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國外的凍干設(shè)備生產(chǎn)廠家有丹麥阿*工業(yè)公司(ATLAS)、日本真空技術(shù)株式會社(ULVAC)、美國奧特公司(Virtis)、英國愛德華公司(Edwards)、日本共和真空技術(shù)株式會社(KYOWAC)等設(shè)備制造商;中國臺灣也有多家凍干設(shè)備生產(chǎn)廠,但良秀不齊,有些是低劣產(chǎn)品。
國內(nèi)有名的凍干設(shè)備生產(chǎn)廠家有中國科學院蘭州物理研究所研制的ZDG型、清華大學核能技術(shù)設(shè)計研究所研制的DH—FD型、深圳萬寶真空保鮮設(shè)備公司生產(chǎn)的DF型、廣州長城制冷工業(yè)設(shè)備廠生產(chǎn)的SZDG型、中國航天工業(yè)總公司沈陽新陽速凍設(shè)備制造公司生產(chǎn)的LG型等食品凍干設(shè)備。
5.7.3.2簡易凍干食品生產(chǎn)線的配置 ⑴前處理設(shè)備有:
①多用切片機 1臺,生產(chǎn)能力200~500kg/h,國產(chǎn)的即可,如有條件,可購買中國臺灣、日本、美國產(chǎn)的切片機,以美國厄舍公司的*。
②冷卻槽 殺青后的冷卻槽可用清洗槽代替,簡易生產(chǎn)線通常因自來水冷卻瀝水可選用振蕩瀝水機,如有條件,選用離心機。
③速凍庫 速凍庫的配置與凍干機的處理能力相適應,以日班生產(chǎn)配料,滿足2~3班凍干為宜。冷源單獨或半單獨設(shè)置(低壓循環(huán)部分獨立)以防止在速凍庫熱負荷較大時,影響到正在凍干過程中的冷阱溫度。
⑵凍干車間 凍干車間是凍干食品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,它的設(shè)置同時要考慮到產(chǎn)品質(zhì)量受影響的程度,一般速凍庫與凍干箱門之間的距離越短越好,并且此通道,僅作為物流通道,而不兼作人流通道,凍干箱門端與凍干機其它部分及設(shè)備隔開,以減少環(huán)境對半成品的污染。
⑶卸料與包裝間 卸料與包裝間應密閉,地面至少要用水磨石加打蠟,墻體要用白瓷磚貼至1.5m高,以上部分要刷白色防水涂料,此車間須裝設(shè)空調(diào)除濕設(shè)備,空調(diào)制冷可與冷庫系統(tǒng)合用,除濕設(shè)備宜選用轉(zhuǎn)輪式除濕機,以利降低除濕成本,車間無窗戶,門盡可能密閉,采用無塵凈化室的密封門,并要有換氣、消毒、滅菌等設(shè)施。
包裝時一般要有不銹鋼工作臺,抽真空充氮封口機,抽真空設(shè)備宜選用水環(huán)式真空泵,抽速約20L/s,充氮氣源為工業(yè)用氮氣,經(jīng)減壓過濾充入即可。
5.7.3.3現(xiàn)代化流水生產(chǎn)線配置
` 現(xiàn)代化流水生產(chǎn)線與簡易生產(chǎn)線相比,僅在前處理增加了清洗、去皮、殺毒、冷卻、輸送等自動化機械設(shè)備,以減少前處理中手工作業(yè)量,因清洗、去皮等操作中沒有標準化通用設(shè)備,在此不作詳述,其它與簡易生產(chǎn)線相同。
5.7.4凍干果蔬的生產(chǎn)工藝 工藝流程
原料選擇→整理→預凍結(jié)→升華干燥→后處理→包裝、貯藏。 操作要點
