真空冷凍干燥技術(shù)在zui近的二十年中取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，隨著人們環(huán)保意識(shí)、健康意識(shí)的進(jìn)一步加強(qiáng)，必將對(duì)消費(fèi)品的品質(zhì)提出更高要求。生活節(jié)奏的不斷加快，人們對(duì)方便快餐食品的需求也將日趨旺盛。所有這些都將有力地推動(dòng)真空冷凍干燥技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使其應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。因此，真空冷凍干燥必將成為二十一世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。
真空冷凍干燥的基本原理
真空冷凍干燥是將含水物料凍結(jié)后，在真空環(huán)境下加熱，使物料中水分直接除去，從而使物料脫水獲得凍干制品。真空冷凍干燥屬于物理脫水，了解它應(yīng)該從水的三相圖開始。
在低壓下水的相變過程和常壓下大體相似，但相變時(shí)的具體溫度不同。例如在103 Pa壓力下，固態(tài)冰轉(zhuǎn)化為液態(tài)水的溫度略高于0℃，而液態(tài)水轉(zhuǎn)化為蒸汽的溫度為6.3℃，可見降低壓力后冰點(diǎn)變化不大，而沸點(diǎn)卻大大降低了?？梢韵胂?，當(dāng)壓力降低到某一值時(shí)，沸點(diǎn)即與冰點(diǎn)相重合，固態(tài)冰就可以不經(jīng)液態(tài)而直接變?yōu)闅鈶B(tài)，這時(shí)的壓力稱為三相點(diǎn)壓力，相應(yīng)的溫度稱為三相點(diǎn)溫度。
水的相平衡圖
水的三種聚集態(tài)隨溫度和壓強(qiáng)不同而變化，以壓強(qiáng)為縱坐標(biāo)，溫度為橫坐標(biāo)表示水的聚集態(tài)，稱為水的相平衡圖。由圖可以看出，OS,OL，OK三條曲線把相圖分成三個(gè)區(qū)域，即氣相、液相、固相。OS曲線為氣固兩相平衡共存的狀態(tài)，這時(shí)的水蒸氣壓強(qiáng)為水的飽和蒸汽壓，OL曲線為液固兩相平衡共存的狀態(tài)，OK曲線為氣液兩相平衡共存的狀態(tài)，K為水的臨界點(diǎn)，K點(diǎn)溫度為374℃，壓強(qiáng)為2.11×107Pa，在此點(diǎn)液態(tài)水不存在。O點(diǎn)為三條曲線的交點(diǎn)，即三相點(diǎn)，三相點(diǎn)溫度為0.01℃，三相點(diǎn)壓力為610.5Pa，是水的三相平衡共存的狀態(tài)。真空冷凍干燥是在三相點(diǎn)以下進(jìn)行的。
凍干食品的特點(diǎn)
由于真空冷凍干燥在低溫低壓下進(jìn)行，而且水分不經(jīng)過液態(tài)直接升華，真空冷凍干燥產(chǎn)品可確保食品中蛋白質(zhì)、維生素等各種營(yíng)養(yǎng)成份，特別是那些易揮發(fā)的熱敏性成份不損失，因而能zui大限度地保持原有的營(yíng)養(yǎng)成份，有效地防止干燥過程中的氧化、營(yíng)養(yǎng)成份的轉(zhuǎn)化和狀態(tài)變化。冷凍干燥制品成海綿狀、無干縮、復(fù)水性好、食用方便、含水分極少，相應(yīng)包裝后可在常溫下長(zhǎng)時(shí)間保存和運(yùn)輸。