冷冻干燥基本原理

qimingxing

起源于十九世纪二十年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后，在最后的二十年中取得了长足进展。进入二十一世纪后，人们对消费品的品质将提出更高的要求，环保意识、健康意识将进一步加强，生活节奏的不断加快也将使人们对方便快餐食品的需求日趋旺盛。这有力地推动了真空冷冻干燥技术的进一步发展，使其应用规模不断扩大、应用领域不断扩展。因此，真空冷冻干燥必将成为二十一世纪的重要应用技术。 冷冻干燥基本原理是基于水的三态变化。水（H2O)有三种相态，即固态、液态和气态，三种相态既可以相互转换又可以共存。其变化关系可由水（H2O)的三相图表示：

                               
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图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸气、冰和水蒸气两相共存时水蒸汽与温度之间的关系，分别称为融化曲线、汽化曲线和升华曲线。O点称为三相点，所对应的温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa（4.58mmHg），在这样的温度和水蒸气压下，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水份，不经过冰的融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到冷冻干燥的目的。真空冷冻干燥产品可确保食品中蛋白质、维生素等各种营养成份，特别是那些易挥发热敏性成份不损失。因而能最大限度地保持原有的营养成份有效地防止干燥过程中的氧化，营养成份的转化和状态变化，冻干制品成海绵状、无干缩、复水性极好、食用方便、含水份极少，相应包装后可在常温下长时间保存和运输。　　由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点，因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐，在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质，真空冷冻干燥技术为保存生物活性提供了良好的解决途径。真空冷冻干燥制品能良好地保存加工原料的营养保健成份以及色、香、味、形。这一 优良性能在方便快餐食品中体现尤为出色，表现出了强劲的发展势头，如日本的方便食品中约有50％是冻干食品。

syl566

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rendawei2008

【摘要】本文在分析冻干机的控制系统、制冷系统、加热系统和真空系统的基础上，讨论
了真空冷冻干燥机运行时各阶段的运行特性。认为．通过对物料的预处理、合理设定预冻温度、
控制冻干室的真空度、改进加热方式从而优化冻干工艺，采用联合干燥工艺，改进冻干机的设
计．以及加强操作管理等方法。可以降低冻干机的能耗，提高生产效率，达到节能的目的。
一台冻干机主要包括冻干箱、真空系统、冷阱、
制冷系统、加热系统及控制系统等几部分，如图l所
示。有的冻干机还带有液压系统、气动系统、清洗系
统和消毒灭菌系统等。
小型冻干机多为整体式设计。所有部件安装在一
个整体机架上。食品用冻干机由于产量高，往往设计
为分体式。将预冻和干燥设备分开布置。从运转特点
看。冻干机有间歇式和连续式两大类。我国生产的冻
干机多为间歇式。整体式间歇运转冻干机工作时，其
主要运转时序为：启动控制系统一装料一启动制冷系统、
预冻一冷阱降温—，启动真空系统一启动加热系统一冻干结束