第5章-食品真空冷冻干燥技术.ppt

第5章食品真空冷冻干燥技术第5章食品真空冷冻干燥技术
冷冻真空干燥
是一种常用的物质干燥方法5.1.1真空冷冻干燥基本原理
水的平衡相图
生产中采用真空冷冻技术对固体湿物料的干燥，通常是除去物料中的水分。因此，要了解真空冷冻原理，首先须了解水的有关物性。

5.1.1真空冷冻干燥基本原理水的相图5.1.1真空冷冻干燥基本原理5.1.1真空冷冻干燥基本原理真空冷冻干燥就是先将固体湿料冷冻到“三相点”以下，使湿料中的水分变成固态（冰）；然后在真空环境下加热，使冰直接升华为水蒸气逸出；并通过不断移走水蒸气，使物料脱水而干燥。即：冷冻真空干燥优点
1、因物料的干燥是在真空条件下进行，系统中高度缺氧，能较好地抑制微生物的生长，使易氧化的物料受到较好的保护。
2、由于物料的干燥是在冷冻下进行操作，物料中的水分由冰直接升华为水蒸气被移出，使得物料中的一些挥发性成分或营养成分损失很小，比较适合一些生化制品或食品的干燥。3、真空冷冻干燥是在较低温度（低于水的冰点）下进行操作，对于许多热敏性物质的干燥特别适用。
例如，对蛋白质、微生物等物质，采用真空冷冻干燥不会发生变性或失去生物活性。因此在医药上得到广泛应用。4、物料在真空冷冻操作下干燥，可排出物料中95%-99％左右的水分，使得到的干燥产品不易收缩，不易变质，能较好地保留物料的构造（营养纤维和固状物），使其加水后能迅速水化，恢复原来的性状。因此，采用真空冷冻干燥方法生产的食品更接近新鲜食品的风味。冻干蔬菜冷冻真空干燥应用
生物制品方面
疫苗、诊断制剂、血清制品等的冻干

医药工业方面
抗生素、维生素、酶制剂、血液制品等的冻干

食品和化学工业方面
速溶咖啡、果汁、催化剂等的冻干5.1真空冷冻干燥基本原理和过程5.1.2真空冷冻干燥基本过程5.1.2真空冷冻干燥基本过程2.物料的冷却固化过程2.物料的冷却固化过程（2）预冻速率2.物料的冷却固化过程5.1.2真空冷冻干燥基本过程升华干燥3、升华干燥过程（一次干燥）3、升华干燥过程（一次干燥）3、升华干燥过程（一次干燥）3、升华干燥过程（一次干燥）（2）物料冻结和干燥过程中的温度分布（2）物料冻结和干燥过程中的温度分布升华干燥5.1.2真空冷冻干燥基本过程4、解吸干燥过程（二次干燥）4、解吸干燥过程（二次干燥）4、解吸干燥过程（二次干燥）5.1.2真空冷冻干燥基本过程一般情况下,冻干曲线的选择是三个参数:板层温度、真空度、产品温度。
制定冻干曲线工艺小知识：玻璃态例如：
假设某一产品的共晶点是-20℃，崩解点高于共晶点，产品冷冻时会形成玻璃态，产品的回热温度是-18℃，产品的装载厚度是12毫米，小瓶装载并直接放置在板层上，产品的浓度是15％，产品的最高许可温度是30℃，干燥后残余水分含量要求是2％。要制订冻干工艺曲线？为了获得产品一致的冷冻结构，产品在5℃进箱，进箱完毕后保持1小时，使所有产品从5℃的同一起点降温到-40℃，并在-40℃并保持1小时，由于产品冷冻时形成玻璃态，因此需做回热处理，把产品加热到-18℃并保持1小时，使产品从玻璃态转变为结晶态，然后使产品再次降温，并在-35℃保持1小时，预冻阶段结束。板层温度控制在10℃，使产品的温度维持在-25℃，比产品的共晶点温度低5℃，并在此状况下维持15小时，直到产品中的冻结冰升华完毕为止；冻干箱的真空度控制在产品温度所对应的饱和蒸汽压的30％左右，-25℃对应的饱和蒸汽压是0.63毫巴，0.63×30％=0.189毫巴。把产品温度加热到最高许可温度30℃并维持到冻干结束，真空控制在产品温度达到最高温度后停止使用，恢复高真空，在最高许可温度和高真空的状况下保持6小时，使产品的残余水分达到低于2％的要求。另外，冻干良好的产品应有良好的物理形态，外观无缺损，表面平整，体积与冻结时的体积基本相等，颜色均匀一致，内部疏松多孔，复水迅速而完全，残余水分含量合格，价值高，能长期存放。
如果按照某一冻干曲线冻出的产品全部合格，冻干时间也合适，那么该冻干曲线是成熟的曲线。如果干燥后的产品不理想，某些项目不合格，那么要对冻干曲线作适当的调整。5.2食品真空冷冻干燥设备5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成真空冷冻干燥机结构图新型液氮的真空冷冻干燥机5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.1真空冷冻干燥系统的主要组成5.2.2真空冷冻干燥设备的分类5.2.2真空冷冻干燥设备的分类5.2.2真空冷冻干燥设备的分类5.2.2真空冷冻干燥设备的分类5.2.2真空冷冻干燥设备的分类5.2.3真空干燥设备的性能指标5.2.3真空干燥设备的性能指标5