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四環(huán)科儀分享果蔬真空冷凍干燥工藝與技術(shù)原理
閱讀:3474 發(fā)布時(shí)間:2019-8-12由于凍干食品避免了傳統(tǒng)脫水技術(shù)方法帶來(lái)的變色、變味、營(yíng)養(yǎng)成分損失大、復(fù)水性差等缺陷,具有保持原食品形、色、香、味、營(yíng)養(yǎng)不變、復(fù)水性好、重量輕、可常溫貯藏等優(yōu)點(diǎn)。因此,凍干食品在市場(chǎng)的價(jià)格是熱風(fēng)干燥食品4~6倍,是速凍食品7~8倍。它在登山、航海、探險(xiǎn)、野戰(zhàn)等特殊場(chǎng)合中具有不可替代的地位,也是宇航員在太空中的主要食品。
凍干食品在一些發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的普及水平,美國(guó)、日本凍干食品的比重已達(dá)到40%以上。椐有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì),目前,美國(guó)每年消費(fèi)凍干食品500萬(wàn)t,日本160萬(wàn)t,法國(guó)150萬(wàn)t,其他國(guó)家也很可觀。日本每年約需花1000億日?qǐng)A進(jìn)口凍干食品,香港、新加坡和南韓每年進(jìn)口凍干食品達(dá)500億日元。日本、美國(guó)及歐洲等每年約需凍干大蒜粉6000t,可見(jiàn)凍干食品的市場(chǎng)之大。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們對(duì)食品質(zhì)量的要求越來(lái)越高,特別是對(duì)高質(zhì)量的嬰幼兒食品和保健食品的需求量急劇增加。另外,我國(guó)旅游、探險(xiǎn)、航海事業(yè)必將有大的發(fā)展,同時(shí)餐飲業(yè)的迅速崛起、人們生活節(jié)奏的加快,都對(duì)方便即食食品的需求量越來(lái)越大。因此,發(fā)展凍干食品具有廣闊的、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
一、凍干食品生產(chǎn)的基本原理
與其它干燥方法一樣,要維持升華干燥的不斷進(jìn)行,必須滿(mǎn)足兩個(gè)基本條件,即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開(kāi)始階段,如果物料溫度相對(duì)較高,升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進(jìn)行,物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度,此時(shí),若沒(méi)有外界供熱,升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下,升華所生成的蒸汽如果不及時(shí)排除,蒸汽分壓就會(huì)升高,物料溫度也隨之升高,當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時(shí),物料中的冰晶就會(huì)融化,冷凍干燥也就無(wú)法進(jìn)行了。
供給熱量的過(guò)程是一個(gè)傳熱過(guò)程,排除蒸汽的過(guò)程是一個(gè)傳質(zhì)的過(guò)程,因此,升華干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。自然界中所發(fā)生的任何過(guò)程都有驅(qū)動(dòng)力,升華干燥中的傳熱驅(qū)動(dòng)力為熱源與升華界面之間的溫差,而傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力為升華界面與蒸汽捕集器(或冷阱)之間的蒸汽分壓差。溫差愈大,傳熱速率愈快;蒸汽分壓差愈大,傳質(zhì)(即蒸汽排除)速率愈快。
