文档介绍：冷冻浓缩与冷冻干燥
一、冷冻浓缩的原理
冷冻浓缩
冷冻浓缩:利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理而实现分离的方法。采用冷冻浓缩时,溶液的浓度必须低于低共熔浓度。
(一)冷冻浓缩中的相平衡
冰点下降::
稀溶液:
T0: 纯溶剂的冰点,K;w:浓度
rm:溶解热,J/kg
冷冻浓缩
溶液浓度必须低于低共熔点
平衡相为冰晶和溶剂
1—咖啡
2—蔗糖
3—苹果汁
4—葡萄糖
5—果糖
流体食品的冻结曲线
(二)冷冻浓缩中的结晶过程
冰晶颗粒
大,结晶操作成本高;分离容易;溶质夹带损失少
小,结晶操作成本低;分离困难;溶质夹带损失大
最优冰晶尺寸
结晶形式
结晶条件
分离器形式
浓缩液价值
最主要因素
在冰晶晶核形成的情况下,也不是所有冷点所发生的晶核都能保存下来。
在一定浓度的溶液中,与晶体成平衡的温度(称为平衡温度)与晶体的大小有关,只有当晶体直径相当大时,才等于溶液的冰点。
小晶体的平衡温度比大晶体低,所以与小晶体成平衡的溶液,其过冷度要大些。
在一定的溶液过冷度下,与溶液成平衡的晶体直径,称为临界直径。
溶液主体过冷度与晶体临界直径的关系图
思考:在悬浮冻结中,如果将小晶体悬浮液与大晶体悬浮液混合在一起
1Torr(托)=1mmHg=133Pa
冬天结冰衣服风干?
真空冷冻干燥
1、增加压差
2、减少阻力
温度
℃
升华/汽化热
kJ/kg
饱和蒸气压
Pa
10
1228
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
冷冻干燥
一、冷冻干燥的原理
冷冻干燥: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。
冷冻干燥具有如下特点:
(1)冷冻干燥在低压低温下进行,可以保留新鲜食品的
色、香、味及维生素C等营养物质,特别适用于热敏性食
品以及易氧化食品的干燥;
(2)由于物料中水分存在的空间在水分升华以后基本维
持不变,故干燥后制品不失原有的固体框架结构,保持
原有的形状;
(3)升华时原来均匀地溶于水中的无机盐就地析出,避免了因物料内部水分向表面扩散时携带无机盐而造成的表面硬化现象,制品复水后易恢复原有的性质和形状;
(4)升华所需的热可用常温或温度稍高的加热剂提供,
热能利用的经济性好;
(5)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,故投资和操作费用都大,生产成本高。