文档介绍：冷冻真空干燥
真空冷冻干燥
真空冷冻干燥技术(简称冻干)是一门古老的现代技术。
说它古老是因为冻干技术诞生很早,大约出现在1811年,当时用于生物体的脱水。
说它是现代技术是因为它已经加入了现代高新技术领域的行列。
人体各器官的保存和再植是现代医学研究的课题之一;
营养保健食品是现代人们生活的追求;
航天飞机用的超轻隔热陶瓷;
低温超导材料等纳米级超细微粉材料的制备,都需要真空冷冻干燥技术与设备。
冷冻干燥的原理
使含水物质温度降至冰点以下,再使由水凝固的
冰在较高真空度下直接升华而除去的干燥方法。
真空冷冻干燥的特点
(1)物料在低压下干燥,使物料中的易氧化成分不致氧化变质,同时因低压缺氧,能灭菌或抑制某些细菌的活力。
(2)物料在低温下干燥,使物料中的热敏成分能保留下来,营养成分和风味损失很少,可以最大限度地保留食品原有成分、味道、色泽和芳香。
(3)由于物料在升华脱水以前先经冻结,形成稳定的固体骨架,所以水分升华以后,固体骨架基本保持不变,干制品不失原有的固体结构,保持着原有形状。多孔结构的制品具有很理想的速溶性和快速复水性。
(4)由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在,原来溶于水中的无机盐之类的溶解物质被均匀分配在物料之中。升华时溶于水中的溶解物质就地析出,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
(5)脱水彻底,重量轻,适合长途运输和长期保存,在常温下,采用真空包装,保质期3~5年。
(6)操作是在高真空和低温下进行,需要有一整套高真空获得设备和制冷设备,故设备的投资和运转费用高都大,生产成本高。
真空冷冻干燥的特点
冷冻干燥的应用
鉴于冷冻干燥技术具有其他干燥法无法比拟的优点,已广泛应用于生物制品等方面
如疫苗、诊断制剂、血清制品等的冻干;
应用于医药工业方面,如抗生素、维生素、酶制剂、血液制品等的冻干;
应用于食品和化学工业方面,如速溶咖啡、果汁、催化剂等的冻干。
冻干机组与冻干程序
冻干机组
冷冻真空干燥系统由致冷系统、真空系统、加热系统和控制系统叫部分组成。
(1) 致冷系统
由冷冻机、冻干箱、冷凝器及内部的管道等组成。冷冻机对冻干箱和冷凝器进行致冷,以维持冻干过程中的低温环境。
(2) 真空系统
冻干机组的真空系统由冻干箱、冷凝器、真空泵、真空管道和阀门所组成。
(3) 加热系统
不同冻干机组有不同的加热方式,有利用电直接加热法,也可有利用循环泵将中间介质(传热流体)循环加热方式。加热系统可将冻干箱加热至+50C,使物质中的水分不断升华而干燥。
(4) 控制系统
由各种控制开关、指示和记录仪表、自动化元件等组成。控制系统的功用是对冻干机组进行手动或自动控制,使其正常运行,保证冻干制品的质量。
(5) 冻干箱
为一个能致冷到-40C、加热到50C并能控制温度高低的温箱,同时也是个被抽成高真空的密闭容器。物质在箱内进行冷冻及在真空下使水分子升华被凝结在冷凝器内,从而达到干燥。
(6) 冷凝器
冷凝器是一个致冷、真空的密闭器,内有一个能降低-40C以下的大面积金属表面,通过入口径真空阀门与冻干箱连接,冻干箱内升华出的水汽以冰霜形式凝结在冷凝器的表面,待冻干结束,冰霜融化后排出。