四环冻干机—鸡蛋的冻干

选用优质鲜蛋，用棕刷刷洗蛋表面的菌类和污物，然后用清水冲净，晾干后打蛋做实验。全蛋液和蛋清直接打人托盘（450mmX295mm），待积料至5mm 厚后时将其搅拌均匀。蛋黄中含有较多的脂质，将其萃取出来冻干或加水稀释冻干效果更佳。整蛋黄放在托盘（厚 5mm），稀释蛋黄放在培养皿中（厚 10mm）进行冻干。

分别取少量蛋清、蛋黄以及整蛋混合液放入水分测定仪中烘干。烘干温度为 100℃，烘至湿度在60s内不变时结束。测定结果见表 7-15。

用电阻测定法测定鸡蛋的共晶点，不锈钢电极直径为2.5mm，长度为20mm。两电极间的距离为15mm，插人物料的深度为10mm。测温热电偶的测量端位于两电极的中间部位。电极和热电偶装配后，将物料置于冷冻干燥机内的搁板上，降低搁板温度，冻结物料，测试物料的共晶点温度。在共晶点温度测试后，升高搁板温度至物料融化，测试物料的共熔点温度。全蛋液电阻随温度变化的曲线见图 7-17、图 7-18。

根据电阳与温度的关系，确定蛋白共晶点温度为-14~-17℃，蛋黄的共晶点温度为-20~-23℃，全蛋液的共晶点温度为-20~-22℃，共熔点温为-15℃。

将托盘放在冻干机的搁板上，温度探头放入样品中。根据测得的共晶点温度，将物料在-30℃下冻结并保持2h 左右后，进人升华干燥阶段，升华干燥阶段保持产品温度在共晶温度以下，待产品温度有明显升高后进入解析干燥阶段。解析干燥过程中产品的温度不高于对应物料的共熔点温度。冻干曲线如图 7-19图7-21所示。

图7-19中曲线3是测温探头放在托盘边缘处测得的物料温度，曲线4 是测温探头放在托盘中心测得的物料温度。

图7-20中曲线3是蛋黄的冻干温度，曲线4是稀释后的蛋黄冻干温度。

图7-21 中曲线3是全蛋液预先冻结后直接放到搁板上测得的物料温度，曲线4 是测温探头放在托盘边缘处测得的物料温度，曲线5是测温探头放在托盘中心测得的物料温度。

冻干过程分三个阶段进行。第一阶段为物料冻结阶段，要求物料的最终冻结温度应降至该物料的共晶温度以下。为保证待干物料全部冻结，物料在共晶温度以下保持2h左右。在此降温冻结阶段，如果托盘与搁板接触良好，物料中心温度与物料边缘温度相差不大；如若不然（见图7-21），物料中心降至-30℃要比边缘慢40min。

第二阶段为升华干燥，在此阶段如果物料是预先固化并直接放在搁板上，搁板温度需要严格控制，以防止物料未干部分的温度高于共晶点而融化，如图7-21中曲线3，如果物料是放在托盘中，则影响不太大，如图7-19搁板温度从-30℃升到30℃，曲线4所示的物料未干部分温度都在-25℃左右。图7-19、图7-21中与托盘接触部分的物料温度上升较快，说明这部分干燥速率大，升华干燥时间蛋白粉为2h，全蛋粉为3h。而物料中心处升华干燥时间蛋白粉为4h，全蛋粉为5h。稀释后的10mm厚料层需干燥4~5h，未稀释的5mm 厚蛋黄需干燥3.5~4.5h，说明密度、黏度对干燥速率的影响不可忽视。升华干燥阶段采用真空调节，即允许通过开启真空度调节阀向冻干箱放进微量干燥（无菌）空气对系统进行真空调节。目的在于增大箱阱间压差，加快干燥。

第三阶段为解析干燥阶段，目的是去除部分存在于材料中的结合水。由于高温、低压有利于解析作用，所以解析干燥宜在最高允许温度下进行。当产品的含水率达到规定标准时，二次干燥结束，冻干完成。5mm 厚的蛋溶液此阶段需1~2h。全程干燥时间与物料厚度有关，3mm 厚蛋液的冻干时间比5mm 厚的冻干时间短1.5~2h。通过多次实验与综合分析，发现在冻干的整个过程中，由于托盘使用一段时间后两边微微翘起而影响了传热，降低了干燥速率，从而增加了加工成本。在实际生产过程中可以预先将蛋液固化成一定形状（如圆柱体、正方体或者异形体）后直接放到搁板上，或者将托盘制成网格式。这样不仅可避免因接触不好而造成的浪费，还可以扩大传热面积，能缩短干燥时间1h以上。蛋粉的冻干工艺，如图 7-22 所示。图中的温度均为物料温度，蛋白粉和全蛋粉的干燥时间以物料尺寸450mm×295mm×5mm 为例，蛋黄粉的干燥时间以物料尺寸295mm×65mm×5mm为例。

干燥时间可根据物料厚度适当增减。稀释的蛋黄干燥速率大，所以建议将蛋黄稀释后再冻干，如图7-20中10mm厚的溶液在-20℃升华干燥4.5h，然后解析干燥1.5h左右，含水量即可达标（≤4%）。

冻干后的蛋粉为多孔状物质，且与托盘接触部分的孔径偏大。蛋白粉呈乳白色，有光泽，略带腥味，蛋黄粉呈淡黄色，细腻，稀释的蛋黄冻干后颜色略浅；全蛋粉颜色较蛋黄粉深些，略带腥味。将少量蛋清、蛋黄、全蛋粉分别放入烧杯中，冲人60℃的温开水。蛋清复水效果很好，蛋黄和全蛋粉略差。全蛋粉复水后有与鲜蛋同样的功能。将冻干后的蛋清蛋黄以及整蛋混合粉分别取少量放入水分测量仪中烘干。烘干温度为 100℃，烘至湿度在60s 内不变时结束。测量结果见表 7-16。