真空冷凍幹燥機的基本原理和應用

 真空冷凍幹燥技術在zui近的二十年中取得了長足進展。進入二十一世紀後，隨著人們(men) 環保意識、健康意識的進一步加強，必將對消費品的品質提出更高要求。生活節奏的不斷加快，人們(men) 對方便快餐食品的需求也將日趨旺盛。所有這些都將有力地推動真空冷凍幹燥技術的進一步發展，使其應用規模不斷擴大、應用領域不斷擴展。因此，真空冷凍幹燥必將成為(wei) 二十一世紀的重要應用技術。

真空冷凍幹燥的基本原理

　　真空冷凍幹燥是將含水物料凍結後，在真空環境下加熱，使物料中水分直接除去，從(cong) 而使物料脫水獲得凍幹製品。真空冷凍幹燥屬於(yu) 物理脫水，了解它應該從(cong) 水的三相圖開始。

　　在低壓下水的相變過程和常壓下大體(ti) 相似，但相變時的具體(ti) 溫度不同。例如在103 Pa壓力下，固態冰轉化為(wei) 液態水的溫度略高於(yu) 0℃，而液態水轉化為(wei) 蒸汽的溫度為(wei) 6.3℃，可見降低壓力後冰點變化不大，而沸點卻大大降低了。可以想象，當壓力降低到某一值時，沸點即與(yu) 冰點相重合，固態冰就可以不經液態而直接變為(wei) 氣態，這時的壓力稱為(wei) 三相點壓力，相應的溫度稱為(wei) 三相點溫度。

水的相平衡圖

　　水的三種聚集態隨溫度和壓強不同而變化，以壓強為(wei) 縱坐標，溫度為(wei) 橫坐標表示水的聚集態，稱為(wei) 水的相平衡圖。由圖可以看出，OS,OL，OK三條曲線把相圖分成三個(ge) 區域，即氣相、液相、固相。OS曲線為(wei) 氣固兩(liang) 相平衡共存的狀態，這時的水蒸氣壓強為(wei) 水的飽和蒸汽壓，OL曲線為(wei) 液固兩(liang) 相平衡共存的狀態，OK曲線為(wei) 氣液兩(liang) 相平衡共存的狀態，K為(wei) 水的臨(lin) 界點，K點溫度為(wei) 374℃，壓強為(wei) 2.11×107Pa，在此點液態水不存在。O點為(wei) 三條曲線的交點，即三相點，三相點溫度為(wei) 0.01℃，三相點壓力為(wei) 610.5Pa，是水的三相平衡共存的狀態。真空冷凍幹燥是在三相點以下進行的。

凍幹食品的特點

　　由於(yu) 真空冷凍幹燥在低溫低壓下進行，而且水分不經過液態直接升華，真空冷凍幹燥產(chan) 品可確保食品中蛋白質、維生素等各種營養(yang) 成份，特別是那些易揮發的熱敏性成份不損失，因而能zui大限度地保持原有的營養(yang) 成份，有效地防止幹燥過程中的氧化、營養(yang) 成份的轉化和狀態變化。冷凍幹燥製品成海綿狀、無幹縮、複水性*、食用方便、含水分極少，相應包裝後可在常溫下長時間保存和運輸。

因此賦予其產(chan) 品許多特殊的性能：

　　1.脫水比較*，有利於(yu) 長時間貯存。

　　2.物料幹燥過程在凍結狀態下完成，與(yu) 其它幹燥方法相比，其產(chan) 品相對於(yu) 新鮮物料的收縮率要小得多，較好地保存了其原料的組織結構和外觀形態。

　　3.不存在表麵硬化問題，且內(nei) 部呈多孔的海綿狀，因而具有優(you) 異的複水性。這一性能在即食方便食品中體(ti) 現出了非常明顯的優(you) 勢。

　　4.由於(yu) 幹燥過程在很低的溫度下進行，而且基本隔絕了空氣，有效地抑製了熱敏物質的生物的、化學的或物理的變化。充分保存了原料中的營養(yang) 成份和活性物質，較好地保持了原料的天然色澤和氣味。

　　5.減少了產(chan) 品的含水量，降低了重量，便於(yu) 運輸。

食品真空冷凍幹燥技術的運用

　　由於(yu) 真空冷凍幹燥具有其它幹燥方法*的優(you) 點，因此該技術問世以來越來越受到人們(men) 的青睞，在醫藥、生物製品和食品方麵的應用已日益廣泛。

1 在特殊食品用途中的加工

　　在航天、航海、旅遊、登山、探險等野外作業(ye) 所用的食品中已廣泛使用真空冷凍幹燥技術。

2 在嗜好及香味、調味食品中的應用

　　咖啡、茶以及各種香、調味料滿足人們(men) 的嗜好及對香味、滋味的感官要求。由於(yu) 有效成份的不穩定性，使用傳(chuan) 統的幹燥方法難以滿足這一點。真空冷凍幹燥低溫、高真空度的加工方式使其在該領域很快找到了用武之地，並且產(chan) 品深受大眾(zhong) 的喜愛，生產(chan) 規模不斷擴大，在同類產(chan) 品中的比例不斷提高。