,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,南昌大学,张 彬 2023.4,冷冻枯燥技术,概述,冷冻枯燥,食品的特点,冷冻枯燥技,术的进展史,冷冻枯燥,的根本概念,1921年前苏联科学家制造真空冷冻枯燥技术,1943年，丹麦消失了原始的食品冷冻枯燥技术和设备,1961年英国食品部公布冷冻枯燥是一种能获得优质食品的方法,50年月 中国冻干技术开头起步,90年月 冻干食品得到快速进展。,又称真空冷冻,枯燥、冷冻升,华枯燥、分子,枯燥等,物料冻结至,冰点以下，,水分变为固态冰，在较高的真空下冰升华转化为蒸汽而除去，物料即被枯燥。,根本保持食品原有的色、香、味、形和养分物质,食用或加工前复水快，可直接食用或烹调,密封后可在常温下长期贮藏、运输和销售,重量轻，满足宇航、旅游等人员需求,生产本钱偏高,冷冻枯燥的理论根底,水的相图和升华干燥过程示意图,水的三相点压力P=610.5Pa，温度T=0.0098,不同物料的冻结点不同,冻结速度对冻干食品的质量和升华速度有影响,适当提高升华温度、传热速度以及削减水蒸汽逸出阻力可提高升华速度,冷冻枯燥操作原理,固态食品原料的预处理包括选料、清洗、切分、烫漂和装盘等。,液态食品原料一般实行真空低温浓缩或冷冻浓缩的方法进展预处理。,装料容器一般是玻璃模子瓶、玻璃管子瓶或安瓶，装量要均匀，蒸发外表尽量大而厚度尽量薄一些,物料,预处理,预冻,抽真空,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理和可升华水量估量,1,克水,体积,常温常压下,1,毫升,100Pa,，,-20,下,1200000,毫升,假设真空泵抽出速率为30m3/h，则每小时可升华25ml水,物料预冻的好坏直接影响 冷冻枯燥产品的品质,将物料放入与枯燥箱板层尺寸相适应的金属盘内。,对瓶装一般承受脱底盘，有利于热量的有效传递。,装箱之前，先将冻干箱进展空箱降温，然后将产品,放入冻干箱内进展预冻；或者将产品放入冻干箱内,层板上同时进展预冻,物料,预冻,抽真空,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,抽真空前要依据冷凝器制冷机的降温速度提前使冷凝器工作，抽真空时冷凝器至少应到达40的温度。,物料,预冻,抽真空,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,温度,升华热,kJ/kg,饱和蒸气压,Pa,0,2834,610,-10,2837,260,-20,2838,103,-30,2839,38,-40,2840,13,低温下水的升华热和饱和蒸气压,待真空度到达肯定数值后通常为13Pa26Pa，或者有的冻干工艺要求到达所要求的真空度后连续抽真空12h以上；即可对箱内产品进展加热。,物料,预冻,抽真空,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,真空度与系统性能,真空度过高，虽然降低全压，但对传热不利。,真空泵抽出系统渗入的不凝性气体,捕水器抽出水蒸气,开头阶段真空泵负荷大,CLASSIFICATION,PRESS RANGE,LOW VACUUM,760 Torr 1 Torr,100kPa 100Pa,MID VACUUM,1 Torr 10,-3,Torr,100Pa 0.1Pa,HIGH VACUUM,10,-3,Torr 10,-7,Torr,0.1Pa 10,Pa,EXTRA HIGH VACUUM,10,-7,Torr 10,-10,Torr,10,Pa 10,4,Pa,EXTREMELY HIGH VACUUM,10,-10,Torr (Less),10,4,Pa (Less),真空范围,加热介质,接触加热法：介质424，循环液由水4份、乙醇2份，乙二醇4份配置成循环不冻液，其凝固点为-120，在使用时液温最高不超过60。