⑴預處理 一般預處理是指升華干燥前的所有處理,所以干燥前凍結(jié)也屬于預處理。原料預處理和常規(guī)的果蔬干燥及果蔬速凍制品相同,如需進行挑選、清洗、去皮、切分、燙漂、冷卻等處理,具體操作參見本書有關(guān)內(nèi)容,在此不作詳述。在進行果汁或蔬菜汁凍干時,則先用較低廉的加工方法預先將其濃縮,后在預凍結(jié)時將產(chǎn)品變成粒狀。
預凍結(jié)是把經(jīng)前處理后的原料進行冷凍處理(有關(guān)冷凍工藝及設(shè)備參見本書“9.果蔬速凍"),它是凍干的重要工序。由于果蔬在冷凍過程中會發(fā)生一系列復雜的生物化學及物理化學變化,因此預凍的好壞將直接影響到凍干果蔬質(zhì)量。冷凍過程中重點考慮的是被凍結(jié)物料的凍結(jié)速率對其質(zhì)量和干燥時間的影響。速凍與慢凍有以下差別:速凍產(chǎn)生的冰晶較小,慢凍產(chǎn)生的冰晶較大;大的冰晶有利于升華,小的冰晶不利于升華;小的冰晶對細胞的影響較小,冰晶越小,干燥后越能反映出產(chǎn)品原來的組織結(jié)構(gòu)和性能。但凍
結(jié)速率高,所需的能耗也高。應綜合考慮,選擇一個*的凍結(jié)速率,在保證凍干食品質(zhì)量的同時,使所需的冷凍能耗zui低。
⑵升華干燥 是凍干食品生產(chǎn)過程中的核心工藝。要控制好工藝條件:
①裝載量 干燥時,凍干機的濕重裝載量即單位面積干燥板上被干燥的質(zhì)量,是決定干燥時間的重要因素。被干燥食品的厚度也是影響干燥時間的因素。
冷凍干燥時,物料的干燥是由外層向內(nèi)層推進,因此,被干燥物料較厚時,需要較長的干燥時間。在實際干燥時,被干燥物料均被切成15~30mm的均一厚度。單位面積干燥板所應裝載的物料量,應根據(jù)加熱方式及干燥食品的各類而定。在采用工業(yè)化大規(guī)模裝置進行干燥時,若干燥周期為6~8h,則干燥板物料裝載量為5~15kg/m2。
②干燥溫度 冷凍干燥時,為能縮短干燥時間,必須有效地供給冰晶升華所需要的熱量,因此設(shè)計出各種實用的加熱方式。干燥溫度必須是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不會因過熱而引起熱變性的范圍內(nèi)。因此,在單一加熱方式中,干燥板的溫度在升華旺盛的干燥初期應控制在70~80℃,干燥中期在60℃,干燥后期在40~50℃。
③干燥終點的判斷 干燥終點可用下列指征來判定:物料溫度與加熱板溫度基本趨于一致并保持一段時間;泵組(或冷阱)真空計與干燥室真空計趨于一致,并保持一段時間;干燥室真空計冷阱溫度基本上回復到設(shè)備空載時的指標并保持一段時間;對有大蝶閥的凍干機,可關(guān)閉大蝶閥,真空機基本不下降或下降很少。以上4個判定依據(jù),即可單獨使用,亦可組合或聯(lián)合使用。 ⑶后處理 后處理包括卸料,半成品選別,包裝等工序。
凍干結(jié)速后,往干燥室內(nèi)注入氮氣或干燥空氣破除真空,然后立即移出物料在一個相對濕度50%以下,溫度22~25℃,塵埃少的密閉環(huán)境中卸料,并在相同的環(huán)境中進行半成品的選別及包裝。因為凍干后的物料具有龐大的表面積,吸濕性非常強,因此需要在一個較為干燥的環(huán)境下,完成這些工序的操作。 ⑷包裝與貯存 食品凍干后具有龐大的表面積,食品中的一些成分直接裸露到空氣中,易接觸到空氣中的氧及吸附水分,從而導致凍干食品的逐漸變質(zhì)。其次,大多數(shù)凍干食品均具有天然色澤,這些天然色素易在光照下降解。在氧化作用及色素降解過程中,溫度也是一個影響此類化學反應的重要因素。因此,凍干食品的包裝主要考慮如何防止或減輕上述4個因素的影響。
