生物餌料冷凍干燥技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

李隴梅

摘 要：本文通過分析生物餌料真空冷凍干燥技術、設備、工藝的現(xiàn)狀，提出目前國內(nèi)對生物餌料凍干設備的研究主要集中在國外凍干設備的改造方面，如改造加熱板、捕水器等，并分析了凍干設備的發(fā)展現(xiàn)狀預測今后的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：真空；冷凍干燥；技術分析

中圖分類號：K206.6 文獻標識碼：A 收稿日期：2016-03-04

真空冷凍干燥簡稱凍干，是指將含水物料冷凍成固體。在低溫低壓條件下，利用水的升華性能，使物料低溫脫水而達到干燥目的的一種干燥方法。

我國于20世紀50年代開始設計、研制凍干設備，直到20世紀80年代，由于市場需求的擴大才得以迅速發(fā)展，其應用領域也由最初的醫(yī)學生物領域擴展到食品加工、材料工業(yè)及航空、航天技術等領域。直至20世紀90年代，凍干技術才被應用到觀賞魚生物餌料加工行業(yè)中來。

1.生物飼料凍干設備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

生物飼料凍干機發(fā)展較迅速，起初多從國外引進，近幾年已經(jīng)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化了。目前，國內(nèi)生產(chǎn)生物飼料凍干機還都是非標準化產(chǎn)品。大部分生產(chǎn)廠家都是仿制。有的廠家對國外先進技術進行了改進。如加熱板內(nèi)引入特殊導流裝置，使加熱板溫度均勻、穩(wěn)定；捕水器盤管內(nèi)氨液制冷方式改為氨液無相變制冷，使捕水器盤內(nèi)溫度均勻，結霜性能良好。

生物凍干機仍存在許多不足，國產(chǎn)與引進設備都存在價格貴、耗能高、收回投資慢的缺點。除此之外，國產(chǎn)凍干機還存在以下一些缺點：①擱板溫度不均，凍干產(chǎn)品含水率不均，產(chǎn)品合格率受影響。②干燥速率低，干燥箱內(nèi)各點干燥速率不一致，導致產(chǎn)品合格率受影響。③無法判斷干燥何時結束，這是重大欠缺點，因為它可能造成產(chǎn)品含水率高而不合格，也可能造成干燥時間過長而浪費能源。④捕水器效率低。捕水器有效捕水面積小，其根本原因是捕水器設計不合理。⑤真空度不穩(wěn)定。

生物用凍干機的研究方向和發(fā)展趨勢應該為以下幾點：①改進結構，優(yōu)化設計，降低成本，減少能耗。國外有些凍干機不采用不銹鋼制造，而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹脂，涂層厚度為0.12～0.20mm，在室溫下就會發(fā)出紅外線。對捕水器的結構、尺寸、結霜性能的優(yōu)化更具有實際意義。對于凍干機而言，應降低加熱系統(tǒng)功率消耗，改進結構。②保證質(zhì)量，提高性能。今后生產(chǎn)的凍干機必須保證質(zhì)量，可靠性要好。提高加熱速率、抽氣速率，增強溫度均勻性、真空度穩(wěn)定性。③開發(fā)連續(xù)式凍干設備。隨著人民生活水平的提高，消費量會增加，因此發(fā)展連續(xù)凍干設備，增加產(chǎn)量是必然趨勢。

2.生物餌料凍干工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

凍干生物餌料的加工工藝因產(chǎn)品不同，工藝參數(shù)也有所差別，目前主要工藝過程包括原料篩選→原料儲存→原料清理→精洗→原料預處理→物料凍結→升華干燥→干燥檢驗→計量滅菌→包

裝→入庫等幾個階段，主要工藝有清洗（沖泡去泥、去雜物、清除藥害）→分選（視品種情況選擇）→凍結（原料預凍結、終溫-15℃～-45℃）→升華干燥（凍結原料在真空環(huán)境中受熱脫除水分，加熱溫度為35℃～120℃）→篩選粉碎設備（分選出不同規(guī)格的成品和殘次品，粉粒狀產(chǎn)品需進行粉碎）→滅菌、計量裝置→包裝材料（馬口鐵罐裝、鋁箔袋袋裝等）。影響具體餌料干燥產(chǎn)品質(zhì)量的因素有很多，包括工藝制作、原料質(zhì)量、設備性能和穩(wěn)定性、生產(chǎn)管理，等等。影響升華干燥過程的一些參數(shù)有：①凍結速度（每分鐘降溫0.25℃～0.35℃）；②加熱升溫速度（每分鐘升溫0.15℃～0.25℃）；③冷阱維持溫度（-45℃～-55℃）；④真空度（20 Pa～80Pa）。這些參數(shù)需要由質(zhì)量和性能參數(shù)比較穩(wěn)定的冷凍干燥設備來控制和完成。

生物凍干機從實驗室進入生產(chǎn)車間還應該進一步優(yōu)化，使其滿足產(chǎn)業(yè)化、快速、節(jié)能的要求。

今后凍干工藝的發(fā)展方向應該是：①生物餌料凍干工藝除擴大物料品種外，應該著重優(yōu)化工藝參數(shù)，制訂出最佳工藝曲線，完善凍干產(chǎn)品質(zhì)量檢查的標準，降低凍干產(chǎn)品的價格。②生物餌料的凍干工藝應該實現(xiàn)標準化，以提高凍干產(chǎn)品質(zhì)量為重點，使凍干過程中所用的保護劑或添加劑更規(guī)范。加強經(jīng)驗交流，走共同進步之路。

今后的凍干技術，要在設備、工藝方面進行更新、更好、更深入的研究，及時跟進國際先進技術的發(fā)展，生產(chǎn)更經(jīng)濟、更高質(zhì)量的凍干產(chǎn)品，應該作為今后開發(fā)應用的主要方向。

參考文獻：

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[2]王小光，張顏民. ZDG-160食品真空冷凍干燥設備[J].真空與低溫， 1998，（3）.