生物餌料冷凍干燥技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

李隴梅

摘 要：本文通過(guò)分析生物餌料真空冷凍干燥技術(shù)、設(shè)備、工藝的現(xiàn)狀，提出目前國(guó)內(nèi)對(duì)生物餌料凍干設(shè)備的研究主要集中在國(guó)外凍干設(shè)備的改造方面，如改造加熱板、捕水器等，并分析了凍干設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀預(yù)測(cè)今后的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：真空；冷凍干燥；技術(shù)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：K206.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2016-03-04

真空冷凍干燥簡(jiǎn)稱(chēng)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(dá)到干燥目的的一種干燥方法。

我國(guó)于20世紀(jì)50年代開(kāi)始設(shè)計(jì)、研制凍干設(shè)備，直到20世紀(jì)80年代，由于市場(chǎng)需求的擴(kuò)大才得以迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也由最初的醫(yī)學(xué)生物領(lǐng)域擴(kuò)展到食品加工、材料工業(yè)及航空、航天技術(shù)等領(lǐng)域。直至20世紀(jì)90年代，凍干技術(shù)才被應(yīng)用到觀賞魚(yú)生物餌料加工行業(yè)中來(lái)。

1.生物飼料凍干設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

生物飼料凍干機(jī)發(fā)展較迅速，起初多從國(guó)外引進(jìn)，近幾年已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化了。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)生物飼料凍干機(jī)還都是非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。大部分生產(chǎn)廠家都是仿制。有的廠家對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。如加熱板內(nèi)引入特殊導(dǎo)流裝置，使加熱板溫度均勻、穩(wěn)定；捕水器盤(pán)管內(nèi)氨液制冷方式改為氨液無(wú)相變制冷，使捕水器盤(pán)內(nèi)溫度均勻，結(jié)霜性能良好。

生物凍干機(jī)仍存在許多不足，國(guó)產(chǎn)與引進(jìn)設(shè)備都存在價(jià)格貴、耗能高、收回投資慢的缺點(diǎn)。除此之外，國(guó)產(chǎn)凍干機(jī)還存在以下一些缺點(diǎn)：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(diǎn)干燥速率不一致，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率受影響。③無(wú)法判斷干燥何時(shí)結(jié)束，這是重大欠缺點(diǎn)，因?yàn)樗赡茉斐僧a(chǎn)品含水率高而不合格，也可能造成干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而浪費(fèi)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(shè)計(jì)不合理。⑤真空度不穩(wěn)定。

生物用凍干機(jī)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該為以下幾點(diǎn)：①改進(jìn)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低成本，減少能耗。國(guó)外有些凍干機(jī)不采用不銹鋼制造，而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹(shù)脂，涂層厚度為0.12～0.20mm，在室溫下就會(huì)發(fā)出紅外線。對(duì)捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸、結(jié)霜性能的優(yōu)化更具有實(shí)際意義。對(duì)于凍干機(jī)而言，應(yīng)降低加熱系統(tǒng)功率消耗，改進(jìn)結(jié)構(gòu)。②保證質(zhì)量，提高性能。今后生產(chǎn)的凍干機(jī)必須保證質(zhì)量，可靠性要好。提高加熱速率、抽氣速率，增強(qiáng)溫度均勻性、真空度穩(wěn)定性。③開(kāi)發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備。隨著人民生活水平的提高，消費(fèi)量會(huì)增加，因此發(fā)展連續(xù)凍干設(shè)備，增加產(chǎn)量是必然趨勢(shì)。

2.生物餌料凍干工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

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(guò)程包括原料篩選→原料儲(chǔ)存→原料清理→精洗→原料預(yù)處理→物料凍結(jié)→升華干燥→干燥檢驗(yàn)→計(jì)量滅菌→包

裝→入庫(kù)等幾個(gè)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(jié)（原料預(yù)凍結(jié)、終溫-15℃～-45℃）→升華干燥（凍結(jié)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(shè)備（分選出不同規(guī)格的成品和殘次品，粉粒狀產(chǎn)品需進(jìn)行粉碎）→滅菌、計(jì)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(shè)備性能和穩(wěn)定性、生產(chǎn)管理，等等。影響升華干燥過(guò)程的一些參數(shù)有：①凍結(jié)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(shè)備來(lái)控制和完成。

生物凍干機(jī)從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入生產(chǎn)車(chē)間還應(yīng)該進(jìn)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(yīng)該是：①生物餌料凍干工藝除擴(kuò)大物料品種外，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，降低凍干產(chǎn)品的價(jià)格。②生物餌料的凍干工藝應(yīng)該實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，以提高凍干產(chǎn)品質(zhì)量為重點(diǎn)，使凍干過(guò)程中所用的保護(hù)劑或添加劑更規(guī)范。加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)交流，走共同進(jìn)步之路。

今后的凍干技術(shù)，要在設(shè)備、工藝方面進(jìn)行更新、更好、更深入的研究，及時(shí)跟進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)、更高質(zhì)量的凍干產(chǎn)品，應(yīng)該作為今后開(kāi)發(fā)應(yīng)用的主要方向。

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