凍干食品所具有的多孔海綿狀結(jié)構(gòu),既有其有利的一面,也有其不利的一面:一是產(chǎn)品一旦暴露于空氣中容易吸濕和氧化降質(zhì),所以,凍干食品應抽真空包裝,充氮包裝;二是凍干食品所占體積相對較大,不利于包裝、運輸、銷售,因此凍干食品常被壓縮后包裝。此外,多孔疏松狀結(jié)構(gòu)使得凍干食品在運輸、銷售途中極易破碎,因此,對于那些不便壓縮包裝的凍干食品,應具有一定保護作用的包裝材料或包裝形式。
凍干食品常用的包裝材料為PE袋及復合鋁鉑袋,PE袋常用作大包裝用,復合鋁鉑袋常用作小包裝用,外包裝通常都選用牛皮瓦楞紙板箱,其大小符合集裝箱運輸之需要,用PE袋作內(nèi)包裝時,為強化其隔絕氧、水、汽的作用,常用雙層,必要時,還可采用鐵罐包裝,但價格較高,應用不很普遍。不論采用何種包裝材料,均需采用抽真空充氮,并添加除氧劑及干燥劑。
凍干食品應貯存在陰涼、干燥處,如有條件,放置在低溫低濕的環(huán)境中,保質(zhì)期通常為1~2年,采用鐵罐包裝時可適當延長。
5.7.5凍干食品的質(zhì)量標準
凍干食品的質(zhì)量要求較為嚴格,質(zhì)量檢驗時,抽樣率占每批總數(shù)的10%(客戶有特需要求除外)每件隨機抽取小樣,混勻后作待檢樣品,由于凍干食品目前尚無國家標準,亦無可參照的標準,下述檢驗項目均為行業(yè)推薦指標,大致如下: ⑴感官指標
色澤:應有該品種原料的色澤。
香味:應有該品種的香味(或熟制后的香味)。
粒度:指規(guī)格,依客戶要求而定,其中粉末≤2%。 ⑵水分 ≤5%
⑶夾雜物 不得檢出(指非原料或其裂解物)。
⑷微生物 細菌總數(shù)≤500個/g;大腸菌群≤10個/100g;致病菌:不得檢出,或依客戶要求另定。 ⑸重金屬 砷(以As計)≤1.0mg/kg;鉛(以Pb計)≤2.0mg/kg;銅(以Cu計)≤60mg/kg。 ⑹裝量 不低于標示量。 ⑺包裝材料 依客戶要求而定。
5.7.6凍干食品生產(chǎn)質(zhì)量控制
凍干食品作為食品,絕大部分均出口往發(fā)達國家或地區(qū),由于這些國家或地區(qū)都普遍實行了食品“GMP"標準,因此,外商對其質(zhì)量要求極為嚴格,不僅對產(chǎn)品質(zhì)量有嚴格的要求,而且要對廠家進行實地考察,往往要求至少關(guān)鍵工序要達到標準。
GMP的指導思想:產(chǎn)品質(zhì)量是在生產(chǎn)過程中制造出來的,而不是在檢驗中檢測出來的,因此,在實施過程中它要求要以合格、稱職的技術(shù)人員,對員工進行反復不斷的培訓,使他們始終明白GMP對他的工作崗位的具體要求,此外,它對工廠的硬件也有具體的要求,筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗,把凍干食品生產(chǎn)質(zhì)量控制措施歸納如下: ⑴廠房
①凍干食品生產(chǎn)企業(yè)必須有整潔的生產(chǎn)環(huán)境,生產(chǎn)區(qū)周圍應無污染源,空氣場地、水質(zhì)應符合食品衛(wèi)生要求,生產(chǎn)區(qū)內(nèi)及周圍應無露土地面,并增加綠化面積。
②廠區(qū)應接行政、生活、生產(chǎn)、輔助系統(tǒng)劃分布局。行政、生活與生產(chǎn)區(qū)應相距一定距離、生產(chǎn)廠房按產(chǎn)品工藝特點要求會理布局,間距適當,無交叉污染,在同一廠房及領(lǐng)近廠房進行的各項操作,不得相互妨礙。
