四环冻干机—水果的冻干
香梨的冻干
1.1 香梨冻干前处理
香梨的前处理工序是挑选质量较好，成熟度一致的香梨，先清洗、待沥干后去皮、去核，称重，测水分含量，再切成厚度一致的薄片，然后直接铺在托盘上。
1.2 库尔勒香梨共晶点和共熔点
采用电阻法测量物料的共晶点。用数字万用表做电阻计，热电偶做测温元件，冷冻在冻干机的冻干室中完成。在测定过程中，为防止直流电通入使物料局部融化，应使两电极柱间距大一些，并且测量过程尽量间断进行，缩短测量时间。-5℃时用万用表测物料电阻值，以后每降 1℃测一次阻值，直到电阻变得无穷大为止，重复操作数次然后取平均值。香型电阳随温度变化如图 7-3 所示。
由图7-3 可知，香梨的共晶区为-17℃～-23℃，取香梨的共晶点温度为-20℃，为验证测定的准确性，将香梨速冻至一20℃并保温2h，剖分香梨后，证明其内部已冻透。从热力学数据表查知共晶区下限-23℃下水的饱和蒸气压为 77.31pa，即在高于此真空度条件下可以直接升华除去水分，实际操作中干燥箱压强控制在低于75pa。
用电阻法测定香梨共熔点。先将物料冷冻至-30℃，然后开始升温，并测其电阻值，见图7-4。可知香梨的共熔点为一15℃，所以升华时物料冰晶的温度不能超过此温度。
1.3 冻干香梨片厚度
香梨片厚度的确定是在装料量和冻干时间之间取得平衡。理论上讲，物料厚度越薄，越有利于冻干过程的进行，所需时间越短，但一次产量也低。实验中对厚度分别为 2mm、4mm和6mm的香梨片进行冻干实验研究，不同厚度物料的冻干实时曲线如图7-5，所需时间如表7-3 给出。比较而言，由于升华和解析干燥时间基本与厚度成正比，辅助时间基本相同，所以梨片厚度6mnm 的生产效率高。但厚度增大使工艺过程控制的难度增大，制品质量不易保证；同时，香梨实际尺寸的大小决定了切割制取6mm厚梨片的成品产出率远低于4mm。因此，采用4mm 厚梨片的冻干工艺更切合生产实际。
1.4 香梨片冻结
香梨片冻结有速冻和缓冻两种方式。速冻方式是首先将搁板和空托盘经0.5h 降温至-35℃，再将香梨片快速铺入托盘内，1h后搁板温度达-37℃，梨片温度为-35℃。缓冻方式是将香梨片及托盘在常温下放入冻干箱内，控制搁板降温速率在 1~2℃/min，待1.5h后搁板温度达-36℃，梨片温度为-28℃。两种冻结方法后，均进行正常的升华和解析干燥，并对冻干制品进行品质检测。
利用 倒置生物显微镜，对冻干后的制品进行切片显微观测，发现速冻香梨片的显微孔径大多在 5～8μm左右，而缓冻香梨片的显微孔径大多在 9～12μm左右，参见图 7-6。从而直接说明了速冻使梨片内产生的冰晶较小，孔道细小曲折，因此也使升华干燥速度慢、时间长，而且复水效果也差些。表 7-4 对比了两种冻结方式对冻干时间和制品质量的影响。
冻结最终温度常以物料的共晶点做依据，已测得香梨片的共晶点温度为-20℃，冻结的最终温度应比共晶点温度低5~10℃，但搁板和物料的温度相差约10~15℃，所以冻结的最终温度为-30~-35℃。将厚4mm 的香梨片放入托盘内，分别在-30℃、-32℃和-35℃下预冻，当冷阱温度为-40℃时，抽真空至绝对压力为10pa，并在 20~60pa范围内进行干燥。研究发现-35℃下预冻时间最短，-30℃下干燥时间最长，而且-35℃下预冻冻结干燥后的香梨片复水率最大，见表 7-5。所以-35℃为相对较好的冻结最终温度。三种冻结温度的冻干曲线如图7-7所示。
由图 7-7可知，当其他条件相同，只是冷冻物料的冻结最终温度不同时，对干燥过程的影响很小，可以忽略。原因是物料刚开始干燥时，物料的表面即界面，此时的传质阻力小，传质速率大，物料中冰升华所需热量除一部分来自加热板外，自身的降温也提供一部分热量。不论初始温度的大小，均在很短的时间内使界面温度趋于相同。
所以香梨片冻结工艺确定为，先将装有香梨片的托盘放置到冻干箱内的搁板上，设定搁板温度为-35℃。装人物料后，制冷约1.5h后测得的香梨片的温度为一30℃，这时物料已经冻透，预冻阶段结束，预冻时间共为15h。
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1.1 香梨冻干前处理