凍干時(shí),既要保持產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì),又要取得較快的干燥速率。升華所需要的潛熱必須由熱源通過(guò)外界傳熱過(guò)程傳送到被干燥物料的表面,然后再通過(guò)內(nèi)部傳熱過(guò)程傳送到物料內(nèi)冰升華的實(shí)際發(fā)生處。所產(chǎn)生的水蒸氣必須通過(guò)內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程到達(dá)物料的表面,再通過(guò)外部傳質(zhì)過(guò)程轉(zhuǎn)移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一個(gè)過(guò)程或幾個(gè)過(guò)程一起都可能成為干燥過(guò)程的“瓶頸”,它取決于凍干設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作條件以及被干燥物料的特征。只有同時(shí)提高傳熱、傳質(zhì)效率,增加單位體積凍干物料的表面積,才能取得更快的干燥速率。
在冰晶的升華過(guò)程中,每升華1g冰晶約需吸收2822.4J的熱量,假如沒(méi)有熱量來(lái)源,冰晶升華時(shí)將會(huì)從制品中吸熱,亦即通過(guò)降低制品的溫度來(lái)維持升華所必須的熱能,當(dāng)制品的溫度降低后,其冰晶飽和蒸汽壓亦降低,當(dāng)降低到與環(huán)境中壓力相等時(shí),升華亦即停止,因此,凍干過(guò)程中,必須給制品施加熱能,但是,要在真空環(huán)境中傳輸熱能,也不是一件容易的事情,為此,人們?cè)O(shè)計(jì)出下列種種加熱方式:
①接觸傳熱方式:這是一種簡(jiǎn)單的加熱方法,在干燥室內(nèi)設(shè)置可加熱的多層擱板,上面放置裝有被干燥食品的干燥盤(pán)。利用干燥盤(pán)與擱板接觸傳導(dǎo)加熱。在這種情況下。加熱擱板與干燥盤(pán),干燥盤(pán)與干燥食品間不能*良好地接觸,因此利用這中方法進(jìn)行加熱時(shí),干燥時(shí)間多少較其它方法長(zhǎng)些,但其優(yōu)點(diǎn)是干燥是構(gòu)造簡(jiǎn)單,并可充分利用空間。
②復(fù)式加熱方式:接觸傳導(dǎo)僅加熱食品的一面,而在本法中被干燥的食品兩面都與加熱板接觸,因此傳熱良好而可縮短干燥時(shí)間,所采用的方式將被干燥食品在與加熱板接觸前,先以金屬網(wǎng)狀鋁板夾住,以打開(kāi)升華時(shí)水蒸汽的通道并減少其阻力,然后用液壓加上擱板,使之與網(wǎng)狀鋁板接觸,此法優(yōu)點(diǎn)是可縮短干燥時(shí)間,但為能與上擱板接觸,擱板必須是活動(dòng)的,因此必須使用液壓裝置,而導(dǎo)致構(gòu)造復(fù)雜,并降低干燥室的利用率,故設(shè)備費(fèi)用高昂,此外,對(duì)非平面而不定形被干燥食品,則有不能充分發(fā)揮效果的缺點(diǎn)。
③有釘板加熱方式:這是上述復(fù)式加熱方式的變形,此法是利用裝有多枚釘子的2片加熱板將被干燥食品夾在中間以進(jìn)行加熱,這種方式的加熱接觸面積擴(kuò)大到被干燥食品的內(nèi)部,因而能有效地進(jìn)行熱供給,利用此方式,干燥時(shí)間可大幅度縮短,這正是被希望的方式,但相反的是,大量處理被干燥食品時(shí),干燥前與干燥后的操作繁雜,需要人力與時(shí)間,另外還涉及衛(wèi)生的問(wèn)題,因此在實(shí)用規(guī)模裝置上幾乎都不采用。
④輻射加熱方式:此種方式是將被加熱干燥的食品置于干燥盤(pán)或干燥網(wǎng)上,然后插入兩片加熱板之間,使之不與加熱板接觸,而由加熱板輻射來(lái)供給熱量,因此加熱板可加熱到容許溫度以上的高溫,而被干燥食品的溫度則保持在容許溫度之內(nèi),這樣可以縮短干燥時(shí)間,且被干燥食品的形狀若不是定型時(shí)也不會(huì)有所防礙。干燥前后的操作也很容易,特別是在大型連續(xù)干燥裝置中更加有效,已經(jīng)設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)目刂品绞剑⑻岣呒訜岚宓妮椛淠苻D(zhuǎn)換效率,其干燥時(shí)間已縮短至可以與復(fù)式加熱相匹敵的程度,因此,該加熱方式已演變成凍干食品設(shè)備的基本形式。
