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真空低温油炸机生产基本原理

时间:2013-09-25      阅读:2384

    真空低温油炸脱水技术起源于中国台湾,从发展至今仅经历了十六、七年左右的时间,但已经历了三次较大的技术革新,早期的真空油炸脱水技术只利用一个较粗的真空(-0.05Mpa,压力约为50kpa)来加快水份的排除,建立在这一理论基础上的技术和设备称为*代真空油炸脱水技术与设备,时间大致在70年代末至80年代中期,其抽真空设备为水(或蒸汽喷射泵)。很快,人们发现进一步提高真空度仍有可能,于是把真空度提高到10kpa左右,这一提高却产生了意想不到的效果;由于真空度提高后,水份汽化的温度明显降低,油温在70-90℃的范围内就可以了,同时,所加工的物料也变得酥脆起来,于是就把这一技术命名为真空低温油炸脱水小技术,产品命名为果蔬脆片,一般普遍认为酥脆的产生是由于水份汽化时体积鱼刷变大而膨化造成的,建立在这一理论基础上的技术与设备称为第二代真空低温油炸技术与设备称为第二代真空低温油炸技术与设备,其抽真空设备为“二次水蒸汽冷凝器十水环泵”的机组,这一时期,油炸方式仍沿用传统的静止浸泡或油炸方法,致使深入细胞

内部的油脂极难脱除,造成产品含油率居高不下,约15~20%(干品重)左右,此期间,中国台湾如意坊等开始研制一种称为二代半的设备,即将静止浸泡或油炸改为反复浸入、提出式,利用汽化的水份将油脂从细胞内部顶出,传热主要通过接触传导进行,含油率较大为改观,即使采用机外常压脱油,亦可降至10%左右,同时酥脆程度有明显提高,与此同时,技术人员通过实验发现,真空对酥脆程度亦有影响,因此,二代半的设备上开始使用了“二次水蒸汽冷凝器+罗茨泵十水环泵”的抽真空系统,将真空进一步提高到2000Pa以内。      但是这种反复浸入或油炸方法不久亦被发现存在着一个较大的缺点,即上下层物料由于浸沉在油脂中心时间不同,导致产品质量不均一,特别是脆度,为此,人们又开发了第三代卧式设备,解决这一问题,目前国内只有一家外商独资企业是有第三代卧式设备投入使用,但其设备的结构属于商业秘密,尚未公开。

    国内一些研究人员在第二代技术的基础上使用一个冷冻前处理,以期达到强化酥脆的尽管冷冻过程中冰晶的体积比小大9%,有一定的膨化作用,且在油炸过程的开始阶段有一种类似于冻干的升华过程,但由于油炸过程中仍采用浸泡或油炸,冰品与油脂之间被汽化后的小蒸汽隔开,传热受阻,未能及时供热给冰晶升华,大多数水份仍是由冰晶受热融化成水,然后再汽化脱水,因此,脆度改变不甚明显,对含油率亦没有多大影响。 

笔者认为,采用第三代卧式设备,结合前处理的冷冻过程,就基本上可以做到类似冻干的升华脱水过程,这是由于冰晶接触热油后,热能供给大大超过其正常汽化所需的量,迫使冰晶吸热后来不及液化而被迫直接汽化,笔者在此基础上提出了快速真空冷冻干燥脱水的理论,此理论通过各种途径提高两岸三地专家咨询时,赞成与反对的均有,赞成的认为笔者的观点正确,反对者的各种表述不一,但都可以等换成如下一种表达方式:即“不是所有的升华都能称之冻干脱水”。其实反对者也承认这一升华过程,不过不同意笔者的命名而已。不管学术上的争论结果如何,有一点可以肯定的是,第三代卧式设备与工艺生产的脆片的质量可以接近于冻干食品,这一点是众多学者都接受的观点,由于第三代卧式设备生产的果蔬脆片的能耗只有冻干的1/3左右,而同等生产规模的投资却不到冻干食品的一半,因此笔者相信,第三代卧式设备生产的果蔬脆片将取代绝大多数冻干食品,这也是解决国内目前农副产品过剩的一条比较切实可行的办法。

直到2004年上半年,笔者独立完成了卧式真空低温油炸设备的试制,并于当年7月试机成功,检测结果表明,产品的脆度与普通饼干相当,含水率为3%,含油率为4%,生产总成本只有冻干相同品种的30%左右,10年前的预测终于成了今天的现实。

