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真空冷冻干燥的基本原理
  真空冷冻干燥机(简称冻干)是先将湿物料冻结到冰点以下,(煤泥烘干机)使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸汽,再用真空系统中的水汽凝结器将抽出的水蒸汽冷凝,从而获得干燥制品的技术。实现这种干燥工艺的设备(煤泥烘干设备),通称真空冷冻干燥设备(机)烘干设备
  干燥就是要去除制品中的水分,研究干燥原理当然就应该研究水的特性。水的三态变化温度是与压力有直接关系。随着压力的降低,冰点变化不大,而沸点则愈来愈低,逐渐与冰点靠近。当压力低到某一值时,沸点即与冰点相重合,固态冰就可以不经液态而直接转化为气态,这时的压力称为三相点压力,相应的温度称为三相点温度。

(二)真空冷冻干燥技术的特点:
  真空冷冻干燥技术和其他干燥法相比,有如下优点:
(1)干燥是在水的三相点压力以下进行的,物料处于高度缺氧状态;干燥又是在低温下进行,物料不会过热。因此,这种方法特别适用于极为热敏和极易氧化的物料的干燥。例如,用于干燥食品,可以保留新鲜食品的色、味、香和维生素C等营养物质。
(2)由于物料在升华脱水以前先经冻结,形成稳定的固体骨架,所以水分升华汽化后,固体骨架基本保持不变,干制品不失原有的固体结构,保持着原有的形状。多孔结构的制品具有很理想的速溶性和快速复水性。
(3)由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在,原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时,溶于水中的溶解物质就析出,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
(4)因物料处于冻结状态,温度很低,所以供热的热源温度要求不高,采用常温或温度不高的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时,干燥室不需绝热,不会有很多的热损失,故热能的利用很经济。
真空冷冻干燥技术的主要缺点是成本高。由于它需要真空和低温条件,所以真空冷冻干燥机要配置一套真空系统和低温系统,因而投资费用和运转费用都比较高。
(三)真空冷冻干燥技术的应用现状
1、医药工业
  在医药工业中真空冷冻干燥技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶,抗生素,激素等药品的生产过程中。还用于生物化学的药品、免疫学的检验药品、细菌学的检验等临床检验药品的干燥。
在医药工业中应用真空冷冻干燥技术的目的在于药品不变质,可长期保存;容易实现药剂定量准确;容易进行无菌化操作,可以大批量无菌化生产。
2、食品工业
真空冷冻干燥技术常用于干燥咖啡、果汁等高档食品,特别适用于干燥草莓、整虾、鸡丁、磨菇片以及象猪、牛排等大型块片,制造速熟食品,膨化食品等。食品采用真空冷冻干燥的目的在于保持食品的色、味、香、营养和形状不变,便于长期贮存和运输。
3、生物体的保存
4、实验动物的处理
5、微粉末的干燥
(四)真空冷冻干燥设备的现状
  真空冷冻干燥技术的应用和设备是分不开的,到目前为止,设备的形式分间歇式和连续式两大类,设备的规模从零点几平方米到几十平方米。
1、间歇式
间歇式真空冷冻干燥设备的优点是:
(1)适合多品种小批量生产,特别适用于季节性强的食品生产;
(2)单机操作,如果一台设备发生故障,不会影响其他设备的正常运行;
(3)便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和直空度要求;
(4)便于设备的加工制造和维修保养。
2、连续式
  近年来,国外已开始探索和使用连续式真空冷冻干燥设备。国内还没有见到。连续式设备的特点是适于品种单一而产量庞大、原料充足的产品生产,特别适合浆状和颗粒状制品的生产。连续式设备容易实现自动化控制,简化了人工操作和管理,其主要缺点是成本高。

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