Processus de production et partage de caisses de produits de fruits et légumes lyophilisés sous vide (airelles lyophilisées, myrtilles)

Une brève description des principaux équipements et de la ligne de production de lyophilisation sous vide

1. Équipement principal

L'équipement le plus important pour la production d'aliments lyophilisés est l'unité de lyophilisation sous vide pour aliments, les performances, la consommation d'énergie et le degré d'automatisation du fonctionnement de l'unité déterminent le niveau technique des entreprises de production d'aliments lyophilisés et la congélation. -Le séchoir pour aliments est divisé en lots et en continu. Parmi eux, le lyophilisateur par lots est composé de cinq parties : boîte de séchage, système de chauffage, système de vide, système de réfrigération et système de contrôle.

(1) Boîte de séchage : il existe deux formes principales : cylindrique et carrée, chacune avec ses propres avantages, la fabrication cylindrique est facile, mais il y a plus d'espace qui ne peut pas être utilisé ; Au contraire, les formes carrées ont un taux d’utilisation de l’espace élevé, mais elles sont plus difficiles à fabriquer.

(2) Système de chauffage : la plupart d'entre eux utilisent un transfert de chaleur par rayonnement, la plaque radiante est en aluminium électrolytique anodique, le milieu de conduction thermique est de l'huile de conduction thermique, de l'eau saturée, de la vapeur secondaire, des solvants organiques tels que le propylène glycol, la glycérine, etc. , et la source de chaleur est de la vapeur d’eau à haute pression.

(3) Système de vide : utilisation d'une pompe à vide mécanique, il y a une pompe à racines + une pompe à joint d'huile et une pompe à racines + une pompe à racines + une pompe à racines + une injection atmosphérique + une pompe à anneau d'eau, la principale différence entre les deux est que la première ne peut pas pomper de la vapeur, donc l'efficacité du piège froid est plus élevée, l'avantage est que la consommation d'énergie est faible, cette dernière est tout le contraire, peut pomper une petite quantité de vapeur d'eau, l'inconvénient est que la consommation d'énergie est importante.

(4) Système de réfrigération : Il est composé d'une unité de réfrigération et d'un tuyau de refroidissement, et est utilisé comme piège à vapeur d'eau (également appelé piège à froid) sous les formes suivantes en fonction de sa position relative avec l'ensemble de plaques radiantes : ( 1) type monté en bas : placé au bas de l’ensemble de plaques radiantes ; (2) Monté sur le côté : placé des deux côtés de l’ensemble de panneaux radiants ; (3) Monté à l’arrière : placé derrière l’ensemble de panneaux radiants ; (4) Alternative : les composants placés dans la plaque radiante ne sont pas dans le même conteneur, mais placés dans un autre conteneur, et il y a un raccord de tuyau court et épais entre les deux conteneurs.

(5) Système de contrôle : il existe deux catégories de contrôle manuel et de contrôle automatique, et le contrôle automatique est divisé en deux catégories : le contrôle automatique des instruments et le contrôle programmable par PLC.

2. Configuration d'une ligne simple de production d'aliments lyophilisés

(1) Équipement de prétraitement : (1) 1 trancheuse polyvalente, d'une capacité de production de 200~500 kg/h ; (2) Réservoir de refroidissement : le réservoir de refroidissement stérilisé peut être remplacé par un réservoir de nettoyage, et la ligne de production simple utilise généralement une machine de vidange oscillante pour le refroidissement et la vidange de l'eau du robinet, si possible, il est préférable d'utiliser une centrifugeuse ; (3) Entrepôt surgelé : La configuration de l'entrepôt surgelé est adaptée à la capacité de traitement du lyophilisateur, et il est conseillé de produire les ingrédients par équipes quotidiennes pour répondre à la lyophilisation de 2 à 3 équipes. Il est préférable de régler la source froide séparément ou semi-séparément (la partie de circulation basse pression est indépendante) pour éviter que la température du piège froid dans le processus de lyophilisation ne soit affectée lorsque la charge thermique de l'entrepôt de surgélation est grand.

