冷冻干燥的生产工艺
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发布时间：2022-04-23 06:18
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时间：2023-07-01 04:49
由于生物制品和药品的冻干工艺比较复杂，为保证冻干产品的质量和节能，在生产过程中需要严格控制预冻温度、升华吸热等，使冻干过程各阶段按照预先制订的工艺路线工作。 二次世界大战以后，军队和*开始广泛地进行有关脱水食品的实验。当时，人们对于脱水食品的味道和营养就有了更大的期望，大家都指望有一种更好的方法，使食品保存得更长久一些，同时，人们对食用方便性也有了更高的要求，既要保存原味、质地，又要保留营养成份，但是，人们的要求又与科学技术所能达到的水平有一定的距离，因而人工防腐剂及化学剂的用量日益增高。
与此同时，也有科学家致力于高科技的研究和开发，从而使冷冻法的可行性进一步提高，然而这些努力在当时也险些被中断；原因是 Del Monte 食品罐头厂曾经在一项大规模研究中企图证明冷冻食品的营养和美味不如罐头食品，不过，这项研究由 Del Monte 自己半途而废了，因为研究结果显示，冷冻食品，特别是水果和蔬菜要比罐头食品所具有的营养和美味强得多。
事实上，食用冷冻食物在某些情况下甚至优于食用新鲜食物的营养成份，举例来说，一个普通的消费者在买了玉米后，如果经过了四、五天才把它们吃掉，在这期间，某些糖份已经转化成了淀粉，一些营养成份在这过程中已经消失了。
但是，如果植物在收割后，便很快地被清洗、剥皮，在三到四个小时之内就冷冻起来，植物的营养成份就不会损失，同时，由于经过了清洗的步骤，从而可控制病源微生物的活动。冷冻食品也因而愈来愈受到人们的欢迎，并使得这项技术研究不断地深入发展。 把冷冻过的植物置于真空状态下，使之充分脱水，从而完成植物从冷冻状态到脱水防腐状态的转换，这就是冷冻干燥法的原理。
在进行冷冻干燥的真空环境下，水只能以固体（冰）或气体（蒸气）的形式存在，而不能以液体形式存在，所以可以防止植物溶解在水中而发生溃烂。植物中的冰在真空环境下变成蒸气，因而使冷冻干燥室的气压变大。如果不能很好地处理蒸气，与冷冻干燥室相连的真空机会被水充满，从而破坏冷冻干燥室的真空状态。当此种破坏达到一定程度时，植物就会被软化，呈现出空气干燥后的状态－皱缩、溃烂和发黑。
但是，如果能将冷冻板控制在华氏零下 25 度以下，这个问题就能迎刃而解。水蒸气会自然地流向这些温度较低的冷冻板，并在板上凝结成冰。经由此方式，我们就能减少冷冻干燥室里的水蒸气，从而保证整个冷冻干燥过程在适当的真空状态下进行。
小心地增加温度也是这个生产过程中重要的一环，一旦热量提供太多、太快，就会有过量的水蒸气蒸发到冷冻干燥室中，而如果冷冻系统不能及时凝结水蒸气，过剩的水蒸气就会加升室内的气压，降低真空状态，这时植物就会变软。
值得注意的是，在一般的冷冻干燥过程中，植物的外层会构成一个绝缘层，阻止其内部水份的蒸发，也就是说植物是由外向内进行脱水，亦意味着在适当温度下，要花更多的时间来干燥植物内部。实际上，一般的冷冻干燥有 80% 的时间是被用来除去植物内部最后 20% 的水份，举例来说，冷冻干燥一个草莓一般要花 14 到 16 小时。 那么，究竟是什么使冷冻干燥法既有效又实用呢？为什么冷冻干燥法是最好的脱水方法？简单地说，冷冻干燥法是对植物最具柔性的处理方法。
由于是在温度相对很低的状态下进行干燥的，因此，植物中的大多数营养成份会被完整无缺地保留下来。低温可以避免植物中的糖份被烤焦，出现我们所熟悉的那种加工过的味道。低温还能使成品保留原有的自然风味和芳香，由于整个过程进行于真空室内，所以在低温中就可将冰转化为蒸气，也因此不会被破坏植物的营养成份。
冷冻干燥后的成品不会产生任何收缩，一个经过冷冻干燥的草莓，无论在外形或体积上，都与新鲜草莓相差无几。一个被彻底冷冻干燥的植物在显微镜下会呈现出蜂窝状外表。细胞在释放水份后，保留下了营养纤维和固状物，这样它的整个构造就得到了完好地保存，也使植物易于再次快速水化。亦即水份将极易再次进入植物的细胞内，充斥其空间，此意味着一旦暴露在空气中，就很容易吸收潮气，因此冷冻干燥植物必须用密封袋来保存。冷冻干燥过的豌豆和玉米在汤中只需 3 分钟就能再次水化，而风干的豌豆和玉米则需要 10 分钟。另外，冷冻干燥法也无需再加防腐剂和添加剂，是一种天然的浓缩制造过程。 1. 保留完好的营养成份（如蛋白质、维生素、植物营养素等）。
2. 保留食品原有外形、色泽和构造。
3. 加水后，能快速、完全的复原。
4. 常温下能长久储存，而且不需添加任何防腐剂。
5. 冷冻干燥加工过的食物重量轻，易于携带和运输，且运费较低。
6. 使食品更浓缩。
