Proceso de producción y compartición de casos de productos hortofrutícolas liofilizados al vacío (arándanos rojos, arándanos liofilizados)

Una breve descripción del equipo principal y la línea de producción de liofilización al vacío.

1. Equipo principal

El equipo más importante para la producción de alimentos liofilizados es la unidad de liofilización al vacío para alimentos, el rendimiento, el consumo de energía y el grado de automatización de la operación de la unidad determinan el nivel técnico de las empresas de producción de alimentos liofilizados, y el -El secador para alimentos se divide en discontinuo y continuo. Entre ellos, el liofilizador por lotes se compone de cinco partes: caja de secado, sistema de calefacción, sistema de vacío, sistema de refrigeración y sistema de control.

(1) Caja de secado: hay dos formas principales, cilíndrica y cuadrada, cada una con sus propias ventajas, la fabricación cilíndrica es fácil, pero hay más espacio que no se puede utilizar; Por el contrario, las formas cuadradas tienen una alta tasa de utilización del espacio, pero son más difíciles de fabricar.

(2) Sistema de calefacción: la mayoría utiliza transferencia de calor por radiación, la placa radiante está hecha de aluminio anódico galvanizado, el medio de conducción de calor es aceite de conducción de calor, agua saturada, vapor secundario, solventes orgánicos como propilenglicol, glicerina, etc. , y la fuente de calor es vapor de agua a alta presión.

(3) Sistema de vacío: uso de bomba de vacío mecánica, hay bomba de raíces + bomba de sello de aceite y bomba de raíces + bomba de raíces + bomba de raíces + inyección atmosférica + bomba de anillo de agua, la principal diferencia entre las dos es que la primera no puede bombear vapor, por lo que la eficiencia de la trampa de frío es mayor, la ventaja es que el consumo de energía es pequeño, este último es todo lo contrario, puede bombear una pequeña cantidad de vapor de agua, la desventaja es que el consumo de energía es grande.

(4) Sistema de refrigeración: está compuesto por una unidad de refrigeración y una tubería de enfriamiento, y se utiliza como trampa de vapor de agua (también conocida como trampa de frío) en las siguientes formas según su posición relativa con el conjunto de placa radiante: ( 1) tipo de montaje inferior: colocado en la parte inferior del conjunto de placa radiante; (2) Montaje lateral: colocado a ambos lados del conjunto del panel radiante; (3) Montaje trasero: colocado detrás del conjunto del panel radiante; (4) Alternativa: los componentes colocados en la placa radiante no están en el mismo contenedor, se colocan en otro contenedor y hay una conexión de tubería corta y gruesa entre los dos contenedores.

(5) Sistema de control: hay dos categorías de control manual y control automático, y el control automático se divide en dos categorías: control automático de instrumentos y control programable PLC.

2. Configuración de una línea simple de producción de alimentos liofilizados.

(1) Equipo de pretratamiento: (1) 1 cortadora multiuso, con una capacidad de producción de 200~500kg/h; (2) Tanque de enfriamiento: el tanque de enfriamiento esterilizado se puede reemplazar por un tanque de limpieza, y la línea de producción simple generalmente usa una máquina de drenaje oscilante para enfriar y drenar el agua del grifo; si es posible, es mejor usar una centrífuga; (3) Almacén de congelado rápido: la configuración del almacén de congelado rápido es adecuada para la capacidad de procesamiento del liofilizador y es recomendable producir ingredientes en turnos diarios para cumplir con la liofilización de 2 a 3 turnos. Lo mejor es configurar la fuente de frío por separado o semi-separado (la parte de circulación de baja presión es independiente) para evitar que la temperatura de la trampa de frío en el proceso de liofilización se vea afectada cuando la carga de calor del almacén de congelación rápida es grande.

(2) taller de liofilización: el taller de liofilización es el proceso clave de la producción de alimentos liofilizados, su configuración también debe tener en cuenta el grado de impacto en la calidad del producto, cuanto más corta sea la distancia entre el almacén general de congelación rápida y el puerta de la caja de liofilización, mejor, y es mejor dedicar este canal, solo como canal logístico, no como un flujo de personas, es mejor separar el extremo de la puerta de la caja de liofilización de otras partes del liofilizador y Equipos, para reducir la contaminación del medio ambiente y del producto terminado.

