气流微波膨化设备的研究

　　膨化食品的加工设备包括挤压膨化、油炸膨化、真空油炸膨化、低温高压气流膨化、微波膨化、真空微波膨化、真空冷冻膨化等设备。不同点加工设备和方法可以产生不同的口感、营养价值的产品。其设备成本、能耗及生产周期也各有不同。

　　传统的油炸膨化设备较为常见，因其结构简单、价格低廉得到广泛应用。就油炸食品本身来说，它的营养不全面，具有高糖、高脂肪、高热量的特点，长期食用会破坏人体营养的均衡。经油炸的果蔬脆片由于生产用油温度较高，致使其营养物质遭到破坏和损失。并且生产用油重复使用容易导致油的氧化与酸败，甚至产生致癌物质。

　　近些年兴起的真空油炸技术由于操作时真空度较高，对传热介质油的温度要求相对较低，油炸时间相对较短，可以更好的保留果蔬的颜色与营养。但总体来说，膨化后食品仍然是高热量食品，不宜长期使用。

　　非油炸膨化食品能够更好的保留食品营养与风味，排除油炸膨化的不利影响，降低了脂肪含量也有利于人体的吸收，在膨化食品中占有越来越大的比重。本文着重对非油炸膨化设备进行研究。

1、典型非油炸膨化设备工作原理及优缺点

　　目前正在使用和研发的非油炸膨化设备有很多，最典型的有：真空冷冻膨化、低温高压气流膨化、微波膨化、真空微波膨化等装置。

1.1、真空冷冻膨化设备

　　真空冷冻膨化是将物料在较低温度下冻结呈固态，在真空下使其内部水分不经液态直接升华成气态，最终使物料脱水膨化的技术。此技术最大限度的保留了食品营养成分和原味，可获得较高质量的产品，能够克服普通干燥方法使产品收缩、变形、营养成分损失的缺点。其缺陷在于：

　　①设备造价昂贵，一台生产用真空冷冻设备的售价往往要几十万甚至上百万元，却很难实现连续生产。

　　②生产周期长，由于真空条件下传热速率很低，一次干燥时间通常在5个小时以上，因此伴随着高能耗。

　　③膨化后食品口感绵软无脆性，不符合大多数人食用习惯，不宜推广。

　　④基础理论落后，阻碍应用水平的提高，比如设备内部真空度不稳定、干燥箱内各点干燥快慢不一等。

　　此项技术对处理热敏感性物质有很好的质量，但因其缺陷使得在食品加工行业发展较为缓慢。

1.2、低温高压气流膨化设备

　　低温高压气流膨化设备是目前较为广泛应用的非油炸膨化设备，工作原理是将膨化罐中物料在高压下加热到一定的膨化温度，瞬时连接真空度很高的真空罐释放压力，物料中的水分发生“闪蒸”现象，进而实现膨化。其设备适用性广、相对价格低、产生废弃物少、符合环保要求、操作简单易于控制。加工方法也较好的保留了食品的风味与营养物质，并且膨化率较高，膨化效果明显，食品酥脆可口，口感好。但气流膨化技术也存在着一些缺陷，主要表现在：

　　①加工周期长，高真空度情况下传热速率低，保温定型时间很长，能耗随之增加，生产成本高。

　　②长时间加热情况下，部分果蔬（如苹果）容易发生褐变反应，影响其外观。

　　③膨化罐内温度分布不均匀，物料膨化效果不理想，通常棱角部分膨化度小。

1.3、微波膨化设备

　　微波膨化原理是利用水的介电常数大，能够大量吸收微波能的特性，使得物料整体温度迅速升高，随着物料内部蒸汽的产生于积累，水分迅速升温汽化、增压，产生径向推动力，推动内部蒸汽直接排出，产生“泵送”效应，使细胞膨胀达到膨化的目的。目前在实际中已研制出真空微波膨化装置，此装置利用真空条件下干燥温度降低的原理，实现了物料的快速低温膨化。与气流膨化设备相比，真空膨化设备的加工方式可以更好的抑制食品的褐变，保护产品的颜色，减少产品所能承受的最大应力和最大应变，增加产品的弹性，降低粘性，由于加热时间短、能量利用率高，因此减少了能耗，节约成本。不可避免真空微波干燥存在着不足：微波场分布复杂设备制造难度增大，物料受热不均匀，容易发生焦糊现象，操作精度要求高，对设备的制造提出了更高要求。

2、气流微波膨化设备的研究

　　由膨化技术发展来看，高耗能和膨化过程中产品劣化现象是果蔬膨化两个最主要问题。因此，采用低耗能、高效率的膨化装置，同时要获得高品质产品，是当前果蔬膨化食品发展的趋势，为了满足工艺要求，膨化设备的发展就显得尤为重要。独立使用气流膨化设备和微波膨化设备在工业上很少取得成功。如果在气流膨化设备中结合微波装置即气流微波膨化设备，则会加快干燥过程，局部过热现象会得到缓解，部分食品的褐变反应也会减轻，对产品质量有很大的提高，此技术在未来膨化食品领域将有较大发展前途。