【原创】惊!粉体干燥技术落后,乳业也会被“卡脖子”?


来源:中国粉体网   昧光

[导读]  粉体干燥技术在食品加工中应用广泛,意义重大。

中国粉体网讯 


1美国奶粉供应链危机

 

“世界上最富裕的国家不能喂养自己的婴儿。”

 

这不是一句马克·吐温式的讽刺,而是5月19日的德国《焦点》周刊上一篇现实报道中的句子。5月初,全美国婴幼儿配方奶粉缺货率高达43%。无论是线下还是线上,美国父母要想给孩子买到奶粉正变得异常艰难,甚至要驱车去隔壁州碰碰运气。而美国“奶粉荒”的本质其实是一场供应链危机,同时也再次给中国乳业敲响了警钟。

 

也许还是有人会问,这种情况也会出现在中国?我们的答案是,现在不会了。

 

为什么这么自信?因为中国各行各业的领军企业们,用实际行动,主动交出了最好的答案。5月23日,中国飞鹤成功获批乳铁蛋白生产许可,意味着我国乳品行业第一条乳铁蛋白自动化生产线正式投产。这对于中国的乳业发展,可谓意义深远。


 

中国飞鹤乳铁蛋白产线备受关注

 

2中国乳业也有“卡脖子”之痛

 

此前,《科技日报》曾推出系列文章,报道了制约我国工业发展的35项“卡脖子”技术,包括芯片、操作系统、触觉传感器、真空蒸镀机、医学影像设备元器件等,涉及多个领域,引起社会的广泛关注与讨论。

 

事实上,除了高精尖领域,关乎民生的农牧食品业,同样也面临着诸多技术与原材料“卡脖子”之痛。比如乳制品,虽然目前中国已经是全球第二大乳品消费市场,但乳制品行业的一些乳基料自主化程度还比较低。乳清粉、乳铁蛋白等婴配粉关键原辅料尤其依赖进口。

 

据中国奶业协会数据显示,2021年全年中国累计进口各类乳制品389.73万吨,同比增加18.8%;其中,作为乳制品重要原辅料的干乳制品就达到了260.12万吨,同比增加17.7%,其中乳清72.33万吨,占27.8%。

 

关键原辅料依赖进口,意味着我国奶粉供应多了不确定的风险。2017年,《食品营养强化剂乳铁蛋白》新国标实施,乳铁蛋白的纯度要求从90%提至95%。大多数国外供应的原料不再符合标准,能用的供应商没剩几家。乳铁蛋白的价格开始疯涨,一天一个样,从每公斤3千多元很快飙到了3万多。那时候咬碎了牙还得买,还担心有钱找不着货。因为抢不到原料,一些小企业只能停产或关门。

 

在国内乳企受制于人的背景下,以飞鹤为代表的国内乳企默默发力,尝试攻克乳业关键原材料问题。

 

3精彩特写:中国飞鹤,向“不可能”突围

 

终于等到了这场沉重的胜利。5月23日,飞鹤乳铁蛋白生产线获得了生产许可,这是国内第一条乳铁蛋白自动化生产线,而且关键技术实现了国产化。飞鹤高级工艺设备工程师关海舟和同事们在车间里,熬了近16个小时,弦绷着,他不敢放松。


 

飞鹤乳铁蛋白生产线

 

其实,提取乳铁蛋白,简单概括只有三个程序,选择原料、提纯和干燥。可拆解到实验工作中,却意味着要从太多的不确定中做出具体的选择、精确的判断。以其中的树脂材料为例,其作用是从液体奶中将乳铁蛋白吸附出来,看似简单,实则是大海捞针。单这一项,测验就花了半年时间,为的是寻找最合适的那种树脂。但选定了树脂,那接着用多大压力、哪种温度……新的困难马上就冲到眼前。

 

乳铁蛋白乍看可能觉察不出金贵,粉末状,粉红色,颗粒比奶粉细一些。但给100吨鲜奶,提取量也不到7公斤。经过几年摸索摔打,他们的眼睛始终盯着最终的目标,提取更高纯度、更好活性的乳铁蛋白,还要有更高的提取率。

 

对于关键的提取工艺如何选择,和之前的无数次选择一样,他们把品质作为这项工作的最高准则,将真空冷冻干燥技术作为乳铁蛋白提取的首选。虽然比传统干燥技术的成本高,但很好的保护了乳铁蛋白的活性,产品品质更高。冷冻干燥技术,在预冻、升华、解析干燥过程中,面对复杂的温度要求,能控制的更好,对乳铁蛋白的活性损伤最小,水分控制更精确。

 

经验和样本就都有了,依靠国产化的技术链,再建第二条、第三条产线要简单得多,距离改变乳铁蛋白供应局面的日子也不远了。

 

4真空冷冻干燥技术,究竟有何独到之处?

