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香梨的凍干

香梨片厚度的確定是在裝料量和凍干時(shí)間之間取得平衡。理論上講，物料厚度越薄，越有利于凍干過程的進(jìn)行，所需時(shí)間越短，但一次產(chǎn)量也低。實(shí)驗(yàn)中對(duì)厚度分別為 2mm、4mm和6mm的香梨片進(jìn)行凍干實(shí)驗(yàn)研究，不同厚度物料的凍干實(shí)時(shí)曲線如圖7-5，所需時(shí)間如表7-3 給出。比較而言，由于升華和解析干燥時(shí)間基本與厚度成正比，輔助時(shí)間基本相同，所以梨片厚度6mnm 的生產(chǎn)效率高。但厚度增大使工藝過程控制的難度增大，制品質(zhì)量不易保證；同時(shí)，香梨實(shí)際尺寸的大小決定了切割制取6mm厚梨片的成品產(chǎn)出率遠(yuǎn)低于4mm。因此，采用4mm 厚梨片的凍干工藝更切合生產(chǎn)實(shí)際。

香梨片凍結(jié)有速凍和緩凍兩種方式。速凍方式是首先將擱板和空托盤經(jīng)0.5h 降溫至-35℃，再將香梨片快速鋪入托盤內(nèi)，1h后擱板溫度達(dá)-37℃，梨片溫度為-35℃。緩凍方式是將香梨片及托盤在常溫下放入凍干箱內(nèi)，控制擱板降溫速率在 1~2℃/min，待1.5h后擱板溫度達(dá)-36℃，梨片溫度為-28℃。兩種凍結(jié)方法后，均進(jìn)行正常的升華和解析干燥，并對(duì)凍干制品進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)。

利用 倒置生物顯微鏡，對(duì)凍干后的制品進(jìn)行切片顯微觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)速凍香梨片的顯微孔徑大多在 5～8μm左右，而緩凍香梨片的顯微孔徑大多在 9～12μm左右，參見圖 7-6。從而直接說明了速凍使梨片內(nèi)產(chǎn)生的冰晶較小，孔道細(xì)小曲折，因此也使升華干燥速度慢、時(shí)間長(zhǎng)，而且復(fù)水效果也差些。表 7-4 對(duì)比了兩種凍結(jié)方式對(duì)凍干時(shí)間和制品質(zhì)量的影響。

凍結(jié)最終溫度常以物料的共晶點(diǎn)做依據(jù)，已測(cè)得香梨片的共晶點(diǎn)溫度為-20℃，凍結(jié)的最終溫度應(yīng)比共晶點(diǎn)溫度低5~10℃，但擱板和物料的溫度相差約10~15℃，所以凍結(jié)的最終溫度為-30~-35℃。將厚4mm 的香梨片放入托盤內(nèi)，分別在-30℃、-32℃和-35℃下預(yù)凍，當(dāng)冷阱溫度為-40℃時(shí)，抽真空至絕對(duì)壓力為10Pa，并在 20~60Pa范圍內(nèi)進(jìn)行干燥。研究發(fā)現(xiàn)-35℃下預(yù)凍時(shí)間最短，-30℃下干燥時(shí)間最長(zhǎng)，而且-35℃下預(yù)凍凍結(jié)干燥后的香梨片復(fù)水率最大，見表 7-5。所以-35℃為相對(duì)較好的凍結(jié)最終溫度。三種凍結(jié)溫度的凍干曲線如圖7-7所示。

由圖 7-7可知，當(dāng)其他條件相同，只是冷凍物料的凍結(jié)最終溫度不同時(shí)，對(duì)干燥過程的影響很小，可以忽略。原因是物料剛開始干燥時(shí)，物料的表面即界面，此時(shí)的傳質(zhì)阻力小，傳質(zhì)速率大，物料中冰升華所需熱量除一部分來自加熱板外，自身的降溫也提供一部分熱量。不論初始溫度的大小，均在很短的時(shí)間內(nèi)使界面溫度趨于相同。

所以香梨片凍結(jié)工藝確定為，先將裝有香梨片的托盤放置到凍干箱內(nèi)的擱板上，設(shè)定擱板溫度為-35℃。裝人物料后，制冷約1.5h后測(cè)得的香梨片的溫度為一30℃，這時(shí)物料已經(jīng)凍透，預(yù)凍階段結(jié)束，預(yù)凍時(shí)間共為15h。