⑤微波加熱方式:微波照射能使不同形狀的食品內(nèi)外都得到加熱,大大縮短干燥時(shí)間(約10%~20%)。此外,干燥室的利用率也較高。盡管微波加熱具有明顯的優(yōu)點(diǎn),但是到目前為止還沒(méi)有在工業(yè)上成功的例子。這是因?yàn)楫a(chǎn)生微波形式的能量是昂貴的,其費(fèi)用為蒸汽費(fèi)用的10~20倍。另外,微波加熱過(guò)程很難控制。如果供熱量有余,會(huì)導(dǎo)致升華界面有少量冰融化,而水的介電常數(shù)比冰的介電常數(shù)大得多,水將吸收更多的熱量使溫度升高而使更多的冰融化,終導(dǎo)致干燥失敗。
⑥紅外線(xiàn)加熱:在干燥室安裝紅外線(xiàn)發(fā)生器產(chǎn)生紅外線(xiàn)輻射。但由于其維持費(fèi)用相當(dāng)高,故很少應(yīng)用于冷凍干燥食品方面。
綜上所述,各種加熱方法各有其特點(diǎn)。人們?cè)诓粩嗾J(rèn)識(shí)凍干過(guò)程本質(zhì)的基礎(chǔ)上,探索出了多種加熱、輻射的組合,如傳導(dǎo)-輻射加熱法、傳導(dǎo)-微波加熱法、輻射-微波加熱法等。其目的都是期望能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,提高干燥速率,降低能耗。
二、凍干食品的生產(chǎn)設(shè)備
凍干食品生產(chǎn)主要的設(shè)備為食品用真空冷凍干燥機(jī)組,該機(jī)組的性能,能耗和操作自動(dòng)化程度的高低決定了凍干食品生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平的高低,食品用凍干機(jī)分間歇式和連續(xù)式。連續(xù)式機(jī)組在國(guó)內(nèi)企業(yè)尚屬少見(jiàn)。間歇式凍干機(jī)由干燥箱體、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等5部分組成。
⑴干燥箱體:有圓筒形及方形兩種主要的形式,各有優(yōu)點(diǎn),圓筒形制造容易,但無(wú)法利用的空間多;方形則相反,空間利用率高,但制造較困難。
⑵加熱系統(tǒng):大多數(shù)采用輻射傳熱,輻射板由陽(yáng)極電鍍鋁制成,導(dǎo)熱介質(zhì)有導(dǎo)熱油,飽和水、二次蒸汽,有機(jī)溶劑如丙二醇、甘油等,熱源均系用高壓水蒸汽。
⑶真空系統(tǒng):采用機(jī)械真空泵,有羅茨泵+油封泵及羅茨泵+羅茨泵+大氣噴射+水環(huán)泵兩種,兩者主要區(qū)別是前者不能抽水蒸汽,因此對(duì)冷阱效率要求較高,優(yōu)點(diǎn)是能耗小,后者則正好相反,能抽吸少量水蒸汽,缺點(diǎn)是能耗較大。
⑷制冷系統(tǒng):由制冷機(jī)組與冷卻排管構(gòu)成,作水蒸汽捕集器(亦稱(chēng)冷阱)依其與輻射板組件的相對(duì)位置,有如下幾種形式:①底置式:放置在輻射板組件的底部;②側(cè)置式:放置在輻射板組件的兩側(cè);③后置式:放置在輻射板組件的后面;④另置式:放置在輻射板組件不在同一容器內(nèi),另外一個(gè)容器放置,兩容器之間有一個(gè)短而粗的管件連接。
⑸控制系統(tǒng):有手動(dòng)控制及自動(dòng)控制兩大類(lèi),自動(dòng)控制又分儀表自動(dòng)控制與PLC可編程序控制兩類(lèi)。以PLC可編程序控制*,現(xiàn)在已有的凍干程序控制儀問(wèn)世,是在PLC基礎(chǔ)上按凍干要求而設(shè)計(jì)的,能自動(dòng)完成凍干過(guò)程中復(fù)雜的控制操作,并且有貯存數(shù)據(jù)的功能。
三、簡(jiǎn)易凍干食品生產(chǎn)線(xiàn)的配置
⑴前處理設(shè)備有:
①多用切片機(jī):1臺(tái),生產(chǎn)能力200~500kg/h,國(guó)產(chǎn)的即可,如有條件,可購(gòu)買(mǎi)中國(guó)臺(tái)灣、日本、美國(guó)產(chǎn)的切片機(jī),以美國(guó)厄舍公司的*。
②冷卻槽:殺青后的冷卻槽可用清洗槽代替,簡(jiǎn)易生產(chǎn)線(xiàn)通常因自來(lái)水冷卻瀝水可選用振蕩瀝水機(jī),如有條件,選用離心機(jī)。