 

(1)真空冷冻干燥技术介绍

 

真空冷冻干燥(FD)技术在食品行业的应用被喻为20世纪食品工业技术进步的重要标志之一,该技术是国际上公认的可以最大限度保留食物原料组织结构和营养功能的高品质干燥加工手段。该技术是利用原料中水分升华原理,将含水物料冻结到共晶点温度以下,并在真空条件下升温,以达到水分直接升华形成蒸汽并从物料中排出的效果。

 

由于真空冷冻干燥时一直处于低温、真空和低氧环境,极大地抑制了好氧微生物的繁殖和某些生物酶的活性,用于乳铁蛋白提纯则能保留原料中生物活性成分和热敏性成分。或者,在食品加工过程中能确保食物的色泽、风味和外观形状基本不变,最大程度地保留食物中维生素、矿物质、蛋白质和酚类等营养成分。同时,真空冷冻干燥技术可以去除物料中90%~95%的水分,使各种不同的产品实现常温下的长期保存与便捷运输。

 

(2)真空冷冻干燥技术应用

 

食品加工:真空冷冻干燥技术几乎还可以对所有的农产品进行加工,如果蔬、谷物、肉禽水产、饮料、调味品等。

 

中药材处理:真空冷冻干燥处理的鹿茸材料较煮炸干燥法可以更有效地保持鹿茸中的脂溶性成分及色泽。邢颖等发现真空冷冻干燥处理后的生姜叶中的黄酮、多酚及精油含量较阴干、晒干、烘干处理更高。

 

生物制药:真空冷冻干燥技术可以维持药品的稳定性,并更有效地提升药物的生物活性。同时,也可以避免药品在处理过程受到外界因素的影响,使药材的活性与品质得以保留,对药物生物化学结构有保护效果。

 

(3)真空冷冻干燥装备介绍

 

冷冻干燥机主要由,冻干箱以及真空、制冷、控制、循环4个主要系统组成,可以根据不同衡量指标划分为不同类型。如:根据用途分为实验用冻干机和生产用冻干机;根据干燥搁板面积分为小、中、大3种类型(1m2及以下为小型;1~10m2为中型;10~50m2为大型);根据作业方式分为间歇式、半连续式和连续式;根据冻结方式分为冻干合一型和冻干分离型;根据自动化程度分为全自动型、半自动型和手动型。

 

5真空冷冻干燥装备推荐

 

步琦小型喷雾干燥仪B-290


 

冷冻干燥机L-300:双冷凝器循环工作;多种干燥室可供选择;稳定的真空度和温度。

 

6真空冷冻干燥装备现状

 

目前,美国Mill rock科技公司、丹麦Atlas公司和日本共和株式会社在全球的真空冷冻干燥设备生产中占有一席之地。我国早期的真空冷冻干燥设备主要以引进并仿制国外产品为主,通常存在冻干面积小、能耗高和自动化程度低等缺点。

 

近十年来,在我国高等院校、科研院所和设备生产厂家的共同努力下,我国逐步拥有了真空冷冻干燥设备的自主设计和生产能力,并在国产化食品冻干装置方面取得了重大突破。如清华大学核能技术设计研究院研发的TH⁃FD50型冻干机、中科院兰州物理研究所自主研发的DG系列冻干机、东北大学机械工程学院研发的LG系列冻干机、广东省制冷学会食品保鲜工程开发中心研发的系列大型冻干机等。

 

结语

 

目前,我国在真空冷冻干燥设备大型化方面的研制已等同20世纪90年代国际先进水平,与国外存在差距,还需要不断优化设备性能参数,提升设备的自动化、智能化程度,降低能耗。

 

信息来源:经济观察报、巨潮WAVE、国际在线、中国粉体网、中国农业科学院农产品加工研究所等

 

(中国粉体网编辑整理/昧光)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

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作者:昧光

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