,辐射加热法：承受蒸气加热，最高温度为120,物料,预冻,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,抽真空,对枯燥箱内的物料加热，常用方法有微波加热、辐射加热和接触加热,枯燥箱的温度比捕水器冷外表的温度要高一般高10，此温差形成的压力差是水汽分散的推动力,物料,预冻,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,抽真空,温度不超过共熔点共晶点的温度,由于热量不断被升华热带走,要准时供给升华热能,来维持升华温度不变。,供热缺乏或过多,供热缺乏：升华热补充不上，造成冻干品温度下降，饱和蒸气压随之下降，在捕水器温度不变状况下，水蒸气驱动压差减小。,供热过多：升华界面简洁溶化玻璃化？，此外，升华枯燥层可能消失塌陷。,物料,预冻,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,抽真空,待产品内水分根本干完后进展其次步加温，这时可快速地使产品上升的规定的最高许可温度。在最高许可温度保持2h以上后，即可完毕冻干,解析枯燥时间,剩余水分要求低的制品，降低捕水器温度。,提高供热量，加速解吸。,适当提高枯燥箱的压力，改善供热条件。,物料,预冻,捕水器降温,升华干燥,解吸干燥,干燥结束,加热,预处理,抽真空,冻干终点推断,冻干品温度内外全都升华枯燥完毕,捕水器温度下降升华枯燥完毕,枯燥箱压力下降,解吸枯燥完毕试验确定,1,3,2,1、Freezone 12Plus 冷冻冻干机,2、GZL3BY真空冷冻枯燥机,3、日处理60吨连续式冻干机,冷冻枯燥设备,冷冻枯燥设备示意图,型式,系统构造,间歇式,半连续式,连续式,冻干设备的主要局部枯燥箱,工业用枯燥箱能够制冷到55左右，也能够加热至+80左右，是能抽成真空的密闭容器。需要冻干的产品即放在箱内分层的搁板上，对产品进展冷冻，并在真空下加温，使产品内的水分升华而枯燥。,冻干设备的主要局部水汽分散器捕水器,捕水器是冻干系统中能耗最大的部件,升华阶段负荷大，解析阶段负荷小,捕水器构造优化设计是提高系统性能如样品处理量的关键之一,真空阻力小，结霜量大且均匀，易融霜是设计目标,冻干设备的主要局部 制冷系统,对枯燥箱中搁板的要求：平坦、光滑、传热均匀，冷却速度一般要求为0.11.5/min，加热速率0.11.5/min。,制冷机的功用是对冻干箱和冷凝器进展制冷，它有直接制冷和间接制冷二种方式。,冻干设备的主要局部 加热系统,2,1,3,1、辐射加热,2、传导加热,3、微波加热，缩短枯燥,周期85，但本钱高,冻干设备的主要局部真空泵1,效率低，一般在30%左右真空度低，极限压强20234000Pa,10时饱和蒸气压为1227Pa,20时饱和蒸气压为2337Pa,30时饱和蒸气压为4241Pa,水环式真空泵,冻干设备的主要局部真空泵2,滑片式真空泵,该泵的工作抽气速率为,30m,3,/h,冻干设备的主要局部真空泵3,罗茨泵是非变容式真空泵，假设要求中、,高真空度，需与前级泵组合。,冻干设备的主要局部真空泵4,罗茨泵与滑片泵性能比较,不同组合泵性能比较,组合举例,10,5,10,3,10,1,10,-2,0,25,50,75,100,压强,Pa,抽气速率,红色,罗茨泵,绿色,滑片泵,必须首先启动滑片泵或水环泵，使其工作一段时间，当系统中的真空度达到,1Kpa,以下时，再自动启动罗茨泵。,食品冻干工艺,更多内容请上,南昌大学图书馆,查找参考,预处理,装盘,速冻,捕水器温度降至,40,以下,加热,真空,升华干燥,解吸干燥,包装,冻干食品1,冻干食品2,Thank,You!,