Produktionsprozess und Kistenaufteilung von vakuumgetrockneten Obst- und Gemüseprodukten (gefriergetrocknete Preiselbeeren, Heidelbeeren)

Eine kurze Beschreibung der Hauptausrüstung und Produktionslinie der Vakuumgefriertrocknung

1. Hauptausrüstung

Das wichtigste Gerät für die Herstellung gefriergetrockneter Lebensmittel ist die Vakuum-Gefriertrocknungsanlage für Lebensmittel. Leistung, Energieverbrauch und Betriebsautomatisierungsgrad der Anlage bestimmen das technische Niveau der Unternehmen zur Herstellung gefriergetrockneter Lebensmittel. Der Gefriertrockner für Lebensmittel wird in Batch- und Dauerbetrieb unterteilt. Der Batch-Gefriertrockner besteht aus fünf Teilen: Trockenbox, Heizsystem, Vakuumsystem, Kühlsystem und Steuersystem.

(1) Trockenbox: Es gibt zwei Hauptformen, zylindrisch und quadratisch, jede mit ihren eigenen Vorteilen. Die Herstellung einer zylindrischen Form ist einfach, aber es bleibt mehr Raum, der nicht genutzt werden kann. Quadratische Formen hingegen haben eine hohe Raumausnutzungsrate, sind aber schwieriger herzustellen.

(2) Heizsystem: Die meisten nutzen Strahlungswärmeübertragung, die Strahlungsplatte besteht aus anodisch galvanisiertem Aluminium, das Wärmeleitungsmedium ist Wärmeleitungsöl, gesättigtes Wasser, Sekundärdampf, organische Lösungsmittel wie Propylenglykol, Glycerin usw. und die Wärmequelle ist Hochdruckwasserdampf.

(3) Vakuumsystem: Verwendung einer mechanischen Vakuumpumpe. Es gibt Rootspumpe + Öldichtungspumpe und Rootspumpe + Rootspumpe + Rootspumpe + atmosphärische Injektionspumpe + Wasserringpumpe. Der Hauptunterschied zwischen beiden besteht darin, dass erstere keinen Dampf pumpen kann, daher ist die Effizienz der Kühlfalle höher. Der Vorteil besteht darin, dass der Energieverbrauch geringer ist. Bei letzterer ist es genau das Gegenteil. Sie kann eine kleine Menge Wasserdampf pumpen, der Nachteil besteht darin, dass der Energieverbrauch höher ist.

(4) Kühlsystem: Es besteht aus einer Kühleinheit und einem Kühlrohr und wird je nach seiner relativen Position zur Strahlungsplattenbaugruppe in den folgenden Formen als Wasserdampffalle (auch Kältefalle genannt) verwendet: (1) Bodenmontage: an der Unterseite der Strahlungsplattenbaugruppe angebracht; (2) Seitlich montiert: auf beiden Seiten der Strahlungsplattenbaugruppe angebracht; (3) Hinten montiert: hinter der Strahlungsplattenbaugruppe angebracht; (4) Alternative: Die Strahlungsplattenkomponenten befinden sich nicht im selben Behälter, sondern in einem anderen Behälter, und zwischen den beiden Behältern besteht eine kurze und dicke Rohrverbindung.

(5) Steuerungssystem: Es gibt zwei Kategorien der manuellen Steuerung und der automatischen Steuerung, und die automatische Steuerung wird in zwei Kategorien unterteilt: instrumentelle automatische Steuerung und PLC-programmierbare Steuerung.

2. Konfiguration einer einfachen Produktionslinie für gefriergetrocknete Lebensmittel

(1) Vorbehandlungsgerät: (1) 1 Mehrzweck-Schneidemaschine mit einer Produktionskapazität von 200 bis 500 kg/h; (2) Kühltank: Der sterilisierte Kühltank kann durch einen Reinigungstank ersetzt werden. Die einfache Produktionslinie verwendet normalerweise eine oszillierende Abflussmaschine zum Kühlen und Ablassen von Leitungswasser. Wenn möglich, ist es am besten, eine Zentrifuge zu verwenden. (3) Tiefkühllager: Die Konfiguration des Tiefkühllagers ist für die Verarbeitungskapazität des Gefriertrockners geeignet. Es wird empfohlen, die Zutaten in täglichen Schichten herzustellen, um die Gefriertrocknung von 2 bis 3 Schichten zu erfüllen. Es ist am besten, die Kältequelle separat oder halbseparat einzustellen (der Niederdruckzirkulationsteil ist unabhängig), um zu verhindern, dass die Temperatur der Kältefalle im Gefriertrocknungsprozess beeinflusst wird, wenn die Wärmelast des Tiefkühllagers groß ist.

