项目名称：食品真空冻干技术及产业化项目单位：中国科学院近代物理研究所 2012 年 6 月 19 日

项目名称： 食品真空冻干技术及产业化项目单位：中国科学院近代物理研究所2012年 6 月 19日

一食品真空冻干技术 水（H2o）有三态：固态的冰、液态的水、气态的汽。三态可以随它的温度和蒸汽压力不同相互转化。当蒸气压力在610Pa以上时，随温度增加，冰可融化成水，水可蒸发为汽。当蒸气压力在610Pa以下时，随温度增加冰可直接升华为汽。冻干食品生产的基本过程是，先在低温条件下把食品冻结（食品中水分形成微小的冰晶），然后再在低气压条件下（真空状态下）使冰晶升华。这便是冻干原理，也是冻干机的工作原理。 1、冻干原理纯水三相图

2、食品冻干工艺 整个冻干过程可分3个阶段：冻结阶段、升华阶段、解析阶段。所谓冻干工艺，就是正确掌握真空度、冷阱温度、加热板温度和物料温度，使物料尽快脱水。（1）、冻结阶段物料在速冻库中冻结，一般要冻到共晶点以下10℃左右或更低。各种物料的共晶点的温度是不相同的，多数蔬菜和水果的共晶点在－2℃－－18℃，一般冻到－30℃左右即可。

（2）、升华阶段 升华阶段是最重要的阶段，要控制好真空度，水汽冷阱温度，加热板温度和物料温度。干燥仓内恰当的低气压（真空度）是实现升华的必要条件。要建立这个条件，水汽冷阱的温度应比物料温度低约10℃，并且使仓内气压处于冷阱结霜层饱和蒸汽压与物料冰晶饱和蒸汽压之间。（3）、解析阶段在升华阶段结束后，物料中的机械结合水已不存在，但物化结合水还未脱出。物化结合水尚处于液态，可能为微生物繁殖和产生化学反应提供条件。为改善干品贮存的稳定性和延长保存期，必须尽量把物化结合水排出。排出的方法是进一步提高物料温度，进入解析阶段，使这部分水分子获得足够能量从吸附中解析出来。温度越高越利于解析，但绝对不能达到“崩解” 温度，以免引起物料出现塌陷变形。最后1到2小时左右，板温和料温基本接近，而且趋于恒定。这表明物料中的残留水分，已经很少很少，大约只有百分之1～2。

3、冻干食品生产线的用途及冻干食品 食品真空冻干机（生产线）主要用于蔬菜、水果、药材、肉类、水产、咖啡、茶叶等的干燥，还可用于生物制品、工业材料等方面的干燥。用冻干技术生产的脱水食品叫“冻干食品” ，它是在低温冻结和真空缺氧条件下生产的，固有形状不会收缩，热敏性物质不受破坏，芳香性物质不会散失，易氧化物质不会氧化，因而它的形状、颜色、味道和营养成分都同鲜品基本一样，而且复水性很好。

4、设备布局及主要设备结构形式（以JDG-200F×2冻干生产线为例）4、设备布局及主要设备结构形式（以JDG-200F×2冻干生产线为例）（1）设备布局由图可见，运料天轨循环于前处理车间、冻干车间和后处理车间。物料经粗处理和精处理后，计量装盘并放入物料架。物料架沿天轨推进速冻库，冻结后沿天轨推进干燥仓，脱水后再沿天轨推到后处理车间，卸料后的空架推回到前处理车间，进入下一个循环。干品在后处理车间进行筛选、挑选、金探、包装，然后送入干品库。设备布局结构图

（2）主要设备结构形式 升华干燥仓水汽冷阱

真空系统 加热系统

制冷系统原理图

监控系统方框图

5、JDG系列食品真空冻干机技术国内领先 JDG系列食品真空冻干机的核心技术源于研制兰州重离子加速器攻克的关键技术，是低温技术与真空技术的集成创新。所以该产品从一开始投产便抢占了技术制高点。近年来，近物所对其已在技术上处于国内领先水平的JDG系列食品真空冻干机进行了以降低电耗为主要目标的持续改进，通过加大冷阱工作面积，改变冷阱排管布局及加大流导；开发新型智能监控软件，优化设备配置与运行；改进冻干生产工艺，缩短升华周期等项技术创新实现节能，取得了显著成效，研制成功了JDG-100F、JDG-200F节能型食品真空冻干机，其单位脱水量电耗仅为0.418kwh/kg,是原来设备电耗0.7kwh/kg的60%，是国家行业推荐标准1.22kwh/kg的34.3%，是国际水平0.7kwh/kg的60%。

