食品中高新技术

《食品中高新技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、冷冻浓缩技术的应用摘要：阐述了冷冻浓缩原理，介绍了国内外冷冻浓缩技术的应用现状，并展望了未来的发展趋势。关键词：冷冻浓缩应用现状因素近几年来，随着人类对自身健康的关注及生活水平的提高，高品质、高附加值产品口益增加，高档饮料、果汁、生物制药等也逐渐成为人们口常消费的主体。与此同时，食品的加工技术与方法也需要进行相应的改变与调整，以使加工过程中食品原料中含有的营养成分与风味物质等得到最大限度的保护。冷冻浓缩由于在低温下操作,具有可阻止不良化学变化和生物化学变化及风味、香气和营养损失小等优点，特别适用于浓缩热敏性液态食品、生物制药、要求保留天然色香味的高档饮品及中药汤剂等。随着社会对高档产品需求量的

2、增加，冷冻浓缩技术将进一步显示出其优越性及必要性。因此,开展冷冻浓缩技术的研究及应用，对推动传统工艺技术的进步和提高浓缩汁产品品质均具有重要意义。在此就国内外学者的近期研究成果进行介绍。1冷冻浓缩的理论基础稀溶液的相图如图1所示，横坐标表示溶液的浓度X,纵坐标表示溶液的温度T。曲线DABCE是溶液的冰点线，D点是纯水的冰点，E是低共溶点。当溶液的浓度增加时，其冰点是下降的（在一定的浓度范围内）。图1冷冻浓缩的相平衡图某一稀溶液起始浓度为&，温度在A】点。对该溶液进行冷却降温，当温度降到冰点线A点时，如果溶液中无“冰种”，则溶液并不会结冰，其温度将继续下降至C点，变成过冷液体。过冷液体是不稳定液

3、体，受到外界干扰（如振动），溶液中会产I生大量的冰晶，并成长变大。此时，溶液的浓度增大为X2,冰晶的浓度为0（即纯水）。如果把溶液中的冰粒过滤出来，即可达到浓缩目的。这个操作即为冷冻浓缩。设原溶P_X2_xI_BC~G~~-FC液总量为M,冰晶量为G,浓缩液为P,根据溶质的物料平衡，有：（G+P）Xi=PX2或上式表明，冰品量与浓缩液量之比等于线段BC与线段FC长度之比，这个关系符合化学工程精镭分离的“杠杆法则”。根据上述关系式可计算冷冻浓缩的结冰量。当溶液的浓度大于低共溶点浓度Xe时，如果冷却溶液，析出的是溶质，使溶液变稀，这即是传统的结品操作，所以冷冻浓缩工艺与结品工艺是相反的。要应用冷冻

4、浓缩，溶液必须较稀，其浓度须小于低共溶点浓度Xe。2冷冻浓缩技术的国内外发展现状2.1国外发展概况自上世纪50年代末学者们开始关注冷冻浓缩这一工艺以来，人类对冷冻浓缩技术的研究已有较长的历史。荷兰Eindhoven大学Thijssenl，J等在70年代成功地利用奥斯特瓦尔徳成熟效应设置了再结品过程造大冰晶，并建立了冰晶生长与种品大小及添加量的数学模型，从此冷冻浓缩技术被应用于工业化生产。依此制造的Grenco冷冻浓缩设备在食品工业中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的浓缩，得到了高质量的产品。随着众多学者的深入研究及实验设备的不断改进，近年来有关冷冻浓缩技术的研究成果时常见诸报道。Shira

5、i等为降低成本在采用悬浮结品冷冻法时将小冰品凝聚成为大冰品来减小单位体积冰品的表面积。研究者以10%（质量分数）的葡萄糖溶液做试料，在0.212K的过冷却度下，添加占溶液总量6%（质量分数）的种品，经7h凝聚成直径为0.77mm〜2.85mm的大冰品。他们述将此方法用于海水淡化及烧酒废液处理等方面。MarinoRodriguez等⑵对比研究了反渗透法和冷冻浓缩法在从废水中去除戊酸中的应用，两种操作方法的经济运算结果表明冷冻浓缩法的能耗虽是反渗透的五倍，但却正好折中了反渗透中所用膜的代价。F.A.Ramos等⑶将冷冻浓缩技术应用于一种生长于安第斯山脉的浆果，发现此技术并未改变其果肉的色泽及pH值

6、，并明显降低了挥发性物质的损失量，且很好地保留了浆果独特的香味。OsatoMiyawaki等⑷将管式结冰渐进式冷冻浓缩系统应用于咖啡苹取物可其溶液浓缩至30%,含果肉的番茄汁可浓缩至12.5%,而将夹带有5%果肉的冰相溶解再次经过管状结冰器浓缩后所得冰相的浓度低至0.25%,如果事先将果肉去除，则番茄汁可浓缩至40%,蔗糖水溶液可由41.8%浓缩至54.8%,且浓缩效果菲常好。DurwardSmith等⑸采用小型简单装置对苹果汁进行了冷冻浓缩工艺的研究，试验表明冷冻浓缩技术很好地保留了果汁中挥发性物质的香气成分，浓缩效果比冷冻干燥包括在内的任何其他浓缩技术都要好。MilindV.Rane对廿蔗

7、汁进行冷冻浓缩时，在原有设备基础上安装了热泵，建立了相应的数学模型，研究表明热泵性能系数相对较高。该技术将廿蔗汁由20°Bx浓缩至40°Bx,因减少了焦糖化现象改善了蔗糖的色值，保证了产品的质量，而且毎天可节约蔗渣1338千克。2.2国内研究及应用现状由于冷冻浓缩的基本原理很简单，我国传统的老陈醋生产工艺中就曾应用过冷冻浓缩技术。近年来，该技术在国内已被广泛应用于各行业中，并在相关理论和设备开发上