冻干咖啡制作工艺流程及真空冷冻干燥设备

小编为大家整理下，冻干咖啡制作工艺流程及冻干设备！由于速溶咖啡加工工艺中，预处理、焙炒、磨碎、萃取、浓缩等工艺非常成熟并已得到广泛的应用，在此不再加以讨论。以下主要探讨如何以上述工序制成的咖啡浓缩液为原料，加工成理想的冻干速溶咖啡。

如图3所示，冻干咖啡生产所需主要设备为：片式热交换器、片冰机、冷冻隧道、双辊破碎机、两级振动筛、提升机、真空冷冻干燥机，还有相配套的制冷系统、真空系统、加热系统、输送系统、监控系统以及其它辅助设施。以下分段介绍主要工艺过程。

咖啡冻干机50平方
(1)浓缩液
用作冻干咖啡原料的浓缩液浓度一般为40%。这首先是为了提高干燥效率，见小设备投资及能耗；其次还有利于控制成品颗粒的比重，因为干燥过程几乎不改变物料的形状，确定一定的浓度就基本确定了成品的比重。
(2)冷却
浓缩液的原始温度约50℃。为了减少芳香物质的挥发，同时也为了减少片冰机的负荷，必须预先把它冷却到较低的温度。但此时还不能让物料有所冻结，否则将影响物料在管道中的输送和在片冰机中的操作。一般可采用片式热交换器将物料冷却至0～3℃。
(3)冻结
经冷却的物料经管道输送到片冰机中，在这里物料从液态转变为固态。此时须注意保证物料冻结的均匀性，因为这关系到成品的颜色的均匀。为此可把冰片的厚度调小一些，建议取3～4mm。由于厚度较薄，制冷快速而均匀，不会出现冻结分层的现象，冰晶微粒比较细密均匀。值得注意的是，自此后续的工序中，凡与冻结的物料接触的物体的温度须精确控制，最好与物料同温，以防止物料局部融化，影响产品的质量甚至危及操作的正常进行。片冰机的制冷剂蒸发温度为-30℃,制成的冻结物料颗粒(片状)5～10mm大小，温度约-10℃。
(4)降温、破碎及筛分
为了在冻干过程中物料有大的升华面,以提高干燥效率;同时也由于成品的包装及冲饮习惯所需,我们需要更细的物料颗粒(约2mm即10目)。因此需对前述的片状颗粒进行破碎。但片冰机出来的物料颗粒温度仅为-10℃,此温度下物料硬度不足,不利于破碎的进行,还会由于破碎生热及挤压的影响而局部融花。因此,在破碎前物料先通过一台冷冻隧道使温度降到-43℃,然后才送入一台双辊破碎机进行破碎。5∶1以下的破碎比较容易一次完成。
破碎后的小颗粒粗细不一,直接落入一台两级振动筛,在此物料颗粒被筛分为三部分：
(a)最上面一层是较粗的颗粒,经提升机输送返回破碎机再次破碎。
(b)中间一层是合格的,粗细均匀的颗粒,送到一个贮存仓中贮存,并用预先冷却到合适温度的盘子装好,吊在吊车上存放在贮存室内以备成批地送入冻干机中干燥。
(c)最下面一层是太细的颗料和粉末,落入浓缩液贮罐中混合并融化,同时也作为一部分冷源对浓缩液作初步冷却以充分利用能源。
上述双辊破碎机、两级振动筛、粗粉提升机和贮存仓都安装在一间封闭、隔热的车间内，其内温度冷冻到-43℃。而片冰机、冷冻隧道只是内部制冷,周围是常温。
(5)干燥
真空冷冻干燥按批次进行。在贮存室内(温度-40℃)贮存的物料已一盘一盘装好并装在小吊车上。小吊车通过天轨可以很便捷地把物料送入干燥仓中，以防止物料在室温中暴露过久而局部融化。一趟物料装完后立即关上舱门，并开始抽真空直至0.5mbar。在这样的压力下咖啡颗粒可在-27℃的温度下完成脱水。冰晶升华所需热量由干燥仓内置的加热板通过辐射方式提供,以保证物料受热尽量均匀。升华产生的水蒸汽由真空泵抽到一个冷凝器内收集起来,以维持干燥仓内的真空度。

大型咖啡冻干机200平方
(6)装袋及分装、冻干咖啡颗粒布满微孔，暴露在空气中极易返潮。因此干燥结束后要尽快地把成品装入薄膜袋中封口保存。分装车间应保持相对温度30%～40%,温度25℃以下。