(2) atelier de lyophilisation : l'atelier de lyophilisation est le processus clé de la production d'aliments lyophilisés, son réglage doit également prendre en compte le degré d'impact sur la qualité du produit, plus la distance entre l'entrepôt général de surgélation rapide et le porte de la boîte de lyophilisation, mieux c'est, et ce canal est mieux dédié, uniquement en tant que canal logistique, pas en tant que flux de personnes, il est préférable de séparer l'extrémité de la porte de la boîte de lyophilisation des autres parties du lyophilisateur et Équipement, de manière à réduire la pollution de l'environnement et du produit fini.

(3) salle de déchargement et d'emballage : la salle de déchargement et d'emballage doit être fermée, le sol doit être au moins recouvert de cire de terrazzo, le mur doit être recouvert de carreaux blancs jusqu'à 1,5 m de haut, la partie supérieure doit être brossée avec un revêtement imperméable blanc, l'atelier doit être équipé d'un équipement de déshumidification de la climatisation, la réfrigération de la climatisation peut être utilisée avec le système de stockage au froid, l'équipement de déshumidification doit être sélectionné avec un déshumidificateur rotatif, afin de réduire le coût de la déshumidification, l'atelier est préférable sans fenêtre, la porte est aussi fermée autant que possible, il est préférable d'utiliser une porte scellée spéciale pour une salle blanche sans poussière, et il devrait y avoir une ventilation, une désinfection, une stérilisation et d'autres installations.

Lors de l'emballage, il doit généralement y avoir un établi en acier inoxydable, une machine de scellage de remplissage d'azote sous vide, une pompe à vide à anneau d'eau doit être utilisée pour l'équipement sous vide, la vitesse de pompage est d'environ 20 L/s et la source de remplissage d'azote est de l'azote industriel, qui peut être rempli par filtration sous vide.

3. Configuration moderne de la chaîne de montage

Par rapport à la chaîne de production simple, la chaîne de montage moderne ajoute uniquement des équipements mécaniques automatiques tels que le nettoyage, le pelage, l'antivirus, le refroidissement et le transport dans le prétraitement afin de réduire la quantité de travail manuel lors du prétraitement.

Processus de production de fruits et légumes lyophilisés

1. Flux de processus

Sélection des matières premières → finition → pré-congélation → sublimation, séchage → post-traitement → emballage et stockage.

2. Points opérationnels

(1) Prétraitement : Le prétraitement général fait référence à tous les traitements avant le séchage par sublimation, donc la congélation avant séchage appartient également au prétraitement. Le prétraitement des matières premières est le même que celui des fruits et légumes conventionnels séchés et des fruits et légumes surgelés, et il est nécessaire de sélectionner, nettoyer, peler, couper, blanchir, refroidir et d'autres traitements. Dans le cas de la lyophilisation de jus de fruits ou de légumes, le produit est pré-concentré selon une méthode de transformation moins coûteuse puis transformé en granulés lors de la pré-congélation.

La pré-congélation est la congélation des matières premières après prétraitement, qui est un processus important de lyophilisation. En raison d'une série de changements biochimiques et physicochimiques complexes dans le processus de congélation des fruits et légumes, la qualité de la précongélation affectera directement la qualité des fruits et légumes lyophilisés. Lors du processus de congélation, il est important de prendre en compte l’effet du taux de congélation du matériau congelé sur sa qualité et son temps de séchage.

Il existe les différences suivantes entre la congélation rapide et la congélation lente : les cristaux de glace produits par la congélation rapide sont plus petits et les cristaux de glace produits par la congélation lente sont plus gros ; Les gros cristaux de glace sont propices à la sublimation, et les petits cristaux de glace ne sont pas propices à la sublimation ; Les petits cristaux de glace ont moins d'impact sur les cellules, et plus les cristaux de glace sont petits, plus ils peuvent refléter la structure tissulaire d'origine et les propriétés du produit après séchage. Cependant, le taux de congélation est élevé et l’énergie nécessaire est également élevée. Un taux de congélation optimal doit être sélectionné pour garantir la qualité des aliments lyophilisés tout en minimisant la consommation d'énergie nécessaire à la congélation.

(2) Séchage par sublimation : Il s’agit du processus central du processus de production d’aliments lyophilisés. Il est nécessaire de contrôler les conditions du procédé.

