真空冷凍干燥技術簡述
一、真空冷凍干燥技術簡述
真空冷凍干燥技術(簡稱FD凍干技術)是研究在真空低溫環境下,被凍干物料進行傳熱傳質過程的特點和規律的科學,它是一門跨學科的綜合技術。凍干技術的發展需要真空、制冷、加熱、機械傳動、自動控制等技術的支持。真空冷凍干燥技術的應用范圍是非常廣泛的,只要是含水、無毒、無腐蝕性的物質都可以運用凍干技術將其制成凍干品。幾乎所有的農副產品,如肉、禽、蛋、水產品、蔬菜、瓜果等都可以制成凍干食品、調味品、速溶食品等。目前,應用凍干技術的是食品行業、生物制藥行業、醫療行業、保健品行業、納米級材料等。隨著凍干食品的迅速發展與應用,國內凍干食品的生產廠家也越來越多,如何運用凍干設備的生產出合格的產品對于生產廠家來講都已熟知。但如何將凍干基理、凍干工藝的研究成果運用到實際的生產過程中控制操作凍干設備,使整個凍干藝達到*值,縮短凍干時間,提高生產率,降低成本是國內很多凍干食品生產廠家所不甚了解的。本文對此做出較粗略的闡述,目的是為促進凍干行業內人士相互之間的探討、研究與借鑒
二、升華干燥中的傳熱與傳質
要維持升華干燥的不斷進行,必須滿足兩個基本條件,即熱量的不斷供給和生成水蒸汽的不斷排除。在干燥開始階段,如果物料溫度相對較高,升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進行,物料溫度很快就降到與干燥倉蒸汽分壓平衡的溫度,此時,不間斷外界供熱,升華干燥平穩進行。在外界供熱的情況下,升華所生成的蒸汽及時排除,冷凍干燥過程完成結束。真空冷凍干燥技術應用于食品行業,使用該技術加工出來的產品,就稱之為凍干食品(FD食品凍干)。可加工幾乎所有的農副產品,如肉、禽、蛋、水產品、蔬菜、瓜果等都可以制成凍干食品。凍干技術還應用于生物制藥行業、醫療行業、保健品行業等。能夠zui大限度的保持原有食品的色、香、味、形及營養成分,復水效果ji佳。(1)凍結條件下的物料冰晶升華脫水后骨架保持原型,原冰晶所占空間形成似海綿狀的微孔極易吸水。(2)在低溫狀態下脫水,不僅熱敏性成分不受破壞,而且色素和芳香物質損失極少。 3)在真空環境下脫水真空環境下是缺氧的,食品成分不會氧化變質,能抑制某些細菌的有害作用。(4)升華由表面開始,逐漸深入內部冰晶升華時只有水分子脫除溶于水中的物質仍保留原處
冷凍干燥有下列優點:
(1)冷凍干燥在低溫下進行,因此對于許多熱敏性的物質特別適用。如蛋白質、微生物之類不會發生變性或失去生物活力。因此在醫藥上得到廣泛地應用。
(2)在低溫下干燥時,物質中的一些揮發性成分損失很小,適合一些化學產品、藥品和食品干燥。
(3)在冷凍干燥過程中,微生物的生長和酶的作用無法進行,因此能保持原來的形狀。
(4)由于在凍結的狀態下進行干燥,因此體積幾乎不變,保持了原來的結構,不會發生濃縮現象。
(5)干燥后的物質疏松多孔,呈海綿狀,加水后溶解迅速而*,幾乎立即恢復原來的形狀。
(6)由于干燥在真空下進行,氧氣極少,因此一些易氧化的物質得到了保護。
(7)干燥能排除95-99%以上的水分,使干燥后產品能長期保存而不變質。
因此,冷凍干燥目前在醫藥工業、食品工業、科研和其他部門得到廣泛地應用。