生物饵料冷冻干燥技术的现状及发展趋势

李陇梅

摘 要：本文通过分析生物饵料真空冷冻干燥技术、设备、工艺的现状，提出目前国内对生物饵料冻干设备的研究主要集中在国外冻干设备的改造方面，如改造加热板、捕水器等，并分析了冻干设备的发展现状预测今后的发展趋势。

关键词：真空；冷冻干燥；技术分析

中图分类号：K206.6 文献标识码：A 收稿日期：2016-03-04

真空冷冻干燥简称冻干，是指将含水物料冷冻成固体。在低温低压条件下，利用水的升华性能，使物料低温脱水而达到干燥目的的一种干燥方法。

我国于20世纪50年代开始设计、研制冻干设备，直到20世纪80年代，由于市场需求的扩大才得以迅速发展，其应用领域也由最初的医学生物领域扩展到食品加工、材料工业及航空、航天技术等领域。直至20世纪90年代，冻干技术才被应用到观赏鱼生物饵料加工行业中来。

1.生物饲料冻干设备的现状及发展趋势

生物饲料冻干机发展较迅速，起初多从国外引进，近几年已经基本实现国产化了。目前，国内生产生物饲料冻干机还都是非标准化产品。大部分生产厂家都是仿制。有的厂家对国外先进技术进行了改进。如加热板内引入特殊导流装置，使加热板温度均匀、稳定；捕水器盘管内氨液制冷方式改为氨液无相变制冷，使捕水器盘内温度均匀，结霜性能良好。

生物冻干机仍存在许多不足，国产与引进设备都存在价格贵、耗能高、收回投资慢的缺点。除此之外，国产冻干机还存在以下一些缺点：①搁板温度不均，冻干产品含水率不均，产品合格率受影响。②干燥速率低，干燥箱内各点干燥速率不一致，导致产品合格率受影响。③无法判断干燥何时结束，这是重大欠缺点，因为它可能造成产品含水率高而不合格，也可能造成干燥时间过长而浪费能源。④捕水器效率低。捕水器有效捕水面积小，其根本原因是捕水器设计不合理。⑤真空度不稳定。

生物用冻干机的研究方向和发展趋势应该为以下几点：①改进结构，优化设计，降低成本，减少能耗。国外有些冻干机不采用不锈钢制造，而采用低碳钢涂覆食品用可烘干树脂，涂层厚度为0.12～0.20mm，在室温下就会发出红外线。对捕水器的结构、尺寸、结霜性能的优化更具有实际意义。对于冻干机而言，应降低加热系统功率消耗，改进结构。②保证质量，提高性能。今后生产的冻干机必须保证质量，可靠性要好。提高加热速率、抽气速率，增强温度均匀性、真空度稳定性。③开发连续式冻干设备。随着人民生活水平的提高，消费量会增加，因此发展连续冻干设备，增加产量是必然趋势。

2.生物饵料冻干工艺的现状及发展趋势

冻干生物饵料的加工工艺因产品不同，工艺参数也有所差别，目前主要工艺过程包括原料筛选→原料储存→原料清理→精洗→原料预处理→物料冻结→升华干燥→干燥检验→计量灭菌→包

装→入库等几个阶段，主要工艺有清洗（冲泡去泥、去杂物、清除药害）→分选（视品种情况选择）→冻结（原料预冻结、终温-15℃～-45℃）→升华干燥（冻结原料在真空环境中受热脱除水分，加热温度为35℃～120℃）→筛选粉碎设备（分选出不同规格的成品和残次品，粉粒状产品需进行粉碎）→灭菌、计量装置→包装材料（马口铁罐装、铝箔袋袋装等）。影响具体饵料干燥产品质量的因素有很多，包括工艺制作、原料质量、设备性能和稳定性、生产管理，等等。影响升华干燥过程的一些参数有：①冻结速度（每分钟降温0.25℃～0.35℃）；②加热升温速度（每分钟升温0.15℃～0.25℃）；③冷阱维持温度（-45℃～-55℃）；④真空度（20 Pa～80Pa）。这些参数需要由质量和性能参数比较稳定的冷冻干燥设备来控制和完成。

生物冻干机从实验室进入生产车间还应该进一步优化，使其满足产业化、快速、节能的要求。

今后冻干工艺的发展方向应该是：①生物饵料冻干工艺除扩大物料品种外，应该着重优化工艺参数，制订出最佳工艺曲线，完善冻干产品质量检查的标准，降低冻干产品的价格。②生物饵料的冻干工艺应该实现标准化，以提高冻干产品质量为重点，使冻干过程中所用的保护剂或添加剂更规范。加强经验交流，走共同进步之路。

今后的冻干技术，要在设备、工艺方面进行更新、更好、更深入的研究，及时跟进国际先进技术的发展，生产更经济、更高质量的冻干产品，应该作为今后开发应用的主要方向。

参考文献：

[1]迟大鹏，黄 翔.食品真空冷冻干燥设备的原理与应用[J].冷藏技术， 1999，（4）.

[2]王小光，张颜民. ZDG-160食品真空冷冻干燥设备[J].真空与低温， 1998，（3）.