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专利名称：一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110199689.5

专利申请（专利权）人：七台河市农投食品有限公司
权利人地址：黑龙江省七台河市新兴区经济开发区乾元路中段

专利发明（设计）人：查丽玲,来云峰,朱晖

专利摘要：本发明公开了一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法，具体步骤如下：冷冻阶段：将湿物料的食品原料放入定型模具中，并将定型模具放置于干燥箱内搁板上进行冷冻，使其形成固定大小和形状的固态结构物料；真空干燥阶段：通过真空泵对干燥箱内进行抽真空，同时通过供热机构向定型模具内的物料传导热能，在抽真空的过程中固态结构物料中水分中的冰不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，再通过冷凝器对蒸汽进行冷凝，形成冻干物料，本发明适用于真空冷冻干燥方法，本发明方法保证物料中的水分充分完全冷冻，保证物料经过真空干燥后的干燥程度，使物料支撑产品后溶解速度更快效率更高，同时保证了产品的口感和营养价值。

主权利要求：一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法
技术领域
[0001] 本发明属于真空冷冻干燥方法技术领域，具体是一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法。
背景技术
[0002] 真空冷冻干燥技术是将湿物料或溶液在较低的温度（－10℃～－50℃）下冻结成固态，然后在真空（1.3～13帕）下使其中的水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水的干燥技术；
[0003] 然而现有的真空冷冻干燥方法在进行物料冷冻的过程中，都是一次性冷冻的，这样的冷冻方式使物料中的有益成分活性降低，导致产品的营养价值受到影响，且现有的冷冻容易出现冷冻不完全，这样在后期的产品溶解时速度慢，口感也会受到影响。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0006] 一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法，具体步骤如下：
[0007] 冷冻阶段：
[0008] 将湿物料的食品原料放入定型模具中，并将定型模具放置于干燥箱内搁板上进行冷冻，使其形成固定大小和形状的固态结构物料；
[0009] 真空干燥阶段：
[0010] 通过真空泵对干燥箱内进行抽真空，同时通过供热机构向定型模具内的物料传导热能，在抽真空的过程中固态结构物料中水分中的冰不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，再通过冷凝器对蒸汽进行冷凝，形成冻干物料。
[0011] 优选的，所述定型模具上方设置多个网格式的装盛空间，所述装盛空间呈矩形结构，其长度、宽度和高度分别为50mm、30mm和20mm。
[0012] 优选的，所述干燥箱是一个能够制冷到?55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。
[0013] 优选的，所述冷凝器是一个真空密闭容器，在冷凝器的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到?40℃～?70℃以下，并且能维持这个低温范围。
[0014] 优选的，所述冷冻阶段中的冷冻采用阶梯式的冷冻方式，具体的冷冻过程分为三个阶段：
[0015] 第一阶段为速冻阶段；所述速冻阶段是将干燥箱的温度由常温下降低为?30℃；
[0016] 第二阶段为缓冻阶段：所述缓冻阶段是将干燥箱的温度由?30℃提升至?10℃；
[0017] 第三阶段为低温终冻阶段：所述低温终冻阶段将干燥箱的温度由?10℃降低至?40℃。
[0018] 优选的，所述速冻阶段的变温时间为10min，速冻时间为30min?60min。
[0019] 优选的，所述缓冻阶段的变温时间为20min，缓冻时间为45?60min。
[0020] 优选的，所述低温终冻阶段的变温时间为10min，低温终冻阶段的冷冻时间为10?20min。

