我們?nèi)粘3R姷氖称忿r(nóng)作物等產(chǎn)品儲(chǔ)存為了經(jīng)久耐放、方便和運(yùn)輸。對(duì)于很多產(chǎn)品一般會(huì)進(jìn)行一定的加工脫水處理。市面上脫水方式有很多種,最常見有陰干和熱處理脫水的方式(熱烘干干燥),還有冷凍干燥等技術(shù)進(jìn)行加工脫水。而我們今天所說的冷凍干燥,其又可以分為空氣冷凍干燥和真空冷凍干燥。讓我們來分析一下兩種干燥方式又有什么區(qū)別優(yōu)劣勢(shì)呢?
利用制冷設(shè)備將壓縮空氣冷卻到一定的露點(diǎn)溫度后析出相應(yīng)所含的水分,并通過分離器進(jìn)行氣液分離,再通過自動(dòng)排水閥將水排出,從而使壓縮空氣獲得所需要的干燥露點(diǎn)。我們稱之為空氣冷凍干燥。
空氣冷凍干燥一般工藝流程:
空氣流程——壓縮空氣由空氣入口進(jìn)入預(yù)冷冷卻器進(jìn)行初步冷卻,流入制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器,由制冷系統(tǒng)進(jìn)一步冷卻,冷卻后的壓縮空氣經(jīng)氣水分離器,冷凝水由自動(dòng)排水器排出,干燥冷卻的壓縮空氣再回到熱交換器進(jìn)行回溫,通過空氣出口離開冷凍式干燥機(jī)。
冷媒流程——冷媒經(jīng)過制冷壓縮機(jī)壓縮呈高溫高壓的液體狀態(tài),高溫高壓狀態(tài)的液體冷媒經(jīng)過(風(fēng)冷或水冷)冷凝器進(jìn)行冷卻降溫后變成中溫高壓狀態(tài)的冷媒,經(jīng)過干燥過濾器進(jìn)行雜質(zhì)過濾,冷媒通過毛細(xì)管的作用,變成低溫低壓的氣液混合狀態(tài),最終進(jìn)入蒸發(fā)器與熱的壓縮空氣進(jìn)行熱交換后,完成制冷工作,回到制冷壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)工作。經(jīng)過這樣的冷凍方式我們就得到了空氣冷凍干燥物料產(chǎn)品。對(duì)比于下面所述的真空冷凍干燥,在耗能和成本方面,這是具有一定的優(yōu)勢(shì)的。但是其對(duì)于一些物料的使用廣泛度,例如一些食品和藥品類的應(yīng)用,就沒有我們今天所要說的真空凍干應(yīng)用來的廣泛了。
而我們說的真空冷凍干燥即真空凍干:則是將物料冷凍到冰點(diǎn)以下,使水轉(zhuǎn)變?yōu)楸?,然后在較高真空下將冰升華而除去。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。
真空凍干一般工藝流程:
預(yù)冷凍階段:這一階段對(duì)于我們,晶華系列凍干機(jī)來說,小批量產(chǎn)品生產(chǎn)這一步驟可以省略掉,因?yàn)檎婵绽鋬鰞龈蓹C(jī)也可以進(jìn)行艙內(nèi)進(jìn)行一條龍作業(yè)冰凍,當(dāng)然,對(duì)于批量作業(yè)和效率來說,最好是進(jìn)行提前預(yù)凍處理。預(yù)冷凍是指先將產(chǎn)品物體中的水分凍結(jié)成冰,使干燥后的物體與干燥前有相同的形態(tài)。預(yù)冷凍溫度必須低于物料的共晶點(diǎn)溫度。所以冷凍庫(kù)和大型速凍柜的準(zhǔn)備,還是很有必要的。
預(yù)冷凍后我們就可以開始進(jìn)行冷凍干燥生產(chǎn)了,將物料碼好放入真空干燥凍干機(jī)進(jìn)行正式生產(chǎn)作業(yè)。升華干燥階段:第一階段干燥。 預(yù)冷凍后抽真空,此時(shí)物體中的水分由冰直接升華為蒸氣。因氣化過程吸收熱量,此時(shí)應(yīng)通過擱板給予加熱。由于干燥箱與冷凝器之間存在壓差,使水蒸氣不斷進(jìn)入冷凝器,升華連續(xù)進(jìn)行,直至升華階段結(jié)束。此過程中,溫度和壓力應(yīng)控制在物體的共晶點(diǎn)以下,才不致使冰溶化。
解析干燥階段:有的情況,需要進(jìn)行第二階段干燥。有的物體中含吸附水(比如物體內(nèi)部毛細(xì)管壁上、極性基因上吸附的水),此水分不被凍結(jié)。為除去這部分水,要供給足夠的熱量,使物體升溫,只要不造成其因過熱而變質(zhì)即可(一般最高可達(dá)30-50℃),此時(shí)也是真空環(huán)境。最終我們就得到含水量為1% ~ 3% 的干燥產(chǎn)品。從而達(dá)到物料產(chǎn)品脫水狀態(tài),故而稱之為真空冷凍干燥技術(shù)。特別對(duì)于需要在真空狀態(tài)下進(jìn)行填裝的產(chǎn)品,如疫苗和凍干面膜,珍貴藥物等,則有著更大的優(yōu)勢(shì),像晶華凍干機(jī)L8壓蓋型系列,可以在真空凍干好后直接腔內(nèi)進(jìn)行真空壓蓋,避免污染的出現(xiàn)。與其他如風(fēng)干或加熱干燥等工藝相比, 真空冷凍干燥具有更大的優(yōu)勢(shì)。
.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 )
2. 熱量消耗比其他干燥方法少.
3.風(fēng)味物質(zhì)保存的更完好,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留相對(duì)于其他干燥工藝更加全面。
4.經(jīng)過真空冷凍干燥技術(shù)加工后的食品具有較好的復(fù)水性,在吸收水分后,能夠很好地保證食品的新鮮程度。
真空冷凍干燥只是冷凍干燥的其中一種方法,但因?yàn)檎婵绽鋬龈稍飸?yīng)用更為廣泛, 尤其在學(xué)校和科研單位,所以經(jīng)常有人將普通冷凍干燥與真空冷凍干燥混為一談。
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