冰兰花

[定稿]西兰花的冷冻工艺刘

西兰花的真空冷冻干燥加工工艺及机理研究

搞要:随着人们生活质量的提高，饮食结构的改善，人们对西兰花加工品的要

求越来越高，冻干西兰花

无疑是一种质量上乘的加工制品。本文是在多年对西兰花的冷冻生产实践的基

础上，探索出了西兰花冷冻

干燥的最佳工艺条件，给出西兰花的冷冻升华干燥曲线，在生产上具有一定的

指导意义。

关键词:西兰花真空冷冻干燥工艺

Abstract:Withtheimprovementofpeople’slifequantityand

dietarystructurepeople’srequirementoftheexpedientfoodismore

andmorehigh,butthedrying

isisdoubtlesslyakindofbest

asisofmyproducingexperienceformanyyears,

thispapermainlyintroducedthe

bestvacuumfreezing-drycondition,withtherefrigeration

sublimatethedry

ngthiskindofproductiontechniquewecangetagood

product,which

isrichinoriginalcolor,joss-stick,flavor,formandnutrition.

Keywords:is;vacuumfrozen

dry;research

西兰花(is)又称嫩茎花椰菜、青花菜，属十

字花科芸苔属

甘蓝变种，原产意大利。西兰花富含蛋白质、糖、脂肪、多种维生素和矿物

质，营养成分齐

全，具有很高的市场价值，是我国出口创汇的主要蔬菜种类之一。其食用部分

是幼嫩的花梗

与花蕾，采收后在常温下绿色易黄花、失水变软，从而严重影响其商品价值。

因此，对西兰

花进行真空冷冻干燥加工工艺研究，提高产品质量，扩大产品出口，提高农业

生产效益，满

足市场需求具有现实意义。本文探讨了西兰花的真空冷冻干燥过程中干燥工艺

参数及其特

性，旨在为西兰花的产业化冻干提供参考依据。

1实验材料、设备和方法

1.1实验材料

西兰花:市售

1.2实验设备

LG-100冻干仓、WN自控速冻库、LG-0.2实验用冻干机、HQ–72全自动水分

检测仪等。

2方法

2.1工艺流程

新鲜原料?分选?清洗?切割?漂烫?沥水?装盘?冻结?升华干燥?解析干燥?挑选

计量?包装?成品

2.2操作要点西兰花的冻干可以分为预处理、冻结、升华干燥、解析干燥和后

处理五个阶

段。

2.2.1西兰花冻干的预处理

原料挑选:应选择菜株颜色浓绿鲜亮,花球表面无，花蕾紧密结实，手感较沉

重，无病虫

伤残，成熟度、大小基本一致且勿过老者为宜;

清洗:将合格的原料进行清洗，洗净表面泥沙及污物，以确保产品的质量;

切割:将清洗干净沥水后的西兰花切割成花蕾3,4cm，茎半径0.5,1cm的小球;

漂烫与冷却:漂烫可以钝化蔬菜中的酶，杀死虫卵和微生物，减少氧化和不良

风味产生，使西兰花颜色鲜绿。因此，将切割后的西兰花置于温度95,100?中浸烫

2min后，立即进入0,5?的冷水中进行降温冷却，冷却时间越短越好;