(1) Capacité de chargement : lors du séchage, la capacité de chargement en poids humide du lyophilisateur correspond à la qualité du séchage sur la plaque de séchage par unité de surface, ce qui est un facteur important pour déterminer le temps de séchage. L’épaisseur des aliments séchés est également un facteur qui affecte le temps de séchage. Lors de la lyophilisation, le séchage du matériau est poussé de la couche externe vers la couche interne, de sorte que lorsque le matériau à sécher est plus épais, un temps de séchage plus long est nécessaire. Lors du séchage proprement dit, les matériaux séchés sont coupés en une épaisseur uniforme de 15 à 30 mm. La quantité de matériaux à charger dans la plaque de séchage par unité de surface doit être déterminée en fonction de la méthode de chauffage et du type d'aliment sec. Lorsque l'appareil industriel à grande échelle est utilisé pour le séchage, si le cycle de séchage est de 6 à 8 heures, la capacité de chargement de la plaque de séchage est de 5 à 15 kg/m2.

(2) Température de séchage : Afin de raccourcir le temps de séchage, il est nécessaire de fournir efficacement la chaleur nécessaire à la sublimation des cristaux de glace, c'est pourquoi diverses méthodes de chauffage pratiques sont conçues. La température de séchage doit être contrôlée dans une plage permettant de ne pas faire fondre les cristaux de glace dans le matériau séché et la partie séchée ne provoquera pas de dénaturation thermique due à une surchauffe. Par conséquent, dans une seule méthode de chauffage, la température de la plaque de séchage doit être contrôlée à 70 ~ 80 °C au début du séchage avec une sublimation vigoureuse, à 60 °C au stade intermédiaire du séchage et à 40 ~ 50 °C dans la phase intermédiaire du séchage. la dernière étape du séchage.

(3) Jugement du point final de séchage : Le point final de séchage peut être jugé par les indications suivantes : la température du matériau et la température de la plaque chauffante ont tendance à être fondamentalement cohérentes et maintenues pendant un certain temps ; Le vacuomètre du groupe motopompe (ou piège froid) tend à être cohérent avec le vacuomètre de la chambre de séchage et est maintenu pendant un certain temps ; La température du piège froid du vacuomètre dans la chambre de séchage revient essentiellement à l'indice lorsque l'équipement est déchargé et est maintenue pendant un certain temps ; Pour le lyophilisateur doté d'une grande vanne papillon, la grande vanne papillon peut être fermée et la machine à vide ne tombe pas ou tombe très peu. Les quatre bases de jugement ci-dessus peuvent être utilisées séparément, ou en combinaison ou en combinaison.

(3) Post-traitement : le post-traitement comprend le déchargement, la sélection des produits semi-finis, l'emballage et d'autres processus.

Après la vitesse de lyophilisation, de l'azote ou de l'air sec est injecté dans la chambre de séchage pour briser le vide, puis le matériau est immédiatement retiré et déchargé dans un environnement fermé avec une humidité relative inférieure à 50 %, une température de 22 ~ 25 °C et moins de poussière, et les produits semi-finis sont triés et conditionnés dans le même environnement. Etant donné que le matériau lyophilisé a une grande surface et est très hygroscopique, il est nécessaire de réaliser ces processus dans un environnement relativement sec.

(4) Emballage et stockage : après lyophilisation, les aliments ont une surface énorme et certains ingrédients contenus dans les aliments sont directement exposés à l'air, ce qui est facile à contacter l'oxygène et à adsorber l'humidité de l'air, ce qui entraîne une détérioration progressive de aliments lyophilisés. Deuxièmement, la plupart des aliments lyophilisés ont des couleurs naturelles, qui ont tendance à se dégrader lorsqu’elles sont exposées à la lumière. La température est également un facteur important dans le processus d’oxydation et de dégradation des pigments. Par conséquent, l’emballage des aliments lyophilisés examine principalement comment prévenir ou atténuer l’impact des quatre facteurs ci-dessus.

La structure poreuse en forme d'éponge des aliments lyophilisés présente à la fois des avantages et des inconvénients : premièrement, une fois que le produit est exposé à l'air, il est facile d'absorber l'humidité, de s'oxyder et de dégrader la qualité, les aliments lyophilisés doivent donc être mis sous vide. emballages emballés, de préférence remplis d'azote ; Deuxièmement, les aliments lyophilisés occupent un volume relativement important, ce qui n'est pas propice à l'emballage, au transport et à la vente, de sorte que les aliments lyophilisés sont souvent compressés et emballés. De plus, la structure poreuse et lâche rend les aliments lyophilisés faciles à briser pendant le transport et la vente, donc pour les aliments lyophilisés qui ne sont pas pratiques à compresser et à emballer, les matériaux d'emballage ou les formes d'emballage doivent avoir un certain effet protecteur.