③廠房內(nèi)必須足夠的空間和場所,能整齊,合理地安置設(shè)備和物料,按照工藝要求,工序銜接合理,人流,物流分開,防止不同品種相互混淆,交叉污染和遺漏生產(chǎn),檢驗步驟。
④廠房內(nèi)應具備適當?shù)恼彰?,取暖及通風設(shè)備,必要時需要空調(diào)設(shè)備,使室內(nèi)保持適當?shù)臏囟群蜐穸取U彰?、采暖設(shè)備及各種管通與生產(chǎn)車間的空間隔離。
⑤廠房應能防止動物和昆蟲進去,其內(nèi)部表面應光滑少縫隙,不得脫蕩或吸附顆粒性粉塵。 ⑥廠房必須按生產(chǎn)工藝和質(zhì)量要求,劃分等級,一般生產(chǎn)區(qū)(指無菌落數(shù)要求的生產(chǎn)車間、房間等),控制區(qū)(指對菌落數(shù)有一定要求的生產(chǎn)車間及輔助房間),并應采取相應的保證措施。
⑦控制區(qū)車間內(nèi)墻、平頂和地坪要材質(zhì)堅硬,平整光滑少縫隙,無顆粒性物質(zhì)脫落,易清洗,易消毒,有外窗的房間,其窗應密封,門要求光滑,造型簡單,關(guān)閉嚴密,開啟方向應朝向衛(wèi)生程度高的房間。進入控制區(qū)內(nèi)的空氣須經(jīng)初效、中效過濾,還須經(jīng)過濾,室內(nèi)溫度、濕度應符合工藝要求,一般應保持1~2Pa的正壓,并在合適的地方裝設(shè)紫外燈。
⑧操作人員應須經(jīng)更衣后,經(jīng)緩沖室方能進入生產(chǎn)控制區(qū),生產(chǎn)控制區(qū)的服裝至少須采用無扣白大褂,選用無塵工作服。
⑨進入生產(chǎn)控制區(qū)的物料和工具,應通過緩沖室清潔,消毒后才能進入。 ⑵設(shè)備
①生產(chǎn)設(shè)備須與所生產(chǎn)食品相適應,并按工藝流程合理布局,便于操作,拆卸清洗、消毒及滅菌。 ②設(shè)備及管道的材質(zhì)應與物料不起化學反應,凡食品直接接觸的設(shè)備表面均需光潔、平整、易清洗、耐腐蝕、不吸附,不污染所加工的物料。
③設(shè)備的轉(zhuǎn)動及管道系統(tǒng)要密封良好,防止?jié)櫥汀⒗鋮s劑等對食品的污染。
④所有設(shè)備均要造冊登記,主要設(shè)備(儀器)應建立檔案資料,其主要內(nèi)容有:原始技術(shù)資料(包括設(shè)備使用維修說明書原件)、設(shè)備裝配總圖、施工圖、零件、易損件、備件清單,檢修、維護保養(yǎng)和事故記錄等。
⑤用于生產(chǎn)和檢驗的儀器、衡器、量具等應經(jīng)計量檢定,并作定期檢查,凡精度不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的儀表、儀器、衡器、量具不得用于生產(chǎn)和檢驗。
⑥設(shè)備使用、檢修人員應了解設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、性能與用途、切實做到會使用、維修、保養(yǎng),會排除故障。
⑶生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(以小香蔥生產(chǎn)為例)
①原料的新鮮程度要有專人檢查,并作相應的記錄,如有異常情況應及時處理。
②分檢工序是控制夾雜物的關(guān)鍵工序,應嚴格把關(guān),任何夾雜物均不得流入下一道工序,同時須將不合格的原料剔除。
③清洗工序的重點是洗去泥沙,但不能泡水太久,因為蔥的吸水能力是較大的,吸水太多時要用離心機甩去過多的水分。
④切段時應注意蔥段的尺寸應在允許的誤差范圍內(nèi)。