③速凍庫(kù):速凍庫(kù)的配置與凍干機(jī)的處理能力相適應(yīng),以日班生產(chǎn)配料,滿(mǎn)足2~3班凍干為宜。冷源單獨(dú)或半單獨(dú)設(shè)置(低壓循環(huán)部分獨(dú)立)以防止在速凍庫(kù)熱負(fù)荷較大時(shí),影響到正在凍干過(guò)程中的冷阱溫度。
⑵凍干車(chē)間:凍干車(chē)間是凍干食品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,它的設(shè)置同時(shí)要考慮到產(chǎn)品質(zhì)量受影響的程度,一般速凍庫(kù)與凍干箱門(mén)之間的距離越短越好,并且此通道,僅作為物流通道,而不兼作人流通道,凍干箱門(mén)端與凍干機(jī)其它部分及設(shè)備隔開(kāi),以減少環(huán)境對(duì)半成品的污染。
⑶卸料與包裝間:卸料與包裝間應(yīng)密閉,地面至少要用水磨石加打蠟,墻體要用白瓷磚貼至1.5m高,以上部分要刷白色防水涂料,此車(chē)間須裝設(shè)空調(diào)除濕設(shè)備,空調(diào)制冷可與冷庫(kù)系統(tǒng)合用,除濕設(shè)備宜選用轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī),以利降低除濕成本,車(chē)間無(wú)窗戶(hù),門(mén)盡可能密閉,采用無(wú)塵凈化室的密封門(mén),并要有換氣、消毒、滅菌等設(shè)施。
包裝時(shí)一般要有不銹鋼工作臺(tái),抽真空充氮封口機(jī),抽真空設(shè)備宜選用水環(huán)式真空泵,抽速約20L/s,充氮?dú)庠礊楣I(yè)用氮?dú)?,?jīng)減壓過(guò)濾充入即可。
四、現(xiàn)代化流水生產(chǎn)線(xiàn)配置
現(xiàn)代化流水生產(chǎn)線(xiàn)與簡(jiǎn)易生產(chǎn)線(xiàn)相比,僅在前處理增加了清洗、去皮、殺毒、冷卻、輸送等自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備,以減少前處理中手工作業(yè)量,因清洗、去皮等操作中沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備,在此不作詳述,其它與簡(jiǎn)易生產(chǎn)線(xiàn)相同。
五、凍干果蔬的生產(chǎn)工藝
工藝流程
原料選擇→整理→預(yù)凍結(jié)→升華干燥→后處理→包裝、貯藏。
操作要點(diǎn)
⑴預(yù)處理:一般預(yù)處理是指升華干燥前的所有處理,所以干燥前凍結(jié)也屬于預(yù)處理。原料預(yù)處理和常規(guī)的果蔬干燥及果蔬速凍制品相同,如需進(jìn)行挑選、清洗、去皮、切分、燙漂、冷卻等處理,具體操作參見(jiàn)本書(shū)有關(guān)內(nèi)容,在此不作詳述。在進(jìn)行果汁或蔬菜汁凍干時(shí),則先用較低廉的加工方法預(yù)先將其濃縮,后在預(yù)凍結(jié)時(shí)將產(chǎn)品變成粒狀。
預(yù)凍結(jié)是把經(jīng)前處理后的原料進(jìn)行冷凍處理(有關(guān)冷凍工藝及設(shè)備參見(jiàn)本書(shū)“9.果蔬速凍”),它是凍干的重要工序。由于果蔬在冷凍過(guò)程中會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的生物化學(xué)及物理化學(xué)變化,因此預(yù)凍的好壞將直接影響到凍干果蔬質(zhì)量。冷凍過(guò)程中重點(diǎn)考慮的是被凍結(jié)物料的凍結(jié)速率對(duì)其質(zhì)量和干燥時(shí)間的影響。速凍與慢凍有以下差別:速凍產(chǎn)生的冰晶較小,慢凍產(chǎn)生的冰晶較大;大的冰晶有利于升華,小的冰晶不利于升華;小的冰晶對(duì)細(xì)胞的影響較小,冰晶越小,干燥后越能反映出產(chǎn)品原來(lái)的組織結(jié)構(gòu)和性能。但凍結(jié)速率高,所需的能耗也高。應(yīng)綜合考慮,選擇一個(gè)較優(yōu)的凍結(jié)速率,在保證凍干食品質(zhì)量的同時(shí),使所需的冷凍能耗低。