香梨的前处理工序是挑选质量较好，成熟度一致的香梨，先清洗、待沥干后去皮、去核，称重，测水分含量，再切成厚度一致的薄片，然后直接铺在托盘上。
1.2 库尔勒香梨共晶点和共熔点
采用电阻法测量物料的共晶点。用数字万用表做电阻计，热电偶做测温元件，冷冻在冻干机的冻干室中完成。在测定过程中，为防止直流电通入使物料局部融化，应使两电极柱间距大一些，并且测量过程尽量间断进行，缩短测量时间。-5℃时用万用表测物料电阻值，以后每降 1℃测一次阻值，直到电阻变得无穷大为止，重复操作数次然后取平均值。香型电阳随温度变化如图 7-3 所示。
由图7-3 可知，香梨的共晶区为-17℃～-23℃，取香梨的共晶点温度为-20℃，为验证测定的准确性，将香梨速冻至一20℃并保温2h，剖分香梨后，证明其内部已冻透。从热力学数据表查知共晶区下限-23℃下水的饱和蒸气压为 77.31pa，即在高于此真空度条件下可以直接升华除去水分，实际操作中干燥箱压强控制在低于75pa。
用电阻法测定香梨共熔点。先将物料冷冻至-30℃，然后开始升温，并测其电阻值，见图7-4。可知香梨的共熔点为一15℃，所以升华时物料冰晶的温度不能超过此温度。
1.3 冻干香梨片厚度
香梨片厚度的确定是在装料量和冻干时间之间取得平衡。理论上讲，物料厚度越薄，越有利于冻干过程的进行，所需时间越短，但一次产量也低。实验中对厚度分别为 2mm、4mm和6mm的香梨片进行冻干实验研究，不同厚度物料的冻干实时曲线如图7-5，所需时间如表7-3 给出。比较而言，由于升华和解析干燥时间基本与厚度成正比，辅助时间基本相同，所以梨片厚度6mnm 的生产效率高。但厚度增大使工艺过程控制的难度增大，制品质量不易保证；同时，香梨实际尺寸的大小决定了切割制取6mm厚梨片的成品产出率远低于4mm。因此，采用4mm 厚梨片的冻干工艺更切合生产实际。
1.4 香梨片冻结
香梨片冻结有速冻和缓冻两种方式。速冻方式是首先将搁板和空托盘经0.5h 降温至-35℃，再将香梨片快速铺入托盘内，1h后搁板温度达-37℃，梨片温度为-35℃。缓冻方式是将香梨片及托盘在常温下放入冻干箱内，控制搁板降温速率在 1~2℃/min，待1.5h后搁板温度达-36℃，梨片温度为-28℃。两种冻结方法后，均进行正常的升华和解析干燥，并对冻干制品进行品质检测。
利用 倒置生物显微镜，对冻干后的制品进行切片显微观测，发现速冻香梨片的显微孔径大多在 5～8μm左右，而缓冻香梨片的显微孔径大多在 9～12μm左右，参见图 7-6。从而直接说明了速冻使梨片内产生的冰晶较小，孔道细小曲折，因此也使升华干燥速度慢、时间长，而且复水效果也差些。表 7-4 对比了两种冻结方式对冻干时间和制品质量的影响。
冻结最终温度常以物料的共晶点做依据，已测得香梨片的共晶点温度为-20℃，冻结的最终温度应比共晶点温度低5~10℃，但搁板和物料的温度相差约10~15℃，所以冻结的最终温度为-30~-35℃。将厚4mm 的香梨片放入托盘内，分别在-30℃、-32℃和-35℃下预冻，当冷阱温度为-40℃时，抽真空至绝对压力为10pa，并在 20~60pa范围内进行干燥。研究发现-35℃下预冻时间最短，-30℃下干燥时间最长，而且-35℃下预冻冻结干燥后的香梨片复水率最大，见表 7-5。所以-35℃为相对较好的冻结最终温度。三种冻结温度的冻干曲线如图7-7所示。
由图 7-7可知，当其他条件相同，只是冷冻物料的冻结最终温度不同时，对干燥过程的影响很小，可以忽略。原因是物料刚开始干燥时，物料的表面即界面，此时的传质阻力小，传质速率大，物料中冰升华所需热量除一部分来自加热板外，自身的降温也提供一部分热量。不论初始温度的大小，均在很短的时间内使界面温度趋于相同。
所以香梨片冻结工艺确定为，先将装有香梨片的托盘放置到冻干箱内的搁板上，设定搁板温度为-35℃。装人物料后，制冷约1.5h后测得的香梨片的温度为一30℃，这时物料已经冻透，预冻阶段结束，预冻时间共为15h。
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