(3) sala de descarga y embalaje: la sala de descarga y embalaje debe estar cerrada, el suelo debe estar al menos con cera de terrazo, la pared debe estar pegada con azulejos blancos hasta 1,5 m de altura, la parte superior debe estar cepillada con un revestimiento impermeable blanco, el taller debe estar equipado con un equipo de deshumidificación de aire acondicionado, la refrigeración del aire acondicionado se puede usar con el sistema de almacenamiento en frío, el equipo de deshumidificación debe seleccionarse un deshumidificador rotativo, para reducir el costo de la deshumidificación, es mejor que el taller no tenga ventanas, la puerta sea como Lo más cerrado posible, es mejor utilizar una puerta sellada especial para una sala limpia libre de polvo, y debe haber ventilación, desinfección, esterilización y otras instalaciones.

Al empacar, generalmente debe haber un banco de trabajo de acero inoxidable, una máquina selladora de llenado de nitrógeno al vacío, se debe usar una bomba de vacío de anillo de agua para el equipo de vacío, la velocidad de bombeo es de aproximadamente 20 L/s y la fuente de llenado de nitrógeno es nitrógeno industrial, que Se puede llenar mediante filtración al vacío.

3. Configuración moderna de la línea de montaje

En comparación con la línea de producción simple, la línea de ensamblaje moderna solo agrega equipos mecánicos automáticos como limpieza, pelado, antivirus, enfriamiento y transporte en el pretratamiento para reducir la cantidad de trabajo manual en el pretratamiento.

Proceso de producción de frutas y verduras liofilizadas.

1. Flujo de proceso

Selección de materia prima → acabado → precongelación → sublimación, secado → posprocesamiento → envasado y almacenamiento.

2. Puntos operativos

(1) Pretratamiento: El pretratamiento general se refiere a todos los tratamientos antes del secado por sublimación, por lo que la congelación antes del secado también pertenece al pretratamiento. El pretratamiento de las materias primas es el mismo que el del secado convencional de frutas y hortalizas y de los productos hortofrutícolas ultracongelados, siendo necesario seleccionar, limpiar, pelar, cortar, escaldar, enfriar y otros tratamientos. En el caso de la liofilización de zumos de frutas o verduras, el producto se preconcentra mediante un método de procesamiento menos costoso y luego se convierte en gránulos durante la precongelación.

La precongelación es la congelación de materias primas después del pretratamiento, que es un proceso importante de liofilización. Debido a una serie de complejos cambios bioquímicos y fisicoquímicos en el proceso de congelación de frutas y verduras, la calidad de la precongelación afectará directamente la calidad de las frutas y verduras liofilizadas. En el proceso de congelación, es importante considerar el efecto de la velocidad de congelación del material congelado sobre su calidad y tiempo de secado.

Existen las siguientes diferencias entre la congelación rápida y la congelación lenta: los cristales de hielo producidos por la congelación rápida son más pequeños y los cristales de hielo producidos por la congelación lenta son más grandes; Los cristales de hielo grandes favorecen la sublimación y los cristales de hielo pequeños no favorecen la sublimación; Los cristales de hielo pequeños tienen menos impacto en las células y cuanto más pequeños son, más pueden reflejar la estructura del tejido original y las propiedades del producto después del secado. Sin embargo, la tasa de congelación es alta y la energía necesaria también es alta. Se debe seleccionar una velocidad de congelación óptima para garantizar la calidad de los alimentos liofilizados y al mismo tiempo minimizar el consumo de energía necesario para la congelación.

(2) Secado por sublimación: es el proceso central en el proceso de producción de alimentos liofilizados. Es necesario controlar las condiciones del proceso.