⑵升華干燥:是凍干食品生產(chǎn)過(guò)程中的核心工藝。要控制好工藝條件:
①裝載量:干燥時(shí),凍干機(jī)的濕重裝載量即單位面積干燥板上被干燥的質(zhì)量,是決定干燥時(shí)間的重要因素。被干燥食品的厚度也是影響干燥時(shí)間的因素。
冷凍干燥時(shí),物料的干燥是由外層向內(nèi)層推進(jìn),因此,被干燥物料較厚時(shí),需要較長(zhǎng)的干燥時(shí)間。在實(shí)際干燥時(shí),被干燥物料均被切成15~30mm的均一厚度。單位面積干燥板所應(yīng)裝載的物料量,應(yīng)根據(jù)加熱方式及干燥食品的各類(lèi)而定。在采用工業(yè)化大規(guī)模裝置進(jìn)行干燥時(shí),若干燥周期為6~8h,則干燥板物料裝載量為5~15kg/m2。
②干燥溫度:冷凍干燥時(shí),為能縮短干燥時(shí)間,必須有效地供給冰晶升華所需要的熱量,因此設(shè)計(jì)出各種實(shí)用的加熱方式。干燥溫度必須是控制在以不引起被干燥物料中冰晶融解、已干燥部分不會(huì)因過(guò)熱而引起熱變性的范圍內(nèi)。因此,在單一加熱方式中,干燥板的溫度在升華旺盛的干燥初期應(yīng)控制在70~80℃,干燥中期在60℃,干燥后期在40~50℃。
③干燥終點(diǎn)的判斷:干燥終點(diǎn)可用下列指征來(lái)判定:物料溫度與加熱板溫度基本趨于一致并保持一段時(shí)間;泵組(或冷阱)真空計(jì)與干燥室真空計(jì)趨于一致,并保持一段時(shí)間;干燥室真空計(jì)冷阱溫度基本上回復(fù)到設(shè)備空載時(shí)的指標(biāo)并保持一段時(shí)間;對(duì)有大蝶閥的凍干機(jī),可關(guān)閉大蝶閥,真空機(jī)基本不下降或下降很少。以上4個(gè)判定依據(jù),即可單獨(dú)使用,亦可組合或聯(lián)合使用。
⑶后處理:后處理包括卸料,半成品選別,包裝等工序。
凍干結(jié)速后,往干燥室內(nèi)注入氮?dú)饣蚋稍锟諝馄瞥婵?,然后立即移出物料在一個(gè)相對(duì)濕度50%以下,溫度22~25℃,塵埃少的密閉環(huán)境中卸料,并在相同的環(huán)境中進(jìn)行半成品的選別及包裝。因?yàn)閮龈珊蟮奈锪暇哂旋嫶蟮谋砻娣e,吸濕性非常強(qiáng),因此需要在一個(gè)較為干燥的環(huán)境下,完成這些工序的操作。
⑷包裝與貯存:食品凍干后具有龐大的表面積,食品中的一些成分直接裸露到空氣中,易接觸到空氣中的氧及吸附水分,從而導(dǎo)致凍干食品的逐漸變質(zhì)。其次,大多數(shù)凍干食品均具有天然色澤,這些天然色素易在光照下降解。在氧化作用及色素降解過(guò)程中,溫度也是一個(gè)影響此類(lèi)化學(xué)反應(yīng)的重要因素。因此,凍干食品的包裝主要考慮如何防止或減輕上述4個(gè)因素的影響。
凍干食品所具有的多孔海綿狀結(jié)構(gòu),既有其有利的一面,也有其不利的一面:一是產(chǎn)品一旦暴露于空氣中容易吸濕和氧化降質(zhì),所以,凍干食品應(yīng)抽真空包裝,充氮包裝;二是凍干食品所占體積相對(duì)較大,不利于包裝、運(yùn)輸、銷(xiāo)售,因此凍干食品常被壓縮后包裝。此外,多孔疏松狀結(jié)構(gòu)使得凍干食品在運(yùn)輸、銷(xiāo)售途中極易破碎,因此,對(duì)于那些不便壓縮包裝的凍干食品,應(yīng)具有一定保護(hù)作用的包裝材料或包裝形式。
凍干食品常用的包裝材料為PE袋及復(fù)合鋁鉑袋,PE袋常用作大包裝用,復(fù)合鋁鉑袋常用作小包裝用,外包裝通常都選用牛皮瓦楞紙板箱,其大小符合集裝箱運(yùn)輸之需要,用PE袋作內(nèi)包裝時(shí),為強(qiáng)化其隔絕氧、水、汽的作用,常用雙層,必要時(shí),還可采用鐵罐包裝,但價(jià)格較高,應(yīng)用不很普遍。不論采用何種包裝材料,均需采用抽真空充氮,并添加除氧劑及干燥劑。
凍干食品應(yīng)貯存在陰涼、干燥處,如有條件,放置在低溫低濕的環(huán)境中,保質(zhì)期通常為1~2年,采用鐵罐包裝時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)。
