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冷冻干燥就是把含有大量水分物质,预*行降温冻结成固体,然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来,而物质本身剩留在冻结时的冰架中。冷冻干燥有下列优点:
一.冷冻干燥在低温下进行,因此对于许多热敏性的物质特别适用。
二.在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小,适合一些化学产品,药品和食品干燥。
三.在冷冻干燥过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性装。
四.由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不变,保持了原来的结构,不会发生浓缩现象。
五.干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,加水后溶解迅速而*,几乎立即恢复原来的性状。
六.由于干燥在真空下进行,氧气极少,因此一些易氧化的物质得到了保护。
七.干燥能排除95-99%以上的水份,使干燥后产品能*保存而不致变质。
因此,冷冻干燥目前在医药工业,食品工业,科研和其他部门得到广泛的应用
由物理学可知,水有三相,O点为三相共点,OA为冰的融解点。根据压力减小、沸点下降的原理,只要压力在三相点压力之下(图中压力为 646.5Pa以下,温度0℃以下),物料中的水分则可从水不经过液相而直接升华为水汽。根据这个原理,就可以先将食品的湿原料冻结至冰点之下,使原料中的水分变为固态冰,然后在适当的真空环境下,将冰直接转化为蒸汽而除去,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸汽冷凝,从而使物料得到干燥。这种利用真空冷冻获得干燥的方法,是水的物态变化和移动的过程,这个过程发生在低温低压下,因此,冷冻干燥的基本原理是在低温低压下传热传质的机理
干燥系统,人们改进,细分了很多步骤加速了这一过程。
冷冻干燥系统
一个基本的冷冻干燥系统包括:
一个干燥室或者多歧管
一个抽真空系统克服阻碍因素和加速气体流动
一个热源提供能量
一个低温冷凝器,用于使蒸气压差zui大化并捕捉蒸汽使之冻结,避免水蒸汽
污染真空泵
冷冻干燥的步骤
冷冻干燥过程包含三个步骤
预冻,为接下来的升化过程准备样品,然后进行抽真空,之后进行干燥,首先是*干燥阶段