(2) Gefriertrocknungswerkstatt: Die Gefriertrocknungswerkstatt ist der Schlüsselprozess bei der Herstellung gefriergetrockneter Lebensmittel. Bei ihrer Einrichtung sollte auch der Einfluss auf die Produktqualität berücksichtigt werden. Je kürzer die Entfernung zwischen dem allgemeinen Schnellgefrierlager und der Tür der Gefriertrocknungsbox ist, desto besser. Dieser Kanal sollte am besten nur als Logistikkanal und nicht als Personenfluss genutzt werden. Das Türende der Gefriertrocknungsbox sollte am besten von anderen Teilen des Gefriertrockners und der Ausrüstung getrennt sein, um die Verschmutzung der Umwelt und des Endprodukts zu verringern.

(3) Entlade- und Verpackungsraum: Der Entlade- und Verpackungsraum muss geschlossen sein, der Boden muss mindestens mit Terrazzo gewachst sein, die Wände müssen bis zu einer Höhe von 1,5 m mit weißen Fliesen verklebt sein, der obere Teil muss mit einer weißen wasserfesten Beschichtung versehen sein, die Werkstatt muss mit einer Klimaanlage zur Entfeuchtung ausgestattet sein, die Klimaanlage kann mit einem Kühllagersystem verwendet werden, als Entfeuchtungsgerät muss ein Rotationsentfeuchter ausgewählt werden, um die Kosten der Entfeuchtung zu senken, die Werkstatt sollte am besten fensterlos sein, die Türen sollten so geschlossen wie möglich sein, für einen staubfreien Reinraum sollten am besten speziell abgedichtete Türen verwendet werden, und es sollten Einrichtungen zur Belüftung, Desinfektion, Sterilisation usw. vorhanden sein.

Beim Verpacken sollten im Allgemeinen eine Werkbank aus Edelstahl und eine Vakuum-Stickstoff-Abfüll-/Versiegelungsmaschine vorhanden sein. Für die Vakuumausrüstung sollte eine Wasserring-Vakuumpumpe verwendet werden, die Pumpgeschwindigkeit beträgt etwa 20 l/s und die Stickstoff-Abfüllquelle ist Industriestickstoff, der durch Vakuumfiltration abgefüllt werden kann.

3. Moderne Fließbandkonfiguration

Im Vergleich zur einfachen Produktionslinie werden bei der modernen Montagelinie in der Vorbehandlung lediglich automatische mechanische Geräte wie Reinigung, Schälen, Virenschutz, Kühlung und Beförderung hinzugefügt, um den manuellen Arbeitsaufwand bei der Vorbehandlung zu reduzieren.

Herstellungsprozess von gefriergetrocknetem Obst und Gemüse

1. Prozessablauf

Rohstoffauswahl → Veredelung → Vorgefrieren → Sublimation, Trocknung → Nachbearbeitung → Verpackung und Lagerung.

2. Betriebspunkte

(1) Vorbehandlung: Unter allgemeiner Vorbehandlung versteht man alle Behandlungen vor der Sublimationstrocknung, daher gehört auch das Einfrieren vor der Trocknung zur Vorbehandlung. Die Vorbehandlung der Rohstoffe ist die gleiche wie bei der herkömmlichen Trocknung von Obst und Gemüse und bei tiefgefrorenen Obst- und Gemüseprodukten und erfordert Auswahl, Reinigung, Schälen, Schneiden, Blanchieren, Kühlen und andere Behandlungen. Beim Gefriertrocknen von Obst- oder Gemüsesäften wird das Produkt mit einem kostengünstigeren Verarbeitungsverfahren vorkonzentriert und dann beim Vorgefrieren in Granulat umgewandelt.

