(bei)廠(chang)協(xie)作進(jin)(jin)(jin)行(xing)研制(zhi)(zhi)[3 ] ,產(chan)品(pin)于 1989 年(nian)(nian)(nian)通過部(bu)(bu)級(ji) 鑒定 ,該機(ji)(ji)(ji)結構(gou)緊湊、功能(neng)(neng)齊全、擱(ge)板(ban)間距可(ke)調 ,采用 微機(ji)(ji)(ji)程控(kong)。此外(wai) ,清(qing)華(hua)(hua)大(da)(da)學(xue)(xue)核(he)能(neng)(neng)設(she)(she)計(ji)研究院引(yin)進(jin)(jin)(jin)俄 羅斯大(da)(da)型(xing)食(shi)(shi)品(pin)真(zhen)空冷凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu) ,直接(jie) 與一級(ji)企業(ye)煙臺冰輪集(ji)團(tuan)合作 ,共(gong)同探索(suo)出(chu)(chu)(chu)一 條發展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)我國冷凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥事業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)新路 ,優點是 :起點高、 投資少、見效快(kuai)。在(zai)(zai)引(yin)進(jin)(jin)(jin)、消化(hua)、吸收的(de)(de)(de)(de)(de)同時 ,對設(she)(she)備(bei) 的(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)(jin)(jin)提(ti)出(chu)(chu)(chu)了切實可(ke)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)方案 ,控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)設(she)(she) 計(ji) ,從工(gong)藝(yi)要求出(chu)(chu)(chu)發 ,在(zai)(zai)考慮節能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)同時 ,以進(jin)(jin)(jin)一步(bu) 提(ti)高效率為目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de) ,采用現代(dai)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)儀表(biao)和控(kong)制(zhi)(zhi)手 段 ,對設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)重新進(jin)(jin)(jin)行(xing)了優化(hua)設(she)(she)計(ji) ,從根本(ben) 上提(ti)高了我國大(da)(da)型(xing)食(shi)(shi)品(pin)冷凍(dong)(dong)干(gan)(gan)(gan)燥機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)整體設(she)(she)計(ji)及(ji)控(kong) 制(zhi)(zhi)水平[4 ]
　　目(mu)前(qian) ,國(guo)產食(shi)品(pin)凍(dong)(dong)干(gan)機還(huan)都是(shi)非標準化產品(pin)。 大部分(fen)生產廠(chang)家走的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)仿(fang)(fang)制道路(lu) ,有些(xie)廠(chang)家在(zai)(zai)采用(yong) 國(guo)外(wai)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時 ,進(jin)行了(le)(le)較大的(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)[6 ] 。如 : 加(jia)熱板內(nei)采用(yong)了(le)(le)特殊導流(liu)裝置 ,使(shi)板內(nei)流(liu)體的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)量 均(jun)勻(yun) ,保證了(le)(le)加(jia)熱的(de)(de)(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)和穩定 ;捕水器(qi)(qi)在(zai)(zai)工作中(zhong)可 實(shi)現交替捕水和融冰 ,捕水器(qi)(qi)盤(pan)管(guan)內(nei)氨液(ye)制冷(leng)方(fang)式 由(you)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)氨液(ye)相(xiang)變制冷(leng)改為氨液(ye)無相(xiang)變制冷(leng) ,使(shi)捕 水器(qi)(qi)盤(pan)管(guan)內(nei)溫(wen)度均(jun)勻(yun) ,結霜性能(neng)良好。除仿(fang)(fang)制之外(wai) , 國(guo)內(nei)自(zi)己的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)制能(neng)力也在(zai)(zai)提高 ,有些(xie)單位已經脫離 了(le)(le)仿(fang)(fang)制國(guo)外(wai)機型 ,抽(chou)氣(qi)系(xi)統(tong)采用(yong)低(di)架式水蒸(zheng)氣(qi)噴射 泵抽(chou)水蒸(zheng)氣(qi) ,省去了(le)(le)捕水器(qi)(qi)和制冷(leng)系(xi)統(tong) ,降低(di)了(le)(le)設(she)備(bei) 價(jia)(jia)格。 