四環(huán)凍干機—雞蛋的凍干

選用優(yōu)質(zhì)鮮蛋，用棕刷刷洗蛋表面的菌類(lèi)和污物，然后用清水沖凈，晾干后打蛋做實(shí)驗。全蛋液和蛋清直接打人托盤(pán)（450mmX295mm），待積料至5mm 厚后時(shí)將其攪拌均勻。蛋黃中含有較多的脂質(zhì)，將其萃取出來(lái)凍干或加水稀釋凍干效果更佳。整蛋黃放在托盤(pán)（厚 5mm），稀釋蛋黃放在培養皿中（厚 10mm）進(jìn)行凍干。

分別取少量蛋清、蛋黃以及整蛋混合液放入水分測定儀中烘干。烘干溫度為 100℃，烘至濕度在60s內不變時(shí)結束。測定結果見(jiàn)表 7-15。

用電阻測定法測定雞蛋的共晶點(diǎn)，不銹鋼電極直徑為2.5mm，長(cháng)度為20mm。兩電極間的距離為15mm，插人物料的深度為10mm。測溫熱電偶的測量端位于兩電極的中間部位。電極和熱電偶裝配后，將物料置于冷凍干燥機內的擱板上，降低擱板溫度，凍結物料，測試物料的共晶點(diǎn)溫度。在共晶點(diǎn)溫度測試后，升高擱板溫度至物料融化，測試物料的共熔點(diǎn)溫度。全蛋液電阻隨溫度變化的曲線(xiàn)見(jiàn)圖 7-17、圖 7-18。

根據電陽(yáng)與溫度的關(guān)系，確定蛋白共晶點(diǎn)溫度為-14~-17℃，蛋黃的共晶點(diǎn)溫度為-20~-23℃，全蛋液的共晶點(diǎn)溫度為-20~-22℃，共熔點(diǎn)溫為-15℃。

將托盤(pán)放在凍干機的擱板上，溫度探頭放入樣品中。根據測得的共晶點(diǎn)溫度，將物料在-30℃下凍結并保持2h 左右后，進(jìn)人升華干燥階段，升華干燥階段保持產(chǎn)品溫度在共晶溫度以下，待產(chǎn)品溫度有明顯升高后進(jìn)入解析干燥階段。解析干燥過(guò)程中產(chǎn)品的溫度不高于對應物料的共熔點(diǎn)溫度。凍干曲線(xiàn)如圖 7-19圖7-21所示。

圖7-19中曲線(xiàn)3是測溫探頭放在托盤(pán)邊緣處測得的物料溫度，曲線(xiàn)4 是測溫探頭放在托盤(pán)中心測得的物料溫度。

圖7-20中曲線(xiàn)3是蛋黃的凍干溫度，曲線(xiàn)4是稀釋后的蛋黃凍干溫度。

圖7-21 中曲線(xiàn)3是全蛋液預先凍結后直接放到擱板上測得的物料溫度，曲線(xiàn)4 是測溫探頭放在托盤(pán)邊緣處測得的物料溫度，曲線(xiàn)5是測溫探頭放在托盤(pán)中心測得的物料溫度。

凍干過(guò)程分三個(gè)階段進(jìn)行。第一階段為物料凍結階段，要求物料的最終凍結溫度應降至該物料的共晶溫度以下。為保證待干物料全部?jì)鼋Y，物料在共晶溫度以下保持2h左右。在此降溫凍結階段，如果托盤(pán)與擱板接觸良好，物料中心溫度與物料邊緣溫度相差不大；如若不然（見(jiàn)圖7-21），物料中心降至-30℃要比邊緣慢40min。

第二階段為升華干燥，在此階段如果物料是預先固化并直接放在擱板上，擱板溫度需要嚴格控制，以防止物料未干部分的溫度高于共晶點(diǎn)而融化，如圖7-21中曲線(xiàn)3，如果物料是放在托盤(pán)中，則影響不太大，如圖7-19擱板溫度從-30℃升到30℃，曲線(xiàn)4所示的物料未干部分溫度都在-25℃左右。圖7-19、圖7-21中與托盤(pán)接觸部分的物料溫度上升較快，說(shuō)明這部分干燥速率大，升華干燥時(shí)間蛋白粉為2h，全蛋粉為3h。而物料中心處升華干燥時(shí)間蛋白粉為4h，全蛋粉為5h。稀釋后的10mm厚料層需干燥4~5h，未稀釋的5mm 厚蛋黃需干燥3.5~4.5h，說(shuō)明密度、黏度對干燥速率的影響不可忽視。升華干燥階段采用真空調節，即允許通過(guò)開(kāi)啟真空度調節閥向凍干箱放進(jìn)微量干燥（無(wú)菌）空氣對系統進(jìn)行真空調節。目的在于增大箱阱間壓差，加快干燥。

第三階段為解析干燥階段，目的是去除部分存在于材料中的結合水。由于高溫、低壓有利于解析作用，所以解析干燥宜在最高允許溫度下進(jìn)行。當產(chǎn)品的含水率達到規定標準時(shí)，二次干燥結束，凍干完成。5mm 厚的蛋溶液此階段需1~2h。全程干燥時(shí)間與物料厚度有關(guān)，3mm 厚蛋液的凍干時(shí)間比5mm 厚的凍干時(shí)間短1.5~2h。通過(guò)多次實(shí)驗與綜合分析，發(fā)現在凍干的整個(gè)過(guò)程中，由于托盤(pán)使用一段時(shí)間后兩邊微微翹起而影響了傳熱，降低了干燥速率，從而增加了加工成本。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可以預先將蛋液固化成一定形狀（如圓柱體、正方體或者異形體）后直接放到擱板上，或者將托盤(pán)制成網(wǎng)格式。這樣不僅可避免因接觸不好而造成的浪費，還可以擴大傳熱面積，能縮短干燥時(shí)間1h以上。蛋粉的凍干工藝，如圖 7-22 所示。圖中的溫度均為物料溫度，蛋白粉和全蛋粉的干燥時(shí)間以物料尺寸450mm×295mm×5mm 為例，蛋黃粉的干燥時(shí)間以物料尺寸295mm×65mm×5mm為例。

干燥時(shí)間可根據物料厚度適當增減。稀釋的蛋黃干燥速率大，所以建議將蛋黃稀釋后再凍干，如圖7-20中10mm厚的溶液在-20℃升華干燥4.5h，然后解析干燥1.5h左右，含水量即可達標（≤4%）。

凍干后的蛋粉為多孔狀物質(zhì)，且與托盤(pán)接觸部分的孔徑偏大。蛋白粉呈乳白色，有光澤，略帶腥味，蛋黃粉呈淡黃色，細膩，稀釋的蛋黃凍干后顏色略淺；全蛋粉顏色較蛋黃粉深些，略帶腥味。將少量蛋清、蛋黃、全蛋粉分別放入燒杯中，沖人60℃的溫開(kāi)水。蛋清復水效果很好，蛋黃和全蛋粉略差。全蛋粉復水后有與鮮蛋同樣的功能。將凍干后的蛋清蛋黃以及整蛋混合粉分別取少量放入水分測量?jì)x中烘干。烘干溫度為 100℃，烘至濕度在60s 內不變時(shí)結束。測量結果見(jiàn)表 7-16。