[0021] 本发明中，通过将湿物料冷冻过程分为三个阶段，其中第一阶段为速冻阶段，第二阶段为缓冻阶段，第三阶段为低温终冻阶段，其中，速冻阶段是将物料所处环境温度骤降至?30℃，使物料中大多数的水分冷冻为冰，而缓冻阶段是将物料温度由?30℃提升至?10℃，并保持一段时间，使物料中剩余未被冷冻的部分被缓慢冷冻，且通过将温度回调，保证物料的冷冻减缓，使物料中的有益成分活性提升，提升产品的营养价值，同时可以降低设备功率，节约能源，而低温终冻阶段是将物料温度由?10℃降低至?40℃，保证物料中的水分充分完全冷冻，保证物料经过真空干燥后的干燥程度，使物料制成产品后溶解速度更快效率更高，同时保证了产品的口感。
附图说明
[0022] 图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
[0023] 以下结合附图1，进一步说明本发明一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法的具体实施方式。本发明一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法不限于以下实施例的描述。
[0024] 实施例1：
[0025] 本实施例给出一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法的具体结构，如图1所示，包括具体步骤如下：
[0026] 冷冻阶段：
[0027] 将湿物料的食品原料放入定型模具中，并将定型模具放置于干燥箱内搁板上进行冷冻，使其形成固定大小和形状的固态结构物料；
[0028] 真空干燥阶段：
[0029] 通过真空泵对干燥箱内进行抽真空，同时通过供热机构向定型模具内的物料传导热能，在抽真空的过程中固态结构物料中水分中的冰不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，再通过冷凝器对蒸汽进行冷凝，形成冻干物料。
[0030] 定型模具上方设置多个网格式的装盛空间，装盛空间呈矩形结构，其长度、宽度和高度分别为50mm、30mm和20mm。
[0031] 干燥箱是一个能够制冷到?55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。
[0032] 冷凝器是一个真空密闭容器，在冷凝器的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到?40℃～?70℃以下，并且能维持这个低温范围。
[0033] 冷冻阶段中的冷冻采用阶梯式的冷冻方式，具体的冷冻过程分为三个阶段：
[0034] 第一阶段为速冻阶段；速冻阶段是将干燥箱的温度由常温下降低为?30℃；
[0035] 第二阶段为缓冻阶段：缓冻阶段是将干燥箱的温度由?30℃提升至?10℃；
[0036] 第三阶段为低温终冻阶段：低温终冻阶段将干燥箱的温度由?10℃降低至?40℃。
[0037] 速冻阶段的变温时间为10min，速冻时间为30minmin。
[0038] 缓冻阶段的变温时间为20min，缓冻时间为45min。
[0039] 低温终冻阶段的变温时间为10min，低温终冻阶段的冷冻时间为10min。
[0040] 实施例2：
[0041] 本实施例给出一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法的具体结构，如图1所示，包括具体步骤如下：
[0042] 冷冻阶段：
[0043] 将湿物料的食品原料放入定型模具中，并将定型模具放置于干燥箱内搁板上进行冷冻，使其形成固定大小和形状的固态结构物料；
[0044] 真空干燥阶段：
[0045] 通过真空泵对干燥箱内进行抽真空，同时通过供热机构向定型模具内的物料传导热能，在抽真空的过程中固态结构物料中水分中的冰不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，再通过冷凝器对蒸汽进行冷凝，形成冻干物料。
[0046] 定型模具上方设置多个网格式的装盛空间，装盛空间呈矩形结构，其长度、宽度和高度分别为50mm、30mm和20mm。
[0047] 干燥箱是一个能够制冷到?55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。
[0048] 冷凝器是一个真空密闭容器，在冷凝器的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到?40℃～?70℃以下，并且能维持这个低温范围。
[0049] 冷冻阶段中的冷冻采用阶梯式的冷冻方式，具体的冷冻过程分为三个阶段：
[0050] 第一阶段为速冻阶段；速冻阶段是将干燥箱的温度由常温下降低为?30℃；
[0051] 第二阶段为缓冻阶段：缓冻阶段是将干燥箱的温度由?30℃提升至?10℃；
[0052] 第三阶段为低温终冻阶段：低温终冻阶段将干燥箱的温度由?10℃降低至?40℃。
[0053] 速冻阶段的变温时间为10min，速冻时间为30minmin。
[0054] 缓冻阶段的变温时间为20min，缓冻时间为45min。
[0055] 低温终冻阶段的变温时间为10min，低温终冻阶段的冷冻时间为20min。
[0056] 实施例3：
[0057] 本实施例给出一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法的具体结构，如图1所示，包括具体步骤如下：
[0058] 冷冻阶段：
[0059] 将湿物料的食品原料放入定型模具中，并将定型模具放置于干燥箱内搁板上进行冷冻，使其形成固定大小和形状的固态结构物料；
[0060] 真空干燥阶段：
[0061] 通过真空泵对干燥箱内进行抽真空，同时通过供热机构向定型模具内的物料传导热能，在抽真空的过程中固态结构物料中水分中的冰不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，再通过冷凝器对蒸汽进行冷凝，形成冻干物料。
[0062] 定型模具上方设置多个网格式的装盛空间，装盛空间呈矩形结构，其长度、宽度和高度分别为50mm、30mm和20mm。
[0063] 干燥箱是一个能够制冷到?55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。
[0064] 冷凝器是一个真空密闭容器，在冷凝器的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到?40℃～?70℃以下，并且能维持这个低温范围。
[0065] 冷冻阶段中的冷冻采用阶梯式的冷冻方式，具体的冷冻过程分为三个阶段：
[0066] 第一阶段为速冻阶段；速冻阶段是将干燥箱的温度由常温下降低为?30℃；
[0067] 第二阶段为缓冻阶段：缓冻阶段是将干燥箱的温度由?30℃提升至?10℃；
[0068] 第三阶段为低温终冻阶段：低温终冻阶段将干燥箱的温度由?10℃降低至?40℃。
[0069] 速冻阶段的变温时间为10min，速冻时间为60min。
[0070] 缓冻阶段的变温时间为20min，缓冻时间为45min。
[0071] 低温终冻阶段的变温时间为10min，低温终冻阶段的冷冻时间为10min。
[0072] 实施例4：
[0073] 本实施例给出一种应用于食品加工的真空冷冻干燥方法的具体结构，如图1所示，包括具体步骤如下：
[0074] 冷冻阶段：
[0075] 将湿物料的食品原料放入定型模具中，并将定型模具放置于干燥箱内搁板上进行冷冻，使其形成固定大小和形状的固态结构物料；
[0076] 真空干燥阶段：
[0077] 通过真空泵对干燥箱内进行抽真空，同时通过供热机构向定型模具内的物料传导热能，在抽真空的过程中固态结构物料中水分中的冰不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，再通过冷凝器对蒸汽进行冷凝，形成冻干物料。
[0078] 定型模具上方设置多个网格式的装盛空间，装盛空间呈矩形结构，其长度、宽度和高度分别为50mm、30mm和20mm。
[0079] 干燥箱是一个能够制冷到?55℃左右，能够加热到+80℃左右的高低温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。
[0080] 冷凝器是一个真空密闭容器，在冷凝器的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到?40℃～?70℃以下，并且能维持这个低温范围。
[0081] 冷冻阶段中的冷冻采用阶梯式的冷冻方式，具体的冷冻过程分为三个阶段：
[0082] 第一阶段为速冻阶段；速冻阶段是将干燥箱的温度由常温下降低为?30℃；
[0083] 第二阶段为缓冻阶段：缓冻阶段是将干燥箱的温度由?30℃提升至?10℃；
[0084] 第三阶段为低温终冻阶段：低温终冻阶段将干燥箱的温度由?10℃降低至?40℃。
[0085] 速冻阶段的变温时间为10min，速冻时间为60min。
[0086] 缓冻阶段的变温时间为20min，缓冻时间为60min。
[0087] 低温终冻阶段的变温时间为10min，低温终冻阶段的冷冻时间为20min。
[0088] 表1为对现有方法制作得到的冻干产品和实施例1?实施例4制作得到的冻干产品进行溶解测试，在溶解过程中通过搅拌棒进行搅拌测试结果如下：
[0089] 表1
[0090] 现有方法 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
溶解时间/S 30 15 15 10 10