    果蔬脆片由于品种较多,具体细节可能千差万别,但基本工艺都是相同的,且与冻干食品类似,一般而言,它们是: 

前处理→预冻结→真空低温油炸→后处理 :

    下面以胡萝卜脆片、洋葱脆片洋细说明之,选用的设备为国内较*的二代半机型。   

  1、胡萝卜脆片生产工艺流程:

    原料→清洗→去皮→切片→杀青→冷却→沥干→含浸→沥干→预冻结→真空低温油炸→后调味→冷却→半成品分检→包装。

    原料:要求新鲜,粗老适中,无虫蛀病害,无霉料烂及机械份。     清洗:用流动水漂洗,洗去表面的泥沙。

    去皮:可用人工去皮或磨皮机去皮,磨皮机去皮可提2-3个百分点的得率,一般不宜选用碱式去皮,因为碱式去皮后残留的酸或碱对油脂的品质有严重影响,去皮时应剔除不合格的部分。

    切片:通常切成厚度在2.8~3.0mm的薄片,切片以切成圆片或微椭圆片为准,亦有切成波纹片的。

    杀青:在1.0~2.0%的NaCl  溶液中,95~98℃杀青,直到胡萝卜变色时为止,时间30s~2mim。 

    冷却:用流动清水冷却至水温或用7℃的循环冷却水冷却至15℃以下即可。      沥干:冷却后的胡萝卜,用振荡沥干或用离心机脱水,振荡沥干时间3mim以上,效果较差,离心机脱水的分离因素要控制在15g左右,时间20s—2mim。 

    含浸:采用常压含浸时,糖液浓度30~40%(折光计),糖液量至少须浸没胡萝卜,时间不少于2小时,待胡萝卜中心有甜味时即可,用过的糖液仍含有大量葡萄糖,适应

 

1、水份汽化的热供给 :

    在该机组内,是把结冰的物料浸入热油中,供热往往大于需要量,刚开始的瞬间,油面急剧沸腾,从观察窗上可以看到,油脂呈爆炸状飞溅。此时传热面积(相当于薄片表面积)较大,温差zui大,水份zui多,冰晶汽化也zui剧烈,随着物料被拖离油面,汽化继续进行到热能不足,然后再次浸入热油中吸热汽化,两分钟后,冰晶界面退至物料内部或消失,同时油脂温度也有下降,须补充加热,脱水过程进入第二干燥阶段,真空度开始回升,汽化水份减少,此时须控制油温,否则易将物料的干层炸焦。      2、水蒸汽的排除: 

    汽化后的水蒸汽温度高达80~90℃(大致与热油同温),在压差作用下飞向冷凝器,被冷凝成水面缩小了体积(相当于被抽走),由于冷凝时只采用循环冷却小即可,这真空低温油炸与冻干相似却又能大量节省能耗的关键所在,与冻干过程65%左右能耗就这样被节省下来了,当然仍有一小部分水份不能被冷凝,而随不凝性气体一道被水环泵抽走,冷凝成的水在破空后取物料放掉即可,由于此过程带走有热量略大于冷干过程中的放热,因此冷凝器需有足够的冷凝能力。      3、水蒸汽的转移: 

    水蒸汽zui初是从物料表面逸出,水蒸汽的逸出量与表面积的大小密切相关(因为在真空低温炸过程中,传热量总是过量的,因此很少考虑热能这一因素)。随冰的剧烈汽化,冰界面很快就会降到物料内部,由于冰界面汽化时随机性很大,不可能降低后仍是一个平面,因此,传热面积和汽化面积都急剧加大。此时,水蒸汽从冰表面汽化后,要穿过已干燥的物料层,才能到达外部,物料通常由纤维、淀粉和其它物质组成一种致密的海绵层结构,则蒸汽逸出的总表面积下降,如果阻挡层阻力超过一定限度,大量的水蒸汽就在内部形成一股压力,这就是水蒸汽的膨化作用,如果物料不够致密,将有可能会裂成碎片,正是由于这一原因限制了这一技术的使用范围,同于形成的水蒸汽是高温的,汇同油料的热作用,对物料进行加热,在这种热力作用下,一些有机物开始发生分子结构的变化,使蛋白质变性,残余酶失活,这就是致熟作用,从而使果蔬脆片比冻干食品更适合用于休闲食品。

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