2007年12月14日， JDG-200F通过了甘肃省科技厅组织的科技成果鉴定和甘肃省经济委员会组织的新产品鉴定，确认其技术指标达到国内同类产品领先水平，节能指标达到国际先进水平。它的研制成功，是我国真空冻干技术的巨大进步。食品真空冻干节能技术的应用有着显著的经济效益，可使食品冻干企业的生产成本降低三分之一，加快了冻干食品由太空食品变为大众食品的进程。该节能技术于2007年11月获得科技部创新基金及地方匹配资金无偿资助，2009年9月获得两项实用新型专利证书，2009年1月获得两项计算机软件著作权登记证书，2009年1月获得中国电子学会电子信息科学技术三等奖，2009年2月获得甘肃省科学技术进步奖三等奖。

冻干食品是真空冷冻干燥食品的简称，也称FD食品。所谓冻干就是将新鲜食品先冻结再在真空条件下升华脱水的过程，冻干食品可以最大限度地保持原新鲜食品的色香味及营养成分、外观形状不变、且复水很快；此外冻干产品无须防腐剂就可在常温下保存5年以上，且成品重量轻，便于携带和运输，是加工、旅游、休闲、方便食品的绝好方法。冻干食品是真空冷冻干燥食品的简称，也称FD食品。所谓冻干就是将新鲜食品先冻结再在真空条件下升华脱水的过程，冻干食品可以最大限度地保持原新鲜食品的色香味及营养成分、外观形状不变、且复水很快；此外冻干产品无须防腐剂就可在常温下保存5年以上，且成品重量轻，便于携带和运输，是加工、旅游、休闲、方便食品的绝好方法。二、冻干食品的应用和市场前景

（一）、冻干食品的应用 基于冻干食品有诸多优点，才使得冻干技术在诞生之后便迅速获得了广泛的应用。随着相关技术的发展，到80年代以后，冻干食品的产量增加，成本降低，食用人群逐渐扩展。在欧美，冻干加工的“速溶咖啡”掀起了一场“咖啡的革命”；在日本冻干食品的开发已经包括肉、蛋、蔬菜、水产品、谷类、水果、饮料、保健品等22大类100多个小类。在花卉之都荷兰，人们用冻干技术加工储运鲜花。

可采用冻干技术加工的农产品品种理论上有数百种之多，但由于受各种因素的限制真正被市场所接受的品种却比较有限，而且绝大多数品种的市场均在国外。目前我国出口的大宗品种有：双孢磨菇、绿芦笋、红甜椒、青甜椒、甜玉米、草莓、小香葱、胡萝卜、牛肉丁、虾仁等。冻干食品应用广泛，还可将各种冻干的蔬菜和水果，做成超微粉，再针对老人、儿童、病人对营养的不同需求，做成颗粒或胶囊。这种超微粉制品，人体极易消化吸收，受到了老、幼、病人群的喜爱。

其他还有，如用冻干的大蒜、生姜、辣子做成调味粉；其他还有，如用冻干的大蒜、生姜、辣子做成调味粉；用各种冻干水果超微粉做成速溶饮料或冷饮；将各种冻干蔬菜超微粉加入挂面、饼干、糕点、冰淇凌等做成具有天然营养的食品等等。溶栓胶囊、奇正藏药也是冻干的。

（二）、冻干食品的市场前景 据有关资料报道，美国、日本、欧洲等冻干食品消费国，每年都大量进口冻干食品。这些国家，由于本国生产成本越来越高，所以从其他国家的进口量也越来越大。近些年来，外商到中国求购冻干食品者络绎不绝，生动地反映了国际市场对冻干食品需求的快速增长势头。

冻干食品的方便、绿色、营养等优点，迎合了当今时代各种各样消费者人群的需求，这必然导致消费量的不断增加。冻干食品的方便、绿色、营养等优点，迎合了当今时代各种各样消费者人群的需求，这必然导致消费量的不断增加。在60年代，将冻干技术应用于冻干食品生产时，由于受当时生产技术的限制，产量非常低。以后，随着技术问题的解决，生产成本的降低，产量逐年增加。近些年来，全球冻干食品消费量迅猛增加，冻干食品已进入许多国家的大小超市和平民百姓家。日本的冻干食品产业发展极快，据有关专家分析，日本的发展过程有三个高潮：第1个高潮是由方便面配料的需求掀起的，第2个高潮是由即食汤料和方便粥的需求掀起的，正在掀起的第3个高潮的推动力是冻干食品的超微粉的应用。这几个高潮把日本的冻干食品生产能力从60年代中到90年代中增加了近40倍。

