生物餌料冷凍干燥技術的現狀及發展趨勢

李隴梅

摘 要：本文通過分析生物餌料真空冷凍干燥技術、設備、工藝的現狀，提出目前國內對生物餌料凍干設備的研究主要集中在國外凍干設備的改造方面，如改造加熱板、捕水器等，并分析了凍干設備的發展現狀預測今后的發展趨勢。

關鍵詞：真空；冷凍干燥；技術分析

中圖分類號：K206.6 文獻標識碼：A 收稿日期：2016-03-04

真空冷凍干燥簡稱凍干，是指將含水物料冷凍成固體。在低溫低壓條件下，利用水的升華性能，使物料低溫脫水而達到干燥目的的一種干燥方法。

我國于20世紀50年代開始設計、研制凍干設備，直到20世紀80年代，由于市場需求的擴大才得以迅速發展，其應用領域也由最初的醫學生物領域擴展到食品加工、材料工業及航空、航天技術等領域。直至20世紀90年代，凍干技術才被應用到觀賞魚生物餌料加工行業中來。

1.生物飼料凍干設備的現狀及發展趨勢

生物飼料凍干機發展較迅速，起初多從國外引進，近幾年已經基本實現國產化了。目前，國內生產生物飼料凍干機還都是非標準化產品。大部分生產廠家都是仿制。有的廠家對國外先進技術進行了改進。如加熱板內引入特殊導流裝置，使加熱板溫度均勻、穩定；捕水器盤管內氨液制冷方式改為氨液無相變制冷，使捕水器盤內溫度均勻，結霜性能良好。

生物凍干機仍存在許多不足，國產與引進設備都存在價格貴、耗能高、收回投資慢的缺點。除此之外，國產凍干機還存在以下一些缺點：①擱板溫度不均，凍干產品含水率不均，產品合格率受影響。②干燥速率低，干燥箱內各點干燥速率不一致，導致產品合格率受影響。③無法判斷干燥何時結束，這是重大欠缺點，因為它可能造成產品含水率高而不合格，也可能造成干燥時間過長而浪費能源。④捕水器效率低。捕水器有效捕水面積小，其根本原因是捕水器設計不合理。⑤真空度不穩定。

生物用凍干機的研究方向和發展趨勢應該為以下幾點：①改進結構，優化設計，降低成本，減少能耗。國外有些凍干機不采用不銹鋼制造，而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹脂，涂層厚度為0.12～0.20mm，在室溫下就會發出紅外線。對捕水器的結構、尺寸、結霜性能的優化更具有實際意義。對于凍干機而言，應降低加熱系統功率消耗，改進結構。②保證質量，提高性能。今后生產的凍干機必須保證質量，可靠性要好。提高加熱速率、抽氣速率，增強溫度均勻性、真空度穩定性。③開發連續式凍干設備。隨著人民生活水平的提高，消費量會增加，因此發展連續凍干設備，增加產量是必然趨勢。

2.生物餌料凍干工藝的現狀及發展趨勢

凍干生物餌料的加工工藝因產品不同，工藝參數也有所差別，目前主要工藝過程包括原料篩選→原料儲存→原料清理→精洗→原料預處理→物料凍結→升華干燥→干燥檢驗→計量滅菌→包

裝→入庫等幾個階段，主要工藝有清洗（沖泡去泥、去雜物、清除藥害）→分選（視品種情況選擇）→凍結（原料預凍結、終溫-15℃～-45℃）→升華干燥（凍結原料在真空環境中受熱脫除水分，加熱溫度為35℃～120℃）→篩選粉碎設備（分選出不同規格的成品和殘次品，粉粒狀產品需進行粉碎）→滅菌、計量裝置→包裝材料（馬口鐵罐裝、鋁箔袋袋裝等）。影響具體餌料干燥產品質量的因素有很多，包括工藝制作、原料質量、設備性能和穩定性、生產管理，等等。影響升華干燥過程的一些參數有：①凍結速度（每分鐘降溫0.25℃～0.35℃）；②加熱升溫速度（每分鐘升溫0.15℃～0.25℃）；③冷阱維持溫度（-45℃～-55℃）；④真空度（20 Pa～80Pa）。這些參數需要由質量和性能參數比較穩定的冷凍干燥設備來控制和完成。

生物凍干機從實驗室進入生產車間還應該進一步優化，使其滿足產業化、快速、節能的要求。

今后凍干工藝的發展方向應該是：①生物餌料凍干工藝除擴大物料品種外，應該著重優化工藝參數，制訂出最佳工藝曲線，完善凍干產品質量檢查的標準，降低凍干產品的價格。②生物餌料的凍干工藝應該實現標準化，以提高凍干產品質量為重點，使凍干過程中所用的保護劑或添加劑更規范。加強經驗交流，走共同進步之路。

今后的凍干技術，要在設備、工藝方面進行更新、更好、更深入的研究，及時跟進國際先進技術的發展，生產更經濟、更高質量的凍干產品，應該作為今后開發應用的主要方向。

參考文獻：

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