(1) Capacidad de carga: al secar, la capacidad de carga de peso húmedo del liofilizador es la calidad del secado en la placa de secado por unidad de área, que es un factor importante para determinar el tiempo de secado. El grosor de los alimentos que se secan también es un factor que afecta el tiempo de secado. En la liofilización, el secado del material se empuja desde la capa exterior hacia la capa interior, por lo que cuando el material a secar es más grueso, se requiere un tiempo de secado más prolongado. En el secado real, los materiales secos se cortan en un espesor uniforme de 15 a 30 mm. La cantidad de materiales que se deben cargar en la placa de secado por unidad de área se debe determinar según el método de calentamiento y el tipo de alimento seco. Cuando se utiliza el dispositivo industrial a gran escala para el secado, si el ciclo de secado es de 6 a 8 h, la capacidad de carga de la placa de secado es de 5 a 15 kg/m2.

(2) Temperatura de secado: para acortar el tiempo de secado, es necesario suministrar eficazmente el calor necesario para la sublimación de los cristales de hielo, por lo que se diseñan varios métodos prácticos de calentamiento. La temperatura de secado debe controlarse dentro del rango de no causar que los cristales de hielo en el material seco se derritan y la parte seca no causará desnaturalización térmica debido al sobrecalentamiento. Por lo tanto, en un método de calentamiento único, la temperatura de la placa de secado debe controlarse a 70 ~ 80 °C en la etapa inicial de secado con sublimación vigorosa, 60 °C en la etapa intermedia de secado y 40 ~ 50 °C en la última etapa del secado.

(3) Juicio del punto final del secado: El punto final del secado se puede juzgar por las siguientes indicaciones: la temperatura del material y la temperatura de la placa calefactora tienden a ser básicamente consistentes y mantenidas durante un período de tiempo; El vacuómetro del conjunto de bomba (o trampa de frío) tiende a ser consistente con el vacuómetro de la cámara de secado y se mantiene durante un periodo de tiempo; La temperatura de la trampa de frío del vacuómetro en la cámara de secado básicamente regresa al índice cuando el equipo se descarga y se mantiene por un período de tiempo; Para el liofilizador con una válvula de mariposa grande, la válvula de mariposa grande se puede cerrar y la máquina de vacío básicamente no cae o cae muy poco. Las cuatro bases de juicio anteriores se pueden utilizar por separado, en combinación o en combinación.

(3) Postprocesamiento: El posprocesamiento incluye descarga, selección de productos semiacabados, embalaje y otros procesos.

Después de la velocidad de liofilización, se inyecta nitrógeno o aire seco en la cámara de secado para romper el vacío, y luego el material se retira inmediatamente y se descarga en un ambiente cerrado con una humedad relativa de menos del 50%, una temperatura de 22~ 25 °C y menos polvo, y los productos semiacabados se clasifican y envasan en el mismo entorno. Debido a que el material liofilizado tiene una gran superficie y es muy higroscópico, es necesario completar estos procesos en un ambiente relativamente seco.

(4) Envasado y almacenamiento: después de la liofilización, los alimentos tienen una superficie enorme y algunos ingredientes de los alimentos están expuestos directamente al aire, lo que facilita el contacto con el oxígeno y la adsorción de la humedad en el aire, lo que provoca el deterioro gradual de alimentos liofilizados. En segundo lugar, la mayoría de los alimentos liofilizados tienen colorantes naturales, que tienden a degradarse cuando se exponen a la luz. La temperatura también es un factor importante en el proceso de oxidación y degradación de los pigmentos. Por lo tanto, el envasado de alimentos liofilizados examina principalmente cómo prevenir o mitigar el impacto de los cuatro factores anteriores.

La estructura porosa similar a una esponja de los alimentos liofilizados tiene ventajas y desventajas: en primer lugar, una vez que el producto se expone al aire, es fácil absorber la humedad y oxidarse y degradar la calidad, por lo que los alimentos liofilizados deben cocinarse al vacío. envases envasados, preferiblemente llenos de nitrógeno; En segundo lugar, los alimentos liofilizados ocupan un volumen relativamente grande, lo que no favorece el envasado, el transporte y la venta, por lo que los alimentos liofilizados a menudo se comprimen y envasan. Además, la estructura porosa y suelta hace que los alimentos liofilizados sean fáciles de romper durante el transporte y la venta, por lo que para aquellos alimentos liofilizados que son incómodos de comprimir y envasar, los materiales o formas de embalaje deben tener un cierto efecto protector.