Vorgefrieren ist das Einfrieren von Rohstoffen nach der Vorbehandlung, was ein wichtiger Prozess der Gefriertrocknung ist. Aufgrund einer Reihe komplexer biochemischer und physikochemischen Veränderungen im Gefrierprozess von Obst und Gemüse wirkt sich die Qualität des Vorgefrierens direkt auf die Qualität von gefriergetrocknetem Obst und Gemüse aus. Beim Gefrierprozess ist es wichtig, die Auswirkungen der Gefrierrate des gefrorenen Materials auf seine Qualität und Trocknungszeit zu berücksichtigen.

Zwischen Schnellgefrieren und langsamem Gefrieren gibt es folgende Unterschiede: Die beim Schnellgefrieren entstehenden Eiskristalle sind kleiner, die beim langsamen Gefrieren entstehenden Eiskristalle sind größer; Große Eiskristalle fördern die Sublimation, kleine Eiskristalle nicht; Kleine Eiskristalle haben weniger Einfluss auf die Zellen, und je kleiner die Eiskristalle sind, desto besser können sie die ursprüngliche Gewebestruktur und die Eigenschaften des Produkts nach dem Trocknen widerspiegeln. Allerdings ist die Gefrierrate hoch und auch der erforderliche Energieverbrauch ist hoch. Eine optimale Gefrierrate sollte gewählt werden, um die Qualität gefriergetrockneter Lebensmittel sicherzustellen und gleichzeitig den zum Einfrieren erforderlichen Energieverbrauch zu minimieren.

(2) Sublimationstrocknung: Dies ist der Kernprozess im Produktionsprozess gefriergetrockneter Lebensmittel. Dabei ist es notwendig, die Prozessbedingungen zu kontrollieren.

(1) Ladekapazität: Beim Trocknen ist die Nassgewichtsladekapazität des Gefriertrockners die Qualität des Trocknens auf der Trockenplatte pro Flächeneinheit, was ein wichtiger Faktor zur Bestimmung der Trocknungszeit ist. Die Dicke des zu trocknenden Lebensmittels ist ebenfalls ein Faktor, der die Trocknungszeit beeinflusst. Beim Gefriertrocknen wird das getrocknete Material von der äußeren Schicht zur inneren Schicht verdrängt, sodass bei dickerem Material eine längere Trocknungszeit erforderlich ist. Beim eigentlichen Trocknen werden die getrockneten Materialien in eine gleichmäßige Dicke von 15 bis 30 mm geschnitten. Die Menge an Materialien, die pro Flächeneinheit in die Trockenplatte geladen werden sollte, sollte entsprechend der Heizmethode und der Art des getrockneten Lebensmittels bestimmt werden. Wenn zum Trocknen ein industrielles Großgerät verwendet wird und der Trocknungszyklus 6 bis 8 Stunden beträgt, beträgt die Ladekapazität der Trockenplatte 5 bis 15 kg/m².

(2) Trocknungstemperatur: Um die Trocknungszeit zu verkürzen, muss die für die Sublimation der Eiskristalle erforderliche Wärme effektiv zugeführt werden. Daher werden verschiedene praktische Heizmethoden entwickelt. Die Trocknungstemperatur muss so geregelt werden, dass die Eiskristalle im getrockneten Material nicht schmelzen und der getrocknete Teil nicht durch Überhitzung thermisch denaturiert wird. Daher sollte bei einer einzigen Heizmethode die Temperatur der Trockenplatte im frühen Trocknungsstadium mit starker Sublimation auf 70 bis 80 °C, im mittleren Trocknungsstadium auf 60 °C und im späten Trocknungsstadium auf 40 bis 50 °C geregelt werden.

