山楂營(yíng)養(yǎng)豐富, 食用不便, 凍干加工成山楂粉, 可作為食品添加劑。為保存營(yíng)養(yǎng)成分, 節(jié)能降耗, 降低產(chǎn)品成本, 開(kāi)展了對(duì)山楂漿抽真空自?xún)鼋Y(jié), 優(yōu)化干燥工藝的實(shí)驗(yàn)研究, 給出了凍干參數(shù)對(duì)凍干速率, 凍干時(shí)間, 凍干成本的影響, 為山楂的深加工開(kāi)辟了一條新途徑。

　　山楂物產(chǎn)豐富, 營(yíng)養(yǎng)成分很多, 含有大量維生素C, 可加工入藥; 有養(yǎng)神、鎮(zhèn)靜、助消化的功能, 可以加工成保健食品。但是, 沒(méi)經(jīng)加工的山楂口感太酸, 不便食用; 而加工山楂的辦法又太少, 目前還只限于山楂罐頭、山楂糕、山楂片等幾種方法。因此, 一方面造成果農(nóng)豐產(chǎn)不豐收,山楂賣(mài)不出去, 以致果農(nóng)砍掉山楂樹(shù)( 遼寧電視臺(tái)報(bào)道) ; 而另一方面消費(fèi)者又吃不到可口的山楂制品。

　　凍干法可以將山楂鮮果打成漿, 凍干成粉,保持其營(yíng)養(yǎng)成分基本不變, 實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期貯存和長(zhǎng)途運(yùn)輸。但凍干產(chǎn)品成本太高, 給國(guó)內(nèi)消費(fèi)帶來(lái)困難。本文開(kāi)展山楂漿抽真空自?xún)鼋Y(jié) , 優(yōu)化干燥工藝的方法, 實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗, 縮短干燥時(shí)間, 降低產(chǎn)品成本的目的, 開(kāi)辟一條山楂加工的新途徑。

1、山楂漿物性參數(shù)的測(cè)定

1.1、共晶點(diǎn)和共熔點(diǎn)溫度的測(cè)定

　　選用電阻測(cè)定法, 自制的測(cè)量裝置如圖1 所示。測(cè)量結(jié)果表示在圖2和圖3中。從圖中可以明顯看出, 山楂漿的共晶點(diǎn)溫度為-20℃, 共熔點(diǎn)溫度為-14℃。

1. 電阻指示儀　2. 溫度指示儀　3. 物料　4. 熱電偶　5. 不銹鋼電極　6. 夾緊裝置

圖1 共晶點(diǎn)和共熔點(diǎn)溫度的測(cè)量裝置

1.2、含水率的測(cè)定

　　利用OHAUS公司生產(chǎn)的MB45型水分測(cè)定儀, 對(duì)秋季上市的同一品種鮮山楂打漿后及時(shí)測(cè)量, 取3 次測(cè)量結(jié)果的平均值, 確定實(shí)驗(yàn)用的山楂漿的含水率為73.60%。

圖2 山楂漿共晶點(diǎn)溫度測(cè)量曲線　圖3 山楂漿共熔點(diǎn)溫度測(cè)量曲線

2、山楂漿抽真空凍結(jié)的實(shí)驗(yàn)研究

2.1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法

　　采用GLZ-0.4型實(shí)驗(yàn)室用凍干機(jī), 圖4給出了該機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。真空系統(tǒng)主泵為1 臺(tái)D16c型雙級(jí)旋片式真空泵, 抽速為17 m3/h, 開(kāi)氣鎮(zhèn)閥極限壓力為6×10^-3 Pa, 關(guān)氣鎮(zhèn)閥極限壓力為3×10^-3 Pa, 泵內(nèi)裝N62 油。制冷系統(tǒng)為復(fù)疊式制冷縮機(jī)組; 擱板為間冷式, 最低溫度控制在- 60℃; 捕水器為直冷式, 最低溫度可達(dá)- 75℃。凍干室內(nèi)裝有壓力調(diào)節(jié)閥, 可調(diào)節(jié)真空度; 室內(nèi)裝有3 塊擱板, 總面積為0.4m², 每塊擱板上均裝有測(cè)溫探頭, 物料內(nèi)留有測(cè)溫探頭。壓力測(cè)量選用兩塊儀表, CPCA- 110Z 型電容薄膜式絕對(duì)壓力變送器, 量程為0.2 ～0.2 ×10³ Pa, ZDR- I 型數(shù)顯電阻真空計(jì), 測(cè)量范圍在1×10⁵～1×10^{- 1} Pa 之間。整機(jī)為計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制, 具有設(shè)定凍干曲線, 實(shí)時(shí)顯示,記錄存貯, 隨時(shí)調(diào)閱修改, 彩色打印輸出等功能。實(shí)驗(yàn)方法是將裝有山楂漿的料盤(pán)放在擱板上, 不必制冷擱板, 只給捕水器制冷到- 20℃之后,開(kāi)啟真空泵直接抽真空。隨著壓力降低, 山楂漿內(nèi)水分蒸發(fā), 外界不提供蒸發(fā)潛熱, 而物料本身自然降溫而實(shí)現(xiàn)凍結(jié)。