[0091] 由表1实验数据可以看出，通过实施例1?实施例4方法制作出的产品溶解时间远远低于现有方法制备的产品，且实施例3和实施例4的溶解速度最快，由此可知通过本申请实施例3和实施例4中的方法制作的产品溶解速度最快。
[0092] 同时，针对现有方法制作得到的冻干产品和实施例1?实施例4中制作出的产品对100个实验者进行口感测试，分别对5种产品的口感进行测试，表2为测试结果：

[0093] 表2
[0094] 现有方法 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
评价为优的人数/人 5 15 17 17 46

[0095] 由表2试验数据可以看出，通过实施例1?实施例4方法制作出的产品口感评价明显优于现有方法制备的产品，且实施例4的口感评价最高，由此可知通过实施例4方法制作的产品更受大众所喜爱；
[0096] 综上所述，由表1和表2的综合考虑，明显通过实施例4方法制作的产品优于实施例1?实施例3方法制作的产品。

[0097] 通过将湿物料冷冻过程分为三个阶段，其中第一阶段为速冻阶段，第二阶段为缓冻阶段，第三阶段为低温终冻阶段，其中，速冻阶段是将物料所处环境温度骤降至?30℃，使物料中大多数的水分冷冻为冰，而缓冻阶段是将物料温度由?30℃提升至?10℃，并保持一段时间，使物料中剩余未被冷冻的部分被缓慢冷冻，且通过将温度回调，保证物料的冷冻减缓，使物料中的有益成分活性提升，同时可以降低设备功率，节约能源，而低温终冻阶段是将物料温度由?10℃降低至?40℃，保证物料中的水分充分完全冷冻，保证物料经过真空干燥后的干燥程度，使物料支撑产品后溶解速度更快效率更高，同时保证了产品的口感。
[0098] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

专利地区：黑龙江

专利申请日期：2021-02-23

专利公开日期：2023-12-15

专利公告号：CN112815632B