真空油炸原理:水在常壓下的沸點(diǎn)是100℃,因此在常壓下油炸溫度必須要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100℃,才能順利將食材內(nèi)部的水分脫出,而油溫采用傳統(tǒng)加熱方式,如爐火和電爐絲加熱,油溫難以控制,因此油溫容易過(guò)熱,使得被炸的食材切片外表面溫度過(guò)高而焦糊,內(nèi)部中心區(qū)域由于溫度不夠還在夾生狀態(tài),由于受熱不均而導(dǎo)致的“外焦里嫩”降低了食材的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,還使得外表面聚集很多有害物質(zhì)。
而根據(jù)克勞修斯-克拉佩龍方程可以得出:水的沸點(diǎn)因壓強(qiáng)增高而升高、壓強(qiáng)減小而降低。真空系統(tǒng)相對(duì)于大氣壓而言是的負(fù)壓狀態(tài),真空度為700mmHg時(shí),水的沸點(diǎn)是40℃.此時(shí),利用炸油作為傳熱媒介,盡將油溫控制不超過(guò)100℃,食材中的水分受熱就可順利蒸發(fā)出。另一方面,真空中空氣極為稀薄,意味著氧含量極低,低氧環(huán)境下,系統(tǒng)中的食材則大大降低高溫氧化的危害,例如脂肪酸敗、酶促褐變及氧化變質(zhì)等,可以更好保持食物原有的色澤和香味。
真空凍干原理:真空冷凍干燥是利用升華的原理使物料脫水的一種干燥技術(shù)。物料經(jīng)快速凍結(jié)后,在真空 (低于水的三相點(diǎn)壓力)環(huán)境下加熱。
與其它干燥方法一樣,要維持升華干燥的不斷進(jìn)行,必須滿足兩個(gè)基本條件,即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段,如果物料溫度相對(duì)較高,升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進(jìn)行,物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度,此時(shí),若沒有外界供熱,升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下,升華所生成的蒸汽如果不及時(shí)排除,蒸汽分壓就會(huì)升高,物料溫度也隨之升高,當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時(shí),物料中的冰晶就會(huì)融化,冷凍干燥也就無(wú)法進(jìn)行了。
供給熱量的過(guò)程是一個(gè)傳熱過(guò)程,排除蒸汽的過(guò)程是一個(gè)傳質(zhì)的過(guò)程,因此,升華干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。自然界中所發(fā)生的任何過(guò)程都有驅(qū)動(dòng)力,升華干燥中的傳熱驅(qū)動(dòng)力為熱源與升華界面之間的溫差,而傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力為升華界面與蒸汽捕集器(或冷阱)之間的蒸汽分壓差。溫差愈大,傳熱速率愈快;蒸汽分壓差愈大,傳質(zhì)(即蒸汽排除)速率愈快。
凍干時(shí),既要保持產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì),又要取得較快的干燥速率。升華所需要的潛熱必須由熱源通過(guò)外界傳熱過(guò)程傳送到被干燥物料的表面,然后再通過(guò)內(nèi)部傳熱過(guò)程傳送到物料內(nèi)冰升華的實(shí)際發(fā)生處。所產(chǎn)生的水蒸氣必須通過(guò)內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程到達(dá)物料的表面,再通過(guò)外部傳質(zhì)過(guò)程轉(zhuǎn)移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一個(gè)過(guò)程或幾個(gè)過(guò)程一起都可能成為干燥過(guò)程的“瓶頸”,它取決于凍干設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作條件以及被干燥物料的特征。只有同時(shí)提高傳熱、傳質(zhì)效率,增加單位體積凍干物料的表面積,才能取得更快的干燥速率。
水有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種態(tài)相。根據(jù)熱力學(xué)中的相平衡理論,隨壓力的降低,水的冰點(diǎn)變化不大,而沸點(diǎn)卻越來(lái)越低,向冰點(diǎn)靠近。當(dāng)壓力降到一定的真空度時(shí),水的沸點(diǎn)和冰點(diǎn)重合,冰就可以不經(jīng)液態(tài)而直接汽化為氣體,這一過(guò)程稱為升華。食品的真空冷凍干燥,就是在水的三相點(diǎn)以下,即在低溫低壓條件下,使食品中凍結(jié)的水分升華而脫去。