四環凍干機—冬蟲夏草的凍干

冬蟲夏草（又名蛹蟲草）是我國名貴中藥材之一。其主要成分有蛋白質、氨基酸、多種維生素，還含有微量元素，蟲草酸、蟲草素、蟲草多糖SOD酶等生物活性物質，具有增強肌體免疫能力和抗疲勞，抗腫瘤，以及補腎，潤肌美容，延年益壽等明顯醫療保健作用。

野生蟲草的分布有氣候條件和地理環境，生長區域和產量受到極大限制。野生蟲草產量明顯不能適應日益增長的蟲草保健品開發的需求。因此，通過人工馴化，我國北方成功地養育了北冬蟲夏草，其藥用成分與冬蟲夏草接近。

人工栽培的北冬蟲夏草產量增大了，貯存和運輸都成了問題。如果不及時加工，會很快腐爛變質。于是能保持其藥效和營養成分，便于長期貯存和運輸的真空冷凍干燥技術就成了加工北冬蟲夏草的重要手段。

冬蟲夏草用測量電阻值變化的方法很難測出其共晶點溫度。所以采用試探法，實驗觀測。經實物切片觀測，北冬蟲夏草的共晶點溫度大約在-15～-10℃。為保證冬蟲夏草的組織不被破壞，采用速凍的方法，先將凍干室內擱板溫度降至-20℃，再將北冬蟲夏草放入凍干箱內的擱板上，待1h后，擱板溫度達-36℃，制品溫度為-19℃。這時開真空泵，凍干箱停止制冷，水氣凝結器繼續制冷。經過1.5h后，對凍干箱擱板進行加熱，控制其加熱速度，直至擱板溫度與物料溫度相接近時認為凍干過程基本結束，停止加熱，停真空泵，停制冷機，打開放氣閥，取出冬蟲夏草。整個凍干過程歷時約 13h，其凍干試驗曲線如圖6-22所示。

每根冬蟲夏草直徑大約1～3mm，干燥時可將若干根捆在一起，形成大約 10mm 直徑的圓柱體，也可以分散鋪放在擱板上，但厚度不要超過 15mm，太厚不利于干燥過程的傳熱傳質，干燥速率下降。

升華干燥時間可用下式計算:

式中，ρ₀為干燥層密度，kg/m3；r₀為圓柱形凍干物料的半徑，mm；ε為凍干物料孔隙率，定義為凍干物料孔隙體積與總體積之比；L 為冰升華潛熱，大約為 2.8×10^-6J/kg；k為已干層熱導率，W/(m·K)；T_w為干燥層外表面溫度，K；T_s為升華界面溫度，K。

北冬蟲夏草的前處理和后處理都比較簡單。前處理只要從培養基上采摘下來，即可放入凍干箱；后處理主要是真空包裝或充氮氣包裝，甚至紙箱包裝也耐貯藏。

根據計算，北冬蟲夏草升華干燥時間可控制在 5h 之內，預凍需要 2h，第二階段干燥需要 2h，整個工藝是時間在9h內即可完成。上述實驗干燥時間長，是由于同時還干燥了其他物料。

沈陽大學的劉軍教授研究了快速凍干北冬蟲夏草的工藝。干燥100g 鮮北蟲草。具體工藝過程為:用 15℃清水將新鮮北蟲草漂洗 2 次，去除雜物和灰塵，并在水中浸泡5min。在凍干箱內的擱物板上鋪上竹片作為隔熱層，將北冬蟲夏草從水中撈出，直接擺放在竹片上。為冷阱制冷，冷阱溫度為-40℃時，開啟真空泵，為冷阱和凍干箱抽真空。10min 后，北冬蟲夏草完成真空蒸發凍結，物料溫度達約一29℃。繼續抽真空，凍干箱內壓強為 20Pa，5分鐘后物料溫度達到溫度一31.6℃。溫度維持在-31.6℃，10min 后開始逐漸上升。1h后，為擱物板加熱，控制凍干箱內擱板溫度為5～20℃，凍干箱內壓強 10～25Pa。干燥 6h后結束。測量凍干北蟲草的含水率約為2%。