凍干原理[圖表相關(guān)]

1、真空冷凍干燥1 原理利用冰晶升華的原理，在高度真空的環(huán)境下，將已凍結(jié)了的食品物料的水分不經(jīng)過冰的融化直接從冰固體升華為蒸汽，一般的真空干燥物料中的水分是在液態(tài)下轉(zhuǎn)化為汽態(tài)而將食品干制，故冷凍干燥又稱為冷凍升華干燥。2 冷凍干燥條件根據(jù)水的三相圖，曲線OA為汽化曲線，曲線OB為升華曲線，OD為液化曲線，在三條曲線相交的O點上是固、液、汽三相共存的三相點，其溫度為0.01，壓力為610 Pa，要使冰升華就應(yīng)使溫度和壓力在BO線之下。在食品內(nèi)的水必然會溶有溶質(zhì)而成為水溶液，水溶液凍結(jié)時它則成為低共熔混合物。隨著溶液濃度的增加，它的凍結(jié)點或熔點和它的水蒸汽壓也相應(yīng)下降。為此，食品冷凍干燥的基本條件為：

2、1) 真空室內(nèi)的絕對壓力500 Pa。2) 冷凍溫度- 4。3 工藝參數(shù)（1） 食品的凍結(jié)自凍法：利用物料表面水分蒸發(fā)時從它本身吸收汽化潛熱，促使物料溫度下降，直至達到凍結(jié)點時物料水分自行凍結(jié)，如將真空干燥室迅速抽成真空狀態(tài)，即壓力迅速下降，物料水分就會因水分瞬間大量蒸發(fā)而迅速降溫凍結(jié)。預(yù)凍法：將食品在預(yù)冷庫冷凍，再裝入干燥室的方法。凍結(jié)溫度：- 45 -30。凍結(jié)速度：緩慢或者急速凍結(jié)。（2） 冷凍干燥過程1) 初級干燥（升華干燥）：在凍結(jié)后即冰晶體形成后，通過控制冷凍干燥機中的真空度和注意補充熱量，冰晶體可快速升華，使食品中形成的全部冰被全部升華完畢。升華溫度：- 35 -5，升華開始后，

3、會吸收潛熱使物料溫度降到最低凍結(jié)點，此時溫度應(yīng)低于癟塌溫度，以產(chǎn)生最大量冰晶體。水升華量：80 % 90 %。隨著干燥的進行，食品中的冰由表向里逐漸減少，這樣就出現(xiàn)了食品的凍結(jié)層和干燥層，兩者之間的界面被稱為升華前沿，即存在一個水分擴散過渡區(qū)（見下圖）。在干燥層中由于并升華后水分子外逸留下了原冰晶體大小的孔隙，形成了海綿狀多孔性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于產(chǎn)品的復(fù)水性，但也限制了傳熱。為了加快升華，采用一些穿透力強的熱能如輻射能穿透到冰層面升華界面上，有效加速干燥速率。2) 二級干燥：當(dāng)食品中的冰全部升華完畢，升華界面消失時，干燥進入另一個階段，將剩余的未結(jié)冰的處于玻璃態(tài)的水分，通過補加熱量使之加快運

4、動而克服束縛從而外逸。溫度： 玻璃態(tài)溫度。終點：在冷凍干燥過程中水分含量減少到2%。可以通過測定食品內(nèi)溫度或者重量測定。4 冷凍干燥設(shè)備基本結(jié)構(gòu)1) 制冷機及其冷凝器（冷阱）在真空度極低條件下保。證凍結(jié)物料順利進行干燥的設(shè)施。2) 圓筒形或箱形的干燥室在干燥室內(nèi)放有裝載物料的托架，在上下等間距地安裝擱板式輻射加熱板，控制其穩(wěn)定為40150。凍干技術(shù)適合應(yīng)用于高附加值的食品原料、需要保持活性物質(zhì)、高品質(zhì)的食品如水果、蔬菜、菇類、肉類、咖啡、花粉等。附：冷阱工作原理在干燥過程產(chǎn)生大量的蒸汽，必須不斷而迅速的排除。在食品冷凍干燥過程中，利用冷阱除去水蒸汽。一般冷阱安裝在干燥倉和真空泵之間，因冷阱表面的溫度低于物料升華界面的溫度，即物料升華界面的蒸汽壓大于冷阱內(nèi)的蒸汽分壓。物料中升華出來的蒸汽，向冷阱方向移動，在通過冷阱時大部分以結(jié)霜的方式凝結(jié)下來，剩下的一小部分蒸汽和不凝結(jié)性氣體被其他真空泵抽走。捕集器的結(jié)構(gòu)形式如下圖：在真空冷凍干燥過程中，冷阱屬低溫運行狀態(tài)，隨著時間的延長，冷卻排管表面的冰層厚度不斷增加，而冰晶升華成水蒸汽的熱量通過冰層和管壁傳遞給制冷機的傳熱熱阻也在不斷增加，當(dāng)傳熱熱阻達到一定值時，干燥倉內(nèi)的溫度升高，水蒸汽壓力升高，升華界面溫