2.2、物料厚度對(duì)真空凍結(jié)的影響

　　圖5 給出了山楂漿厚度分別為3 mm, 5 mm,7 mm, 9 mm 和12 mm 的抽真空凍結(jié)過(guò)程時(shí)間與溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)曲線。從圖中可以看出, 山楂漿厚度不僅影響降溫速率, 還影響其最終凍結(jié)溫度。厚度太小, 降溫速率快, 而達(dá)到的最終凍結(jié)溫度較高; 厚度太大, 降溫速率慢, 而達(dá)到最終凍結(jié)溫度也高。顯然, 有一個(gè)最佳厚度, 即7 mm 厚時(shí), 降溫速率較快, 可達(dá)4.9℃ /min, 最終凍結(jié)溫度最低, 可達(dá)- 34.7℃。

1.凍干箱　2.水汽凝結(jié)器(冷阱) 　3.阱泵閥　4.真空泵　5.箱阱蝶閥　6.真空調(diào)節(jié)閥　7.循環(huán)泵　8.電加熱器　9.板式換熱器　10.高溫調(diào)溫閥　11.箱供液閥　12.阱供液閥　13.蒸發(fā)冷凝器　14.供液閥　15.低溫機(jī)　16.高溫機(jī)

圖4 GLZ- 0.4型凍干機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 山楂漿厚度對(duì)抽真空自?xún)鼋Y(jié)的影響　圖6 初始含水率對(duì)山楂漿液抽空凍結(jié)的影響

2.3、物料初始含水率對(duì)真空凍結(jié)的影響

　　選用漿料厚度為7 mm, 含水量分別為75.62%、73.60%、66.85%、58.93%的鮮山楂漿, 裝在玻璃皿中, 放在凍干箱的擱板上, 測(cè)溫探頭放在物料中,偏于物料底部, 關(guān)好凍干箱門(mén)。待捕水器制冷到- 20℃之后, 開(kāi)啟真空泵。在抽真空過(guò)程中記錄物料溫度隨時(shí)間的變化如圖6 所示。結(jié)果表明,山楂漿初始含水率不僅影響降溫速率, 而且還影響最終凍結(jié)溫度。初始含水率越低, 降溫速率越慢, 最終溫度越高, 越不易凍結(jié)。

2.4 抽真空凍結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析

　　觀察抽真空凍結(jié)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 抽真空開(kāi)始后物料表面有起氣泡和飛濺現(xiàn)象。起泡和飛濺的激烈程度與物料厚度和含水率都有關(guān)系。厚度越厚, 起泡和飛濺越小, 幾乎成正比關(guān)系; 含水量越高, 起泡和飛濺越強(qiáng)烈。物料厚度太薄( 圖5 中3 mm) , 含水率太低( 圖6 中58.93%) , 凍結(jié)最終溫度高于山楂漿共晶點(diǎn)溫度時(shí), 不能夠采用抽真空法自?xún)鼋Y(jié),否則凍干產(chǎn)品的品質(zhì)會(huì)受到影響。

　　在抽真空自?xún)鼋Y(jié)過(guò)程中, 物料所含自由水分迅速蒸發(fā), 實(shí)際上已經(jīng)開(kāi)始了干燥過(guò)程, 使得整個(gè)干燥時(shí)間縮短, 同時(shí)節(jié)省了制冷壓縮機(jī)的能量消耗, 實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。