四環(huán)凍干機(jī)—冬蟲(chóng)夏草的凍干

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

野生蟲(chóng)草的分布有氣候條件和地理環(huán)境，生長(zhǎng)區(qū)域和產(chǎn)量受到極大限制。野生蟲(chóng)草產(chǎn)量明顯不能適應(yīng)日益增長(zhǎng)的蟲(chóng)草保健品開(kāi)發(fā)的需求。因此，通過(guò)人工馴化，我國(guó)北方成功地養(yǎng)育了北冬蟲(chóng)夏草，其藥用成分與冬蟲(chóng)夏草接近。

人工栽培的北冬蟲(chóng)夏草產(chǎn)量增大了，貯存和運(yùn)輸都成了問(wèn)題。如果不及時(shí)加工，會(huì)很快腐爛變質(zhì)。于是能保持其藥效和營(yíng)養(yǎng)成分，便于長(zhǎng)期貯存和運(yùn)輸?shù)恼婵绽鋬龈稍锛夹g(shù)就成了加工北冬蟲(chóng)夏草的重要手段。

冬蟲(chóng)夏草用測(cè)量電阻值變化的方法很難測(cè)出其共晶點(diǎn)溫度。所以采用試探法，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)。經(jīng)實(shí)物切片觀測(cè)，北冬蟲(chóng)夏草的共晶點(diǎn)溫度大約在-15～-10℃。為保證冬蟲(chóng)夏草的組織不被破壞，采用速凍的方法，先將凍干室內(nèi)擱板溫度降至-20℃，再將北冬蟲(chóng)夏草放入凍干箱內(nèi)的擱板上，待1h后，擱板溫度達(dá)-36℃，制品溫度為-19℃。這時(shí)開(kāi)真空泵，凍干箱停止制冷，水氣凝結(jié)器繼續(xù)制冷。經(jīng)過(guò)1.5h后，對(duì)凍干箱擱板進(jìn)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(shí)認(rèn)為凍干過(guò)程基本結(jié)束，停止加熱，停真空泵，停制冷機(jī)，打開(kāi)放氣閥，取出冬蟲(chóng)夏草。整個(gè)凍干過(guò)程歷時(shí)約 13h，其凍干試驗(yàn)曲線如圖6-22所示。

每根冬蟲(chóng)夏草直徑大約1～3mm，干燥時(shí)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(guò) 15mm，太厚不利于干燥過(guò)程的傳熱傳質(zhì)，干燥速率下降。

升華干燥時(shí)間可用下式計(jì)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(dǎo)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(chóng)夏草的前處理和后處理都比較簡(jiǎn)單。前處理只要從培養(yǎng)基上采摘下來(lái)，即可放入凍干箱；后處理主要是真空包裝或充氮?dú)獍b，甚至紙箱包裝也耐貯藏。

根據(jù)計(jì)算，北冬蟲(chóng)夏草升華干燥時(shí)間可控制在 5h 之內(nèi)，預(yù)凍需要 2h，第二階段干燥需要 2h，整個(gè)工藝是時(shí)間在9h內(nèi)即可完成。上述實(shí)驗(yàn)干燥時(shí)間長(zhǎng)，是由于同時(shí)還干燥了其他物料。

沈陽(yáng)大學(xué)的劉軍教授研究了快速凍干北冬蟲(chóng)夏草的工藝。干燥100g 鮮北蟲(chóng)草。具體工藝過(guò)程為:用 15℃清水將新鮮北蟲(chóng)草漂洗 2 次，去除雜物和灰塵，并在水中浸泡5min。在凍干箱內(nèi)的擱物板上鋪上竹片作為隔熱層，將北冬蟲(chóng)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(shí)，開(kāi)啟真空泵，為冷阱和凍干箱抽真空。10min 后，北冬蟲(chóng)夏草完成真空蒸發(fā)凍結(jié)，物料溫度達(dá)約一29℃。繼續(xù)抽真空，凍干箱內(nèi)壓強(qiáng)為 20Pa，5分鐘后物料溫度達(dá)到溫度一31.6℃。溫度維持在-31.6℃，10min 后開(kāi)始逐漸上升。1h后，為擱物板加熱，控制凍干箱內(nèi)擱板溫度為5～20℃，凍干箱內(nèi)壓強(qiáng) 10～25Pa。干燥 6h后結(jié)束。測(cè)量?jī)龈杀毕x(chóng)草的含水率約為2%。