我国是一个13亿人口的大国，食品消费量居全球之首。我国也是国民经济快速发展的大国。随着国民经济的发展，人民生活水平的提高和生活节奏的加快，饮食结构正在发生着显著变化。各种人群对食品的方便、绿色、营养的要求，显得日益迫切。目前，市场上已有的冻干食品，越来越受到人们的认识和享用。我国是一个13亿人口的大国，食品消费量居全球之首。我国也是国民经济快速发展的大国。随着国民经济的发展，人民生活水平的提高和生活节奏的加快，饮食结构正在发生着显著变化。各种人群对食品的方便、绿色、营养的要求，显得日益迫切。目前，市场上已有的冻干食品，越来越受到人们的认识和享用。目前，我国冻干食品产业尚处于发展初期，全国的冻干设备装料面积大约仅有55000m2，全年冻干食品总产量不到2万吨。目前，我国冻干食品的生产能力和产量，同农副产品极其丰富的人口大国极不相称，发展空间极为广阔。冻干食品属于农副产品深加工领域，我国的农副产品资源极其丰富，经过冻干工艺加工后，就成为高档脱水的名优特产品，能获得较高的附加值。

（三）、市场分析 1、方便面已是人人都享用的方便食品，我国年产量已达191.5亿袋（约占世界总产量的40%）。现在，方便面的菜包大都还是热干菜（香菜、胡萝卜、葱等），如果将50%的菜包换成冻干菜，每包重6克，则每年需冻干菜将达5.7万吨以上； 2、“即食鸡蛋汤”已出现于某些快餐店。这种鲜美的鸡蛋汤是冻干产品，加入开水10多秒钟后即可饮用。按每碗10克计，如果有3亿人每年每人饮用这种鸡蛋汤5碗，则年需组成鸡蛋汤的冻干料（鸡蛋、菠菜、香菇、香菜、葱、姜等）约1.5万吨。

3、现在市场上已开始出现冻干的休闲水果。如果有3亿人每人每年享用0.1kg，则全年将消费冻干水果3万吨。3、现在市场上已开始出现冻干的休闲水果。如果有3亿人每人每年享用0.1kg，则全年将消费冻干水果3万吨。冻干食品的消费领域并不只在上述方面。但仅上述方面的年需冻干食品量已达10万吨以上！10万吨是现有产量的6倍，这生动地反映了我国冻干食品市场潜力之巨大。这个潜力正在变成现实。国内市场对冻干食品需求的巨大潜力，现在正在转化为巨大的实际需求。可以预测，日本发展冻干食品产业的3个高潮，在中国可能很快同时出现。13亿人口对冻干食品的需求，是我国冻干食品产业持续发展的强大动力。在我国大力发展冻干食品产业前景极其广阔。

三、JDG系列食品真空冻干机全国销量第一 截至2011年12月底，我所共在全国18个省（市）、自治区和俄罗斯建成和在建58条冻干食品生产线，共销售大型JDG系列食品冻干机150余台，小型冻干机50余台，总装料面积达21839平方米。市场占有率居全国之首。

已建成生产线分布于山东、山西、河南、河北、浙江、陕西、甘肃、广东、青海、上海、海南、云南、新疆、湖北、俄罗斯等。已建成生产线分布于山东、山西、河南、河北、浙江、陕西、甘肃、广东、青海、上海、海南、云南、新疆、湖北、俄罗斯等。

四、合作与技术服务及联系方式 基本合作方式是：提供成套食品冻干机和冻干工艺，负责生产线设计，设备制造，安装调试，直到生产出合格产品。协助编写立项报告的可行性研究报告。提供生产厂房土建设计要求：车间布局，设备布局，设备基础，天轨吊点，地下管路，电、汽、水要求等。生产技术人员培训。提供设备运行的技术资料。生产线投产后免费包修1年，终生有偿服务。协助开发新的冻干食品。联系方式：地址：兰州市城关区南昌路509号电话：0931-4969204 8275919 网址：www.kejindg.com.cn

项目名称：食品真空冻干技术及产业化项目单位：中国科学院近代物理研究所 2012 年 6 月 19 日