3 　食(shi)品(pin)凍(dong)(dong)干(gan)機的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)趨勢(shi) 無論是(shi)國(guo)產設(she)備(bei)還(huan)是(shi)引進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)干(gan)設(she)備(bei) ,其共同(tong) 的(de)(de)(de)(de)(de)缺點(dian)是(shi)價(jia)(jia)格昂(ang)貴 ,耗能(neng)高 ,收回投資慢。降低(di)成本 ,減少能(neng)耗是(shi)凍(dong)(dong)干(gan)機今(jin)后的(de)(de)(de)(de)(de)主攻方(fang)向。因此 ,食(shi)品(pin) 凍(dong)(dong)干(gan)機的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)方(fang)向和發展(zhan)趨勢(shi)有以下 4 點(dian)。
3. 1 　改進結構、優(you)化設(she)計、降低(di)成本(ben)、減少能耗(hao) 國外有(you)(you)些凍(dong)干機不(bu)采用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造 ,而采用(yong)(yong)低(di) 碳(tan)鋼(gang)涂(tu)覆食品用(yong)(yong)可烘干樹脂 ,涂(tu)層(ceng)厚度為 0. 12～ 0. 20 mm ,在室溫下(xia)就會(hui)發出紅外線。擱板表面涂(tu) 高性(xing)能遠(yuan)紅外發射材(cai)料 ,增強其(qi)輻射能力(li) ;料盤表面 處理 ,增強其(qi)吸(xi)熱(re)(re)能力(li)。捕水器(qi)的結構、尺(chi)寸、結霜 特性(xing)的優(you)化更有(you)(you)實際意義 ,因為目(mu)前它(ta)的造價相當 于(yu)凍(dong)干箱(xiang)的造價 ,運轉(zhuan)功(gong)耗(hao)較大(da)。對于(yu)凍(dong)干機而言(yan) , 加(jia)熱(re)(re)系(xi)統只是(shi)補充升華(hua)熱(re)(re) ,功(gong)率(lv)消耗(hao)本(ben)不(bu)應太(tai)高 ,但 現有(you)(you)設(she)備不(bu)盡人意 ,應該優(you)化結構 ,降低(di)能耗(hao)。
3. 2 　保(bao)證質(zhi)量(liang) ,提高性(xing)能 有(you)些(xie)廠家的(de)(de)(de)(de)凍(dong)(dong)干機安裝(zhuang)后 ,一直不能投入正(zheng)常 生(sheng)產(chan) ;有(you)些(xie)凍(dong)(dong)干機雖然能生(sheng)產(chan) ,但能耗(hao)太高 ,生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de) 產(chan)品(pin)越多 ,賠(pei)錢越多 ;還有(you)些(xie)元(yuan)器件不斷(duan)出(chu)現(xian)故障 , 影響正(zheng)常生(sheng)產(chan)。因(yin)(yin)此 ,保(bao)證凍(dong)(dong)干機質(zhi)量(liang)。提高性(xing)能是(shi)(shi)(shi)指除加(jia)熱速率、抽氣速率、溫度均勻性(xing)、真空(kong) 度穩定性(xing)之外 ,增強設備(bei)新的(de)(de)(de)(de)功(gong)能 ,例(li)如增加(jia)凍(dong)(dong)干結 束(shu)時(shi)的(de)(de)(de)(de)判斷(duan)功(gong)能 ,Z簡單的(de)(de)(de)(de)辦法是(shi)(shi)(shi)稱重(zhong)法。目(mu)前(qian)已 有(you)人試驗(yan) ,但不成功(gong) ,原因(yin)(yin)是(shi)(shi)(shi)沒有(you)離(li)開天(tian)平和地秤的(de)(de)(de)(de) 模式 ,致使小設備(bei)安裝(zhuang)困(kun)難 ,大設備(bei)笨(ben)重(zhong)而(er)不穩定。 應該發展(zhan)質(zhi)量(liang)傳感器 ,用較小的(de)(de)(de)(de)一次元(yuan)件給出(chu)質(zhi)量(liang) 隨(sui)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)變化。
3. 3 　開發連續(xu)式凍(dong)干設備 當前生產(chan)的凍(dong)干機(ji)都是間歇式產(chan)品(pin) ,隨著工業 技術的發展 ,人(ren)民生活(huo)水平(ping)的提高 ,消費量會(hui)增大 , 因此(ci)發展連續(xu)式凍(dong)干設備 ,增加凍(dong)干產(chan)品(pin)的產(chan)量是 必然趨勢。
3. 4 　提(ti)高衛生(sheng)標準(zhun) 近年(nian)(nian)來 ,西方在食(shi)品(pin)生(sheng)產企業開始(shi)推行 HACCP 系(xi) 統 ( Hazard Analysis Critical Control Point) ,對食(shi)品(pin)加工設備的(de)消(xiao)毒殺菌(jun)、衛生(sheng)管理等提(ti) 出了(le)更加嚴格(ge)的(de)要求。以此為契機 ,日本(ben)許多(duo)廠家 紛紛將原有鍍鋅鋼板的(de)真(zhen)(zhen)空(kong)干燥室改(gai)為不(bu)銹鋼真(zhen)(zhen)空(kong) 室 ,因為在向真(zhen)(zhen)空(kong)室通蒸氣進行滅菌(jun)的(de)過程(cheng)中(zhong) ,鍍鋅 層會與 60～80 ℃的(de)濕熱蒸氣發(fa)生(sheng)反應生(sheng)成微(wei)粉 ,污 染食(shi)品(pin)。凍干設備的(de)使(shi)用(yong)年(nian)(nian)限一般為 20～25 年(nian)(nian) ,考 慮到 HACCP 系(xi)統遲早將進入中(zhong)國 ,國內凍干產業 廠家應未雨綢繆及早做好(hao)準(zhun)備。