Aliments lyophilisés matériaux d'emballage couramment utilisés pour les sacs PE et les sacs composites aluminium-platine, les sacs PE sont souvent utilisés pour les grands emballages, les sacs composites aluminium-platine sont souvent utilisés pour les petits emballages, l'emballage extérieur est généralement constitué de boîtes en carton ondulé kraft , sa taille répond aux besoins du transport en conteneurs, lors de l'utilisation de sacs PE pour l'emballage intérieur, afin de renforcer son rôle d'isolation de l'oxygène, de l'eau et de la vapeur, il est couramment utilisé en double couche, si nécessaire, il peut également être conditionné en fer canettes, mais le prix est plus élevé et l'application n'est pas très courante. Quel que soit le type de matériau d'emballage utilisé, il est nécessaire d'utiliser un remplissage d'azote sous vide et d'ajouter des désoxygénants et des dessicants.

Les aliments lyophilisés doivent être conservés dans un endroit frais et sec. Si possible, il est préférable de les placer dans un environnement à basse température et à faible humidité, la durée de conservation est généralement de 1 à 2 ans et ils peuvent être prolongés de manière appropriée une fois emballés. dans des boîtes de fer.

Exemples de fruits et légumes lyophilisés

1. Canneberges lyophilisées

(1) Sélection et nettoyage des fruits : sélectionnez des canneberges mûres de haute qualité, lavez les canneberges avec de l'eau propre, vaporisez-les avec une solution d'éthanol à 70 % pour les stériliser et placez-les dans un endroit frais et aéré pour les sécher après la pulvérisation ;

(2) Précongélation : congelez rapidement les canneberges séchées et réduisez la température en dessous de -40.°C dans les 15 minutes ; La température des fruits était≤35 °C et a continué à être congelé pendant 5,0 h ;

(3) Lyophilisation sous vide : mettre les canneberges congelées dans un séchoir sous vide à micro-ondes avec un dispositif de contrôle de basse température (-10°C——-20°C), démarrez la pompe à vide, après 30 minutes, le degré de vide atteint 450 Pa, démarrez la source de micro-ondes, réglez la puissance du micro-ondes à 8 W/g, le temps de séchage est de 6 h, la température du matériau est contrôlée dans une plage ne dépassant pas - 10°C pendant le séchage aux micro-ondes, et la teneur finale en eau atteint moins de 5 % ;

(4) Conditionnement : Canneberges emballées sous vide après séchage au micro-ondes.

2. Myrtilles lyophilisées

(1) Nettoyage : prélever 20 kg de myrtilles fraîches mûres, éliminer les impuretés, plonger dans une solution aqueuse de dioxyde de chlore à une concentration de 75 ppm pendant 4 min, égoutter et réserver ;

(2) Pré-congélation : mettez les myrtilles dans un plateau de lyophilisation et pré-refroidissez-les dans une chambre froide en dessous de -40.°C pendant 180 mn.

(3) Lyophilisation sous vide : allumez la machine de réfrigération pour que la température du réfrigérant du piège à eau atteigne -30 ~ -40.°C ; Au cours du processus de lyophilisation sous vide, la température de la plaque chauffante est chauffée par un programme de contrôle automatique par ordinateur, et le processus de chauffage de la plaque chauffante est effectué selon la fonction F=Fl+k×(t/t1)2, F est la température de la plaque chauffante au moment du chauffage, t=0~tl, et l'unité est min ; Le temps total t1=1200min, la température initiale de la plaque chauffante F1=34°C, et la température de terminaison F2=58°C:k=24. Mettez les myrtilles pré-refroidies dans le lyophilisateur sous vide et allumez la pompe à vide ; Lorsque le degré de vide de la chambre à vide est égal à 50pa, démarrez le programme de chauffage et démarrez le chronométrage ; L'ensemble du processus de séchage maintient le degré de vide petit, égal à 50 Pa, environ 1 400 minutes après la fin de la lyophilisation des myrtilles, après la lyophilisation des myrtilles, la teneur en humidité du matériau est comprise entre 5,0 % et 7,0 %.

(4) Emballage : retirez rapidement le matériau du lyophilisateur et placez-le dans un sac en film d'aluminium.