六、凍干食品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
凍干食品的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格,質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí),抽樣率占每批總數(shù)的10%(客戶(hù)有特需要求除外)每件隨機(jī)抽取小樣,混勻后作待檢樣品,由于凍干食品目前尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),亦無(wú)可參照的標(biāo)準(zhǔn),下述檢驗(yàn)項(xiàng)目均為行業(yè)推薦指標(biāo),大致如下:
⑴感官指標(biāo)
色澤:應(yīng)有該品種原料的色澤。
香味:應(yīng)有該品種的香味(或熟制后的香味)。
粒度:指規(guī)格,依客戶(hù)要求而定,其中粉末≤2%。
⑵水分 ≤5%
⑶夾雜物 不得檢出(指非原料或其裂解物)。
⑷微生物 細(xì)菌總數(shù)≤500個(gè)/g;大腸菌群≤10個(gè)/100g;致病菌:不得檢出,或依客戶(hù)要求另定。
⑸重金屬 砷(以As計(jì))≤1.0mg/kg;鉛(以Pb計(jì))≤2.0mg/kg;銅(以Cu計(jì))≤60mg/kg。
⑹裝量 不低于標(biāo)示量。
⑺包裝材料 依客戶(hù)要求而定。
七、凍干食品生產(chǎn)質(zhì)量控制
凍干食品作為食品,絕大部分均出口往發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū),由于這些國(guó)家或地區(qū)都普遍實(shí)行了食品“GMP”標(biāo)準(zhǔn),因此,外商對(duì)其質(zhì)量要求極為嚴(yán)格,不僅對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格的要求,而且要對(duì)廠家進(jìn)行實(shí)地考察,往往要求至少關(guān)鍵工序要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
GMP的指導(dǎo)思想:產(chǎn)品質(zhì)量是在生產(chǎn)過(guò)程中制造出來(lái)的,而不是在檢驗(yàn)中檢測(cè)出來(lái)的,因此,在實(shí)施過(guò)程中它要求要以合格、稱(chēng)職的技術(shù)人員,對(duì)員工進(jìn)行反復(fù)不斷的培訓(xùn),使他們始終明白GMP對(duì)他的工作崗位的具體要求,此外,它對(duì)工廠的硬件也有具體的要求,筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn),把凍干食品生產(chǎn)質(zhì)量控制措施歸納如下:
⑴廠房
①凍干食品生產(chǎn)企業(yè)必須有整潔的生產(chǎn)環(huán)境,生產(chǎn)區(qū)周?chē)鷳?yīng)無(wú)污染源,空氣場(chǎng)地、水質(zhì)應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求,生產(chǎn)區(qū)內(nèi)及周?chē)鷳?yīng)無(wú)露土地面,并增加綠化面積。
②廠區(qū)應(yīng)接行政、生活、生產(chǎn)、輔助系統(tǒng)劃分布局。行政、生活與生產(chǎn)區(qū)應(yīng)相距一定距離、生產(chǎn)廠房按產(chǎn)品工藝特點(diǎn)要求會(huì)理布局,間距適當(dāng),無(wú)交叉污染,在同一廠房及領(lǐng)近廠房進(jìn)行的各項(xiàng)操作,不得相互妨礙。
③廠房?jī)?nèi)必須足夠的空間和場(chǎng)所,能整齊,合理地安置設(shè)備和物料,按照工藝要求,工序銜接合理,人流,物流分開(kāi),防止不同品種相互混淆,交叉污染和遺漏生產(chǎn),檢驗(yàn)步驟。