⑤鋪盤工序在控制區(qū)內(nèi)進行,以使微生物含量不至于超標,且鋪盤時計量必須準確,表面須刮平整,否則易造成欠干。
⑥預凍結(jié)要盡快降溫凍結(jié),當多個物料中心溫度達-18℃以下后,維持0.5h即可,以減少能耗,也不必將物料溫度降得太底。
⑦凍干工序應遵照凍干曲線進行,當凍干機出現(xiàn)異常情況時要盡可能保住產(chǎn)品不至于溶化,關(guān)鍵是想辦法維持升華條件,切去熱源。
⑧卸料及半成品分檢、包裝工序,要方止微生物污染、吸潮、要特別注意操作人員著裝,環(huán)境的濕度、溫度及室內(nèi)衛(wèi)生。 5.7.7凍干果蔬生產(chǎn)實例 5.7.7.1小香蔥 ⑴工藝流程
原料→分檢→清洗→切段→鋪盤→預凍結(jié)→凍干→卸料→半成品分檢→包裝→入庫。 ⑵操作要點
原料 要求新鮮,無病害、無枯黃葉、無損傷,色澤青綠。 分檢 按原料驗收方法將合格的原料挑選出來,注意剔除夾雜物, 清洗 用流動水漂洗,洗去表面泥沙。 切段 用切片機切成4~5mm的小蔥段。
鋪盤 把截切好的蔥段均勻鋪入凍干盤中,裝載量為8~9kg/m2。
速凍 鋪好盤后的小香蔥連同凍干盤一起放置在吊車上,推入急凍庫中速凍,注意放置好測溫探頭,當溫度達到-18℃以下,維持0.5h即可。
凍干 把預凍結(jié)好的物料迅速推入準備好的凍干機中,動作越快越好,迅速關(guān)上干燥箱門,并立即開始抽真空,完成上述部驟的時間一般在10~15min左右,太長則有可能引起物料表面的熔化。到工作壓力后,開始按設(shè)定的加熱曲線加熱,凍干小香蔥加熱曲線一般分成6段:①在30mim內(nèi),均勻升溫至120℃,性能優(yōu)良的設(shè)備可在15min內(nèi)達到;②在120℃維持恒溫3h;③在1h內(nèi),均勻降溫至80℃;④在80℃維持恒溫2h;⑤在1.5h內(nèi),均勻降溫至60℃;⑥在60℃維持恒溫2h。整個凍干周期約10h,由于各臺動干設(shè)備的性能有所不同,上述參數(shù)僅供參考,能否采用,應先試驗后確定。
卸料 卸料應在密閉、少塵埃的潔凈區(qū)域內(nèi)進行,室內(nèi)相對濕度50%以下,溫度22~25℃,卸料后如來不及進行半成品分檢,則應先密閉口在容器中。
半成品分檢 主要挑去夾雜物,分切不良及其它不合格品,其環(huán)境要求與卸料同。
包裝 按與客戶簽訂合同時的規(guī)格包裝,通常有5kg/箱、8kg/箱、10kg/箱可供選擇,為防止堆疊時外包裝箱變形,外箱常設(shè)計成高箱式(四方底,高為底邊長的兩倍半左右),且裝料時只裝至離頂2~2.5cm為宜。
5.7.7.2荔枝 ⑴工藝流程
原料選擇→挑選→洗果→去殼、去核→清洗→切分→預凍結(jié)→凍干→包裝。 ⑵操作要點
荔枝選擇、前處理和預凍結(jié)參考本書荔枝速凍(9.7.1)。把切分好的荔枝肉預凍結(jié)至-30℃。凍干時首先將冷阱溫度預冷至-35℃,打開干燥倉門,裝入凍透的荔枝,關(guān)上倉門,啟動真空機組進行抽空,當真空度達到60Pa時,開始加熱,加熱過程中需要保證穩(wěn)定的工作真空度,而且保證物品zui高溫度不超過50℃。凍干后抽真空充氮包裝。 5.7.7.3蘑菇、大蒜、胡蘿卜
蘑菇、大蒜、胡蘿卜都是采用冷凍干燥主要品種。這3種蔬菜的前處理參見前面的熱風干燥;預凍結(jié)參考本書的“9.果蔬速凍保藏"部分;凍干及后處理參考前面的內(nèi)容
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