什么是真空冷凍干燥？

真空冷凍干燥又稱升華干燥，是將含水物料冷凍到冰點(diǎn)以下，使水轉(zhuǎn)變?yōu)楸缓笤谳^高真空下將冰轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒?。物料可先在冷凍裝置內(nèi)冷凍，再進(jìn)行干燥。但也可直接在干燥室內(nèi)經(jīng)迅速抽成真空而冷凍。升華生成的水蒸氣借冷凝器除去。升華過程中所需的汽化熱量，一般用熱輻射供給。干燥后的物料保持原來的化學(xué)組成和物理性質(zhì)（如多孔結(jié)構(gòu)、膠體性質(zhì)等），易于長期保存，復(fù)水性好，加水后能恢復(fù)到凍干前的形態(tài)，并且能保持其原有的生化特性。因此，冷凍干燥技術(shù)在化學(xué)工業(yè)、生物制品、食品等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。

冷凍干燥工藝

預(yù)凍：

預(yù)凍是為了固定產(chǎn)品,以便產(chǎn)品在高真空條件下干燥,并使成品具有與干燥前相同的形狀。預(yù)凍至關(guān)重要,眾多產(chǎn)品的成型問題、質(zhì)量問題都是預(yù)凍條件控制不當(dāng)造成的。預(yù)凍與溫度、時(shí)間、真空度(實(shí)際操作中,一般預(yù)凍時(shí)不考慮真空度)都有密不可分的關(guān)系。

升華干燥：

升華干燥是冷凍干燥的主要過程,其目的是將物料中的冰通過升華而逸出。升華有2個(gè)基本條件:一是保證冰不溶化;二是冰周圍的水蒸汽必須低于物料凍結(jié)點(diǎn)的飽和蒸汽壓。因此要求在升華干燥時(shí)一方面要將形成的水蒸氣抽走,使干燥箱內(nèi)壓力低于要求的飽和蒸汽壓,另一方面要連續(xù)不斷地提供維持升華所需的熱量,加快干燥速度。這便需要對壓力和隔板溫度進(jìn)行優(yōu)化控制,以保證升華干燥能快速、低耗的完成。影響此過程的因素主要為溫度和壓強(qiáng)。

解析干燥：

物料中所有的冰晶升華干燥后,物料內(nèi)留下許多空穴,但物料的基質(zhì)內(nèi)還留有殘余的未凍結(jié)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%左右,解析干燥就是要把殘余的未凍結(jié)水分降低,使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2%左右,最終得到干燥物料。該階段的最高溫度視產(chǎn)品性質(zhì)及成品要求的含水量而定。為使含水量符合要求,可適當(dāng)提高溫度(但以不破壞產(chǎn)品的生物活性為宜),一般控制為25~30℃[7]。再干燥階段的壓強(qiáng)需適當(dāng)調(diào)高,這樣利于制品傳熱,加快升溫速度。當(dāng)制品溫度*達(dá)到導(dǎo)熱媒設(shè)定的溫度時(shí)再恢復(fù)高真空,此時(shí)壓力控制的關(guān)鍵是恢復(fù)高真空的時(shí)間,這樣可加快升華速度,縮短干燥時(shí)間。

冷凍干燥技術(shù)的運(yùn)用

食品領(lǐng)域冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用

在航天、軍隊(duì)、航海、登山、探險(xiǎn)等野外作業(yè)所用的食品中已廣泛使用真空冷凍干燥技術(shù)。咖啡、茶以及各種香、調(diào)料味為滿足人們的嗜好及對香味、滋味的感官要求，傳統(tǒng)的干燥方法難以滿足，而真空冷凍干燥低溫、高真空度的加工方式使其在該領(lǐng)域很快找到了用武之地。真空冷凍干燥制品能良好地保存加工原料的營養(yǎng)保健成份以及色、香、味、形。這一優(yōu)良性能在方便快餐食品中體現(xiàn)尤為出色，表現(xiàn)出了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。

醫(yī)藥工業(yè)方面的應(yīng)用

藥品冷凍干燥主要包括西藥和中藥兩部分。西藥冷凍干燥在國內(nèi)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設(shè)備。在針劑方面，冷凍干燥工藝采用的比較 多，提高了藥品質(zhì)量和貯存期限，給醫(yī)患雙方都帶來了利益。但目前凍干藥品的品種不多，產(chǎn)品價(jià)格高，干燥工藝不先進(jìn)。在中藥方面，目前還只局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍干，大量的中成藥還沒有采用凍干工藝，與國外差距較大。日本幾年前就開展了“漢藥西制"，改變了中藥的熬制方法，解決了中藥不能制成針劑或片劑的傳統(tǒng)，也解決了中藥不治急病的難題，因此我國中藥凍干工藝及產(chǎn)品的研究很有潛力。

生物工程領(lǐng)域的應(yīng)用

冷凍干燥是保存生物特性敏感組織的最佳方法。在生物技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域，凍干技術(shù)主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素、抗體以及藥品、微生物、酵母、生物研究用植物提取物等的干燥等藥品的生產(chǎn)；生物化學(xué)的檢查藥品、免疫學(xué)及細(xì)菌學(xué)的檢查藥品；血液、細(xì)菌、動(dòng)脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織及各種器官長期保存等。中國是原料藥生產(chǎn)大國，因此該技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊。

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