食品冷冻干燥机的升华解析干燥工艺

11/20

上海田枫仪器有限公司 >>行业资讯 >>行业新闻

升华解析干燥是冻干工艺的主要环节。将冻结好的物料送入食品冷冻干燥机的干燥仓中，按不同的物料冻干曲线，使冻结物料在真空中加热，进行物料中游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程，最终脱除物料中的水分，完成物料的冻干。

1、升华解析干燥工艺过程

典型食品真空冷冻干燥过程分为三个阶段，如图所示：a 段称为匀速升华阶段或恒定加热功率阶段，这一段通常为最大加热功率（即加热板温度为最高温度），当物料上部温度达到最高允许温度时该阶段终止；b 段为降速升华阶段或下降加热功率阶段。在此阶段控制加热功率（或加热板温度），以保证食品已干部分温度低于最高允许温度，冻结部分温度不超过升华温度。这一阶段一般以食品内部最低温度超过 0℃为结束标志；c 段干燥结束阶段或解析干燥阶段，该阶段以食品最低温度逐渐靠近设定值并维持一段时间为结束标志。

2、升华干燥工艺参数分析

1）产品升华温度：升华阶段产品的温度（最低温度）低于其共熔点温度。所谓共熔点就是指冻结的物料在升温升华过程中，当达到某一温度时，固体中出现液态，电阻值突然减小，此时的温度就是物料的共熔点。它的测定方法与共晶点的测定方法相同，数值上相差不多。

产品温度低于共熔点温度太多，升华速率低，升华时间加长；高于共熔点温度，产品熔化，影响产品质量和干燥过程。在干燥过程中，应保证产品冻结部分的温度低于产品共熔点温度。

干燥产品还有个崩解温度（最高允许温度）。若升华温度超过该产品的崩解温度，那么会由于产品干燥层的崩解（干燥部分骨架因供热过剩而熔化），影响产品的继续升华。因此，升华时加热的温度还应低于干燥产品的崩解温度。

为了加快升华速度，应在产品温度低于某共熔点温度和崩解温度下尽量提高产品表面温度。

2）加热板温度：控制加热板温度对冷冻干燥制品的质量起着重要作用。加热板温度必须控制在不引起被干燥食品的冰晶溶解、已干燥部分不会因过热而引起热变性的范围内。具体地说就是在升华阶段应保证物料冻结部分的温度低于物料的共熔点温度，干燥部分的温度低于其崩解温度或最高允许温度；在解析阶段，因物料内不存在冰晶，产品温度可迅速上升到最高许可温度。这时控制加热板温度，只要不烧毁物料和不造成物料过热而变性就可。

3）舱内压力：在升华干燥过程中，不仅加热板温度需要控制，舱内压力也是需要控制的参数。干燥舱压力的大小影响升华干燥过程的传热传质。压力高对流传热效果好，但不利于水蒸气的顺利逸出并达到捕集器冷凝面；当升华温度恒定，干燥舱压力低于一定值时，压力再降低，升华速率不再增加，而且压力低时，换热效果差，为提供相同的热量需要高的加热板温度，但是高的加热板温度容易造成物料的熔化崩解[5]。整个升华过程就是一个传热传质过程，只有压力适当，才能有一个经济的干燥速率。

4）冷阱（捕集器）表面温度：冷阱表面温度是冻干过程中重要参数之一，因为物料升华过程中产生的大量水蒸汽由捕集器凝结，从而保证舱内稳定的真空度，捕集器冷对应着一定的饱和蒸汽压力。升华界面压力同捕集器的饱和蒸汽压力差决定了水蒸气从物料内部到表面，再到捕集器表面的扩散流动。

一般说当捕集器温度较低时，物料升华界面与捕集器表面的水蒸汽压力差较大，水蒸汽的凝结速率也较大。但随着捕集器温度的降低，耗冷量增多，而水蒸汽的凝结速率变化不大。

文献研究表明，当捕集器温度低于-50℃时，再过多地降低捕集器温度，对于缩短冷冻干燥时间意义不大。研究表明，在 t0=-40℃时，每降低 1℃，就意味着制冷机能耗增加（2～ 2.5）%

食品冷冻干燥机

上海田枫厂家+解决方案提供商www.tfyqchina.cn

冷冻干燥机、冻干工艺、冻干生产线解决方案等问题欢迎咨询刘经理13661495136

上一篇研发疫苗生产用冻干机选型要素

下一篇冷冻干燥机在酸化纸质文物水溶液真空冻干应用

20

2020-11

鹿茸冷冻干燥机：鹿茸冻干工艺流程

升华解析干燥是冻干工艺的主要环节。将冻结好的物料送入食品冷冻干燥机的干燥仓中，按不同的物料冻干曲线，使冻结物料在真空中加热，进行物料中游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程，最终脱除物料中的水分，完成物料的冻干。… [了解更多]
20

2020-11

茶粉冻干生产线工艺流程，茶粉冷冻干燥机

升华解析干燥是冻干工艺的主要环节。将冻结好的物料送入食品冷冻干燥机的干燥仓中，按不同的物料冻干曲线，使冻结物料在真空中加热，进行物料中游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程，最终脱除物料中的水分，完成物料的冻干。… [了解更多]
20

2020-11

快食冻干粥加工生产线和冻干技术

升华解析干燥是冻干工艺的主要环节。将冻结好的物料送入食品冷冻干燥机的干燥仓中，按不同的物料冻干曲线，使冻结物料在真空中加热，进行物料中游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程，最终脱除物料中的水分，完成物料的冻干。… [了解更多]
20

2020-11

冻干茶粉冷冻干燥机工作原理，速溶茶粉冻干

升华解析干燥是冻干工艺的主要环节。将冻结好的物料送入食品冷冻干燥机的干燥仓中，按不同的物料冻干曲线，使冻结物料在真空中加热，进行物料中游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程，最终脱除物料中的水分，完成物料的冻干。… [了解更多]
20

2020-11

乳酸菌菌种冻干机工作原理、乳酸菌菌种冷冻

升华解析干燥是冻干工艺的主要环节。将冻结好的物料送入食品冷冻干燥机的干燥仓中，按不同的物料冻干曲线，使冻结物料在真空中加热，进行物料中游离水由冰到水蒸汽的升华干燥过程和脱除结合水的解析干燥过程，最终脱除物料中的水分，完成物料的冻干。… [了解更多]