④廠房?jī)?nèi)應(yīng)具備適當(dāng)?shù)恼彰?,取暖及通風(fēng)設(shè)備,必要時(shí)需要空調(diào)設(shè)備,使室內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?。照明、采暖設(shè)備及各種管通與生產(chǎn)車(chē)間的空間隔離。
⑤廠房應(yīng)能防止動(dòng)物和昆蟲(chóng)進(jìn)去,其內(nèi)部表面應(yīng)光滑少縫隙,不得脫蕩或吸附顆粒性粉塵。
⑥廠房必須按生產(chǎn)工藝和質(zhì)量要求,劃分等級(jí),一般生產(chǎn)區(qū)(指無(wú)菌落數(shù)要求的生產(chǎn)車(chē)間、房間等),控制區(qū)(指對(duì)菌落數(shù)有一定要求的生產(chǎn)車(chē)間及輔助房間),并應(yīng)采取相應(yīng)的保證措施。
⑦控制區(qū)車(chē)間內(nèi)墻、平頂和地坪要材質(zhì)堅(jiān)硬,平整光滑少縫隙,無(wú)顆粒性物質(zhì)脫落,易清洗,易消毒,有外窗的房間,其窗應(yīng)密封,門(mén)要求光滑,造型簡(jiǎn)單,關(guān)閉嚴(yán)密,開(kāi)啟方向應(yīng)朝向衛(wèi)生程度高的房間。進(jìn)入控制區(qū)內(nèi)的空氣須經(jīng)初效、中效過(guò)濾,還須經(jīng)過(guò)濾,室內(nèi)溫度、濕度應(yīng)符合工藝要求,一般應(yīng)保持1~2Pa的正壓,并在合適的地方裝設(shè)紫外燈。
⑧操作人員應(yīng)須經(jīng)更衣后,經(jīng)緩沖室方能進(jìn)入生產(chǎn)控制區(qū),生產(chǎn)控制區(qū)的服裝至少須采用無(wú)扣白大褂,選用無(wú)塵工作服。
⑨進(jìn)入生產(chǎn)控制區(qū)的物料和工具,應(yīng)通過(guò)緩沖室清潔,消毒后才能進(jìn)入。
⑵設(shè)備
①生產(chǎn)設(shè)備須與所生產(chǎn)食品相適應(yīng),并按工藝流程合理布局,便于操作,拆卸清洗、消毒及滅菌。
②設(shè)備及管道的材質(zhì)應(yīng)與物料不起化學(xué)反應(yīng),凡食品直接接觸的設(shè)備表面均需光潔、平整、易清洗、耐腐蝕、不吸附,不污染所加工的物料。
③設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)及管道系統(tǒng)要密封良好,防止?jié)櫥汀⒗鋮s劑等對(duì)食品的污染。
④所有設(shè)備均要造冊(cè)登記,主要設(shè)備(儀器)應(yīng)建立檔案資料,其主要內(nèi)容有:原始技術(shù)資料(包括設(shè)備使用維修說(shuō)明書(shū)原件)、設(shè)備裝配總圖、施工圖、零件、易損件、備件清單,檢修、維護(hù)保養(yǎng)和事故記錄等。
⑤用于生產(chǎn)和檢驗(yàn)的儀器、衡器、量具等應(yīng)經(jīng)計(jì)量檢定,并作定期檢查,凡精度不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的儀表、儀器、衡器、量具不得用于生產(chǎn)和檢驗(yàn)。
⑥設(shè)備使用、檢修人員應(yīng)了解設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、性能與用途、切實(shí)做到會(huì)使用、維修、保養(yǎng),會(huì)排除故障。
⑶生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(diǎn)(以小香蔥生產(chǎn)為例)
①原料的新鮮程度要有專(zhuān)人檢查,并作相應(yīng)的記錄,如有異常情況應(yīng)及時(shí)處理。
②分檢工序是控制夾雜物的關(guān)鍵工序,應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),任何夾雜物均不得流入下一道工序,同時(shí)須將不合格的原料剔除。
③清洗工序的重點(diǎn)是洗去泥沙,但不能泡水太久,因?yàn)槭[的吸水能力是較大的,吸水太多時(shí)要用離心機(jī)甩去過(guò)多的水分。
④切段時(shí)應(yīng)注意蔥段的尺寸應(yīng)在允許的誤差范圍內(nèi)。