(3) Beurteilung des Trocknungsendpunkts: Der Trocknungsendpunkt kann anhand der folgenden Hinweise beurteilt werden: Die Temperatur des Materials und die Temperatur der Heizplatte sind im Wesentlichen konstant und werden für einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten; Das Vakuummeter des Pumpensatzes (oder der Kühlfalle) ist im Wesentlichen konsistent mit dem Vakuummeter der Trockenkammer und wird für einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten; Die Temperatur der Kühlfalle des Vakuummeters in der Trockenkammer kehrt im Wesentlichen zum Index zurück, wenn das Gerät entladen wird und wird für einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten; Bei einem Gefriertrockner mit einem großen Absperrventil kann das große Absperrventil geschlossen werden, und die Vakuummaschine fällt im Wesentlichen nicht oder nur sehr wenig ab. Die oben genannten vier Beurteilungsgrundlagen können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

(3) Nachbearbeitung: Die Nachbearbeitung umfasst das Entladen, die Auswahl der Halbfertigprodukte, die Verpackung und andere Prozesse.

Nach der Gefriertrocknungsgeschwindigkeit wird Stickstoff oder trockene Luft in die Trockenkammer eingespritzt, um das Vakuum aufzubrechen. Anschließend wird das Material sofort entfernt und in einer geschlossenen Umgebung mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von weniger als 50 %, einer Temperatur von 22 bis 25 °C und weniger Staub entladen. In derselben Umgebung werden die Halbfertigprodukte sortiert und verpackt. Da das gefriergetrocknete Material eine große Oberfläche hat und sehr hygroskopisch ist, müssen diese Prozesse in einer relativ trockenen Umgebung durchgeführt werden.

(4) Verpackung und Lagerung: Nach der Gefriertrocknung haben Lebensmittel eine riesige Oberfläche, und einige Zutaten in Lebensmitteln sind direkt der Luft ausgesetzt, wodurch sie leicht mit Sauerstoff in Kontakt kommen und Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen können, was zu einer allmählichen Verschlechterung der gefriergetrockneten Lebensmittel führt. Zweitens haben die meisten gefriergetrockneten Lebensmittel natürliche Farben, die bei Lichteinwirkung dazu neigen, sich zu zersetzen. Die Temperatur ist auch ein wichtiger Faktor bei der Oxidation und dem Abbau von Pigmenten. Daher wird bei der Verpackung gefriergetrockneter Lebensmittel hauptsächlich darauf geachtet, wie die Auswirkungen der oben genannten vier Faktoren verhindert oder gemildert werden können.

Die poröse, schwammartige Struktur von gefriergetrockneten Lebensmitteln hat sowohl Vor- als auch Nachteile: Erstens nimmt das Produkt leicht Feuchtigkeit auf, sobald es der Luft ausgesetzt wird, und oxidiert und verschlechtert die Qualität. Daher sollten gefriergetrocknete Lebensmittel vakuumverpackt werden, vorzugsweise in einer mit Stickstoff gefüllten Verpackung. Zweitens nehmen gefriergetrocknete Lebensmittel ein relativ großes Volumen ein, was Verpackung, Transport und Verkauf nicht förderlich ist. Daher werden gefriergetrocknete Lebensmittel häufig komprimiert und verpackt. Darüber hinaus zerbricht die poröse und lockere Struktur der gefriergetrockneten Lebensmittel während des Transports und Verkaufs leicht. Daher sollten die Verpackungsmaterialien oder Verpackungsformen für gefriergetrocknete Lebensmittel, die sich nicht so leicht komprimieren und verpacken lassen, eine gewisse Schutzwirkung haben.

Als Verpackungsmaterial für gefriergetrocknete Lebensmittel werden häufig PE-Beutel und Aluminium-Platin-Verbundbeutel verwendet. PE-Beutel werden häufig für große Verpackungen verwendet, Aluminium-Platin-Verbundbeutel häufig für kleine Verpackungen. Die Außenverpackung besteht üblicherweise aus Wellpappekartons, deren Größe den Anforderungen des Containertransports entspricht. Bei der Innenverpackung werden PE-Beutel häufig doppellagig verwendet, um ihre Funktion als Isoliermaterial für Sauerstoff, Wasser und Dampf zu stärken. Bei Bedarf können sie auch in Eisendosen verpackt werden, aber der Preis ist höher und die Anwendung ist nicht sehr verbreitet. Unabhängig davon, welches Verpackungsmaterial verwendet wird, muss eine Vakuumstickstofffüllung verwendet und Sauerstofffänger und Trockenmittel hinzugefügt werden.