沥水与装盘:经冷却后西兰花小球表面会滞留一些水滴，这对冻结是不利的，

容易使冻

相互结在一起，不利于下一步的真空干燥。在震动沥水机上进行震动沥水，结

后的西兰花球

除去表面水滴后将西兰花均匀摊放在不锈钢料盘上，装盘量为10,12Kg,?，装

料厚度为3,4?。

2.2.2冻结

[1]冻结过程中应把握好冻结温度和冻结速率。为确定西兰花的真空冷冻干燥

工艺，首先应知道其共晶点温度。西兰花因品种、产地、含水量不同共晶点温度也

略有差异，共晶点温度根据阿仑尼罗斯原理液体导电靠离子，西兰花结冰时电阻无

穷大，用电阻法测定西兰花的共晶点温度。随着温度的降低，电流在不断减小，当

西兰花的温度降低到-10~-15?时，电流趋近于0，说明此时的西兰花已全部冻结。

因此可以确认西兰花的共晶点温度为-10~-15?。在实际生产中，冻结的温度一般比

共晶点温度低15?，西兰花冻结温度在-25~-30?之间。

西兰花的冻结过程是个放热过程，需要一定时间。在库温保持-35?时，冻结3h

左右较为适宜，冻结速率一般为0.1,1.5?/min。

2.2.3升华干燥

西兰花在升华干燥过程中，由于需要不断地补充升华潜热，在保持升华界面温

度低于共晶点温度的条件下，不断地供给热量。实验证明，1g冰变成1g蒸汽大约

需要吸收2803J

[2]的热量，因此是一个吸热的过程。同时升华干燥的过程又是一个传热传质

的过程。西兰花[2]在升华干燥过程中传热和传质沿同一条途径进行，但方向相反

(图一)。被干燥西兰花的

传质方向

传热方向

冻结层已干层已干层

图1升华干燥过程中传热传质示意图

加热是通过已干层的辐射来进行，而内部冻结层的温度则决定于传热和传质的

平衡条件。干燥过程中的传热传质过程是互相影响的，随着升华的不断进行，多孔

干燥层的增厚，供给的

[3]热量相应有所增加。一般将升温的速率控制在0.1,0.2?/min范围，直到完

成中心部分的升华，这一过程大约需要10,11h左右，真空度在70,90Pa之间，此

时西兰花的含水量为11%左右。

2.2.4解析干燥

在升华干燥结束后，为了进一步除去西兰花细胞中没有冻结的结合水，这些水

分的吸附能量高，如果不给予足够的热量，它们不能被解析出来，因此这个阶段的

物料温度应足够高，西兰花的最高温度是50?，为使水蒸气有足够的推动力逸出，

应在西兰花的内外形成较大的压差，因此，这个阶段应有较高的真空度50,70Pa。

这一过程大约需要2h，含水量可达到3%左右，符合加工产品的质量要求。根据以

上的分析、实验和生产，得出一条比较合理的西兰花球真空冷冻干燥工艺曲线(图

二)。

图2西兰花冻干曲线图

2.2.5后处理

干燥结束后，应立即根据产品的等级、保存期限、客户要求等进行分级，计

量，检查等后处理及充氮或真空包装。干燥后的西兰花吸水性强，为防止产品吸潮

而变质，尽量缩短拣选的时间，降低空气湿度(,45%)和环境温度(,20?)。3讨论

3.1冻结速率对干燥效果的影响

[4]制品的冻结速率对干燥效果也有很大影响。从冰点到制品的共晶点温度之

间需要快速冷却，否则容易使蛋白质变质，生命体死亡。快速冷却时冰晶还来不及

生长就被冻结，所形成的晶粒细且数量多。这样的冰晶在升华时速度慢，但干后溶

解快，能反映出产品原来的结构;反之，缓慢冷却产生的冰晶较大，不利于升华，

但干后溶解慢。所以需要试验一个合适的冷却速率，西兰花一般为

0.1,1.5?/min。以得到较高的存活率、较好的物理性状和溶解度，且有利于干燥过

程中的升华。

3.2加热介质温度对干燥效果的影响

在真空度不变的情况下，如果传入的热量不能弥补升华所需的相变热，物料的

温度将会下降，造成固体冰的状态脱离升华线，使升华失败。如果传热过大，升华

的水蒸气不能及时传递出来，将物料内部压力升高，造成固态冰溶解，使升华失

败。现有试验条件下，真空度维持不变，设定隔板温度时就要考虑现有设备能达到

的真空度。并且不能保证，每次试验能达到真空度都会一致，所以隔板温度的设定

不能太高。在此过程中，如能进行自动化控制热能随升华线变化，维持传热与传质

的平衡，将会使冷冻干燥顺利进行。3.3真空度对干燥效果的影响

真空系统的作用是排出从干燥室中抽出的不可凝性气体和空气，以建立能保持

制品升华速率的真空度。高真空度有效地降低了水蒸气气流的阻力，同时在干燥过

程中由于没有空气的存在，也避免了氧化作用。在大多数的生产应用中，要实现冷

冻干燥，水汽凝结器真空度应抽到3.5pa或更低，一般可将干燥箱内压力控制在

13,130Pa之间。

参考文献:

[1]顾振新主编.园产品工艺学[M].苏州大学出版社2001,8,96-100[2]罗云

波蔡同一主编.园产品贮藏加工学[M].中国农业大学出版社2001,4,197-203

[3]张兆祥.晏继文.徐成海等编著.真空冷冻干燥与气调保鲜[M].中国民航出

版社1996,7,176-179

[4]赵鹤皋林秀诚主编.冷冻干燥技术[M].华中理工大学出版社1990

,,作者简介:刘玉环，1963.12男，汉族，河西学院办公室，副教授，研究方向:

园产品贮藏与加工。