⑤鋪盤(pán)工序在控制區(qū)內(nèi)進(jìn)行,以使微生物含量不至于超標(biāo),且鋪盤(pán)時(shí)計(jì)量必須準(zhǔn)確,表面須刮平整,否則易造成欠干。
⑥預(yù)凍結(jié)要盡快降溫凍結(jié),當(dāng)多個(gè)物料中心溫度達(dá)-18℃以下后,維持0.5h即可,以減少能耗,也不必將物料溫度降得太底。
⑦凍干工序應(yīng)遵照凍干曲線(xiàn)進(jìn)行,當(dāng)凍干機(jī)出現(xiàn)異常情況時(shí)要盡可能保住產(chǎn)品不至于溶化,關(guān)鍵是想辦法維持升華條件,切去熱源。
⑧卸料及半成品分檢、包裝工序,要方止微生物污染、吸潮、要特別注意操作人員著裝,環(huán)境的濕度、溫度及室內(nèi)衛(wèi)生。
八、凍干果蔬生產(chǎn)實(shí)例
小香蔥
⑴工藝流程
原料→分檢→清洗→切段→鋪盤(pán)→預(yù)凍結(jié)→凍干→卸料→半成品分檢→包裝→入庫(kù)。
⑵操作要點(diǎn)
原料 要求新鮮,無(wú)病害、無(wú)枯黃葉、無(wú)損傷,色澤青綠。
分檢 按原料驗(yàn)收方法將合格的原料挑選出來(lái),注意剔除夾雜物,
清洗 用流動(dòng)水漂洗,洗去表面泥沙。
切段 用切片機(jī)切成4~5mm的小蔥段。
鋪盤(pán) 把截切好的蔥段均勻鋪入凍干盤(pán)中,裝載量為8~9kg/m2。
速凍 鋪好盤(pán)后的小香蔥連同凍干盤(pán)一起放置在吊車(chē)上,推入急凍庫(kù)中速凍,注意放置好測(cè)溫探頭,當(dāng)溫度達(dá)到-18℃以下,維持0.5h即可。
凍干 把預(yù)凍結(jié)好的物料迅速推入準(zhǔn)備好的凍干機(jī)中,動(dòng)作越快越好,迅速關(guān)上干燥箱門(mén),并立即開(kāi)始抽真空,完成上述部驟的時(shí)間一般在10~15min左右,太長(zhǎng)則有可能引起物料表面的熔化。到工作壓力后,開(kāi)始按設(shè)定的加熱曲線(xiàn)加熱,凍干小香蔥加熱曲線(xiàn)一般分成6段:①在30mim內(nèi),均勻升溫至120℃,性能優(yōu)良的設(shè)備可在15min內(nèi)達(dá)到;②在120℃維持恒溫3h;③在1h內(nèi),均勻降溫至80℃;④在80℃維持恒溫2h;⑤在1.5h內(nèi),均勻降溫至60℃;⑥在60℃維持恒溫2h。整個(gè)凍干周期約10h,由于各臺(tái)動(dòng)干設(shè)備的性能有所不同,上述參數(shù)僅供參考,能否采用,應(yīng)先試驗(yàn)后確定。
卸料 卸料應(yīng)在密閉、少塵埃的潔凈區(qū)域內(nèi)進(jìn)行,室內(nèi)相對(duì)濕度50%以下,溫度22~25℃,卸料后如來(lái)不及進(jìn)行半成品分檢,則應(yīng)先密閉口在容器中。
半成品分檢 主要挑去夾雜物,分切不良及其它不合格品,其環(huán)境要求與卸料同。
包裝 按與客戶(hù)簽訂合同時(shí)的規(guī)格包裝,通常有5kg/箱、8kg/箱、10kg/箱可供選擇,為防止堆疊時(shí)外包裝箱變形,外箱常設(shè)計(jì)成高箱式(四方底,高為底邊長(zhǎng)的兩倍半左右),且裝料時(shí)只裝至離頂2~62.5px為宜。
荔枝
⑴工藝流程
原料選擇→挑選→洗果→去殼、去核→清洗→切分→預(yù)凍結(jié)→凍干→包裝。
⑵操作要點(diǎn)
荔枝選擇、前處理和預(yù)凍結(jié)參考本書(shū)荔枝速凍(9.7.1)。把切分好的荔枝肉預(yù)凍結(jié)至-30℃。凍干時(shí)首先將冷阱溫度預(yù)冷至-35℃,打開(kāi)干燥倉(cāng)門(mén),裝入凍透的荔枝,關(guān)上倉(cāng)門(mén),啟動(dòng)真空機(jī)組進(jìn)行抽空,當(dāng)真空度達(dá)到60Pa時(shí),開(kāi)始加熱,加熱過(guò)程中需要保證穩(wěn)定的工作真空度,而且保證物品溫度不超過(guò)50℃。凍干后抽真空充氮包裝。
蘑菇、大蒜、胡蘿卜
蘑菇、大蒜、胡蘿卜都是采用冷凍干燥主要品種。這3種蔬菜的前處理參見(jiàn)前面的熱風(fēng)干燥;預(yù)凍結(jié)參考本書(shū)的“9.果蔬速凍保藏”部分;凍干及后處理參考前面的內(nèi)容。