Gefriergetrocknete Lebensmittel sollten an einem kühlen, trockenen Ort gelagert werden. Am besten ist es, sie nach Möglichkeit in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und geringer Luftfeuchtigkeit aufzubewahren. Die Haltbarkeit beträgt normalerweise 1 bis 2 Jahre und kann durch die Verpackung in Eisendosen entsprechend verlängert werden.

Beispiele für gefriergetrocknetes Obst und Gemüse

1. Gefriergetrocknete Cranberries

(1) Auswahl und Reinigung der Früchte: Wählen Sie hochwertige reife Preiselbeeren aus, waschen Sie die Preiselbeeren mit sauberem Wasser, besprühen Sie sie zum Sterilisieren mit einer 70%igen Ethanollösung und legen Sie sie nach dem Besprühen zum Trocknen an einen kühlen und belüfteten Ort.

(2) Vorgefrieren: Die getrockneten Cranberries schnell einfrieren und die Temperatur auf unter -40°C innerhalb von 15min; Die Fruchttemperatur war≤35 °C und blieb 5,0 Stunden lang weiter gefroren;

(3) Vakuumgefriertrocknung: Legen Sie die gefrorenen Cranberries in einen Mikrowellen-Vakuumtrockner mit einem Niedertemperaturregler (-10°C——-20°C), starten Sie die Vakuumpumpe, nach 30 Minuten erreicht der Vakuumgrad 450Pa, starten Sie die Mikrowellenquelle, stellen Sie die Mikrowellenleistung auf 8W/g ein, die Trocknungszeit beträgt 6h, die Materialtemperatur wird im Bereich von nicht mehr als -10 geregelt.°C während der Mikrowellentrocknung, und der endgültige Wassergehalt erreicht weniger als 5 %;

(4) Verpackung: Vakuumverpackte Cranberries nach der Mikrowellentrocknung.

2. Gefriergetrocknete Blaubeeren

(1) Reinigung: Nehmen Sie 20 kg reife, frische Heidelbeeren, entfernen Sie Verunreinigungen, tauchen Sie sie 4 Minuten lang in eine wässrige Chlordioxidlösung mit einer Konzentration von 75 ppm, lassen Sie sie abtropfen und legen Sie sie beiseite.

(2) Vorgefrieren: Die Heidelbeeren in eine Gefriertrocknungsschale geben und in einem Kühlhaus unter -40 °C vorkühlen.°C für 180 Min.

(3) Vakuumgefriertrocknung: Schalten Sie die Kältemaschine ein, um die Kältemitteltemperatur der Wasserfalle auf -30 bis -40 °C zu bringen.°C; Beim Vakuumgefriertrocknungsprozess wird die Temperatur der Heizplatte durch ein automatisches Computersteuerungsprogramm erhöht, und der Heizvorgang der Heizplatte erfolgt gemäß der Funktion F = Fl + k.×(t/t1)2, F ist die Temperatur der Heizplatte zum Zeitpunkt des Erhitzens, t=0~tl, und die Einheit ist min; Die Gesamtzeit t1=1200min, die Anfangstemperatur der Heizplatte F1=34°C und die Abbruchtemperatur F2=58°C:k=24. Legen Sie die vorgekühlten Heidelbeeren in den Vakuum-Gefriertrockner und schalten Sie die Vakuumpumpe ein. Wenn der Vakuumgrad der Vakuumkammer 50 Pa beträgt, starten Sie das Heizprogramm und die Zeitmessung. Während des gesamten Trocknungsprozesses wird der Vakuumgrad bei einem niedrigen Wert von 50 Pa gehalten. Etwa 1400 Minuten nach dem Ende der Gefriertrocknung der Heidelbeeren beträgt der Feuchtigkeitsgehalt des Materials nach der Gefriertrocknung zwischen 5,0 % und 7,0 %.

(4) Verpackung: Das Material wird schnell aus dem Gefriertrockner entnommen und in einen Beutel aus Aluminiumfolie gegeben.