Alimentos liofilizados materiales de embalaje de uso común para bolsas de PE y bolsas compuestas de aluminio y platino, las bolsas de PE se usan a menudo para embalajes grandes, las bolsas compuestas de aluminio y platino se utilizan a menudo para embalajes pequeños, el embalaje exterior suele estar hecho de cajas de cartón corrugado kraft , su tamaño satisface las necesidades del transporte de contenedores, cuando se utilizan bolsas de PE para embalaje interior, para fortalecer su función de aislar oxígeno, agua y vapor, comúnmente se usa de doble capa, si es necesario, también se puede empaquetar en hierro. latas, pero el precio es más elevado y la aplicación no es muy común. No importa qué tipo de material de embalaje se utilice, es necesario utilizar llenado de nitrógeno al vacío y agregar eliminadores de oxígeno y desecante.

Los alimentos liofilizados deben almacenarse en un lugar fresco y seco, si es posible, es mejor colocarlos en un ambiente de baja temperatura y baja humedad, la vida útil suele ser de 1 a 2 años y se puede extender adecuadamente cuando se envasa. en latas de hierro.

Ejemplos de frutas y verduras liofilizadas

1. Arándanos liofilizados

(1) Selección y limpieza de frutas: seleccione arándanos maduros de alta calidad, lave los arándanos con agua limpia, rocíelos con una concentración de solución de etanol al 70% para esterilizarlos y colóquelos en un lugar fresco y ventilado para que se sequen después de la pulverización;

(2) Precongelación: congele rápidamente los arándanos secos y reduzca la temperatura por debajo de -40°C en 15 min; La temperatura del fruto fue≤35 °C y se continuó congelado durante 5,0 h;

(3) Liofilización al vacío: coloque los arándanos congelados en un secador al vacío por microondas con un dispositivo de control de baja temperatura (-10°do——-20°C), encienda la bomba de vacío, después de 30 minutos, el grado de vacío alcanza 450 Pa, encienda la fuente de microondas, ajuste la potencia del microondas a 8 W/g, el tiempo de secado es de 6 h, la temperatura del material se controla en el rango de no más de - 10°C durante el secado por microondas, y el contenido de agua final alcanza menos del 5%;

(4) Envasado: Arándanos rojos envasados ​​al vacío después del secado en microondas.

2. Arándanos liofilizados

(1) Limpieza: tomar 20 kg de arándano fresco maduro, eliminar las impurezas, sumergir en una solución acuosa de dióxido de cloro con una concentración de 75 ppm durante 4 minutos, escurrir y reservar;

(2) Precongelación: coloque los arándanos en una bandeja de liofilización y enfríelos previamente en una cámara frigorífica a menos de -40ºC.°C durante 180 min.

(3) Liofilización al vacío: encienda la máquina de refrigeración para que la temperatura del refrigerante de la trampa de agua alcance -30 ~ -40°DO; En el proceso de liofilización al vacío, la temperatura de la placa calefactora se calienta mediante un programa de control automático por computadora, y el proceso de calentamiento de la placa calefactora se lleva a cabo de acuerdo con la función F=Fl+k×(t/t1)2, F es la temperatura de la placa calefactora en el momento del calentamiento, t=0~tl, y la unidad es min; El tiempo total t1=1200min, la temperatura inicial de la placa calefactora F1=34°C, y la temperatura de terminación F2=58°C:k=24. Coloque los arándanos preenfriados en el liofilizador al vacío y encienda la bomba de vacío; Cuando el grado de vacío de la cámara de vacío sea igual a 50 pa, inicie el programa de calentamiento e inicie el cronometraje; Todo el proceso de secado mantiene el grado de vacío pequeño, igual a 50 Pa, aproximadamente 1400 minutos después del final de la liofilización de la fruta de arándano, después de la liofilización de la fruta de arándano, el contenido de humedad del material está entre 5,0% y 7,0%.

(4) Embalaje: Saque rápidamente el material del liofilizador y colóquelo en una bolsa de película de aluminio.