微波冷冻干燥技术的简要介绍
彭晨1，李楚鑫2
（1应化1402，2014310200230，952796045@https://www.doczj.com/doc/1f16911035.html,；2应化1402，2014310200229，
1174218328@https://www.doczj.com/doc/1f16911035.html,）
摘要:随着技术的发展，干燥技术也有了较大的发展，不仅仅局限于传统的干燥方式，而是将一些融入一些手段，从而提高干燥效率。近年来，微波冷冻干燥技术方面较为热门。也是由于微波冷冻干燥技术的发展，为食品产业生产带来了广阔的发展空间。
关键词:微波冷冻干燥技术；原理；特点；食品加工
1.引言
在干燥技术中，真空冷冻干燥技术能够较好地保留物料中的有效成分，但是由于冷冻干燥装置采用的是传统加热方式，冷冻干燥也具有干燥速率低、时间长、能耗高等缺点。微波冷冻干燥是将高效的微波辐射加热技术和真空冷冻干燥技术相结合的极具应用价值的一项新技术[1]。微波加热是利用介电加热原理，具有加热迅速、均匀、节能高效、加热质量高、营养破坏少等特点.随着食品产业的发展，食品干燥技术显得尤其重要，特别是利用更新更先进的手段，能够提高其生产效率。而常用的干燥技术因为各种局限已经不能满足产业高效的需求，因此，微波冷冻干燥技术就得到了较大的发展。以下主要就其原理、工艺技术特点和其应用效果等三方面作主要陈述。
2. 常用的干燥技术
干燥技术发展到今天，常用的几种技术主要有加热干燥、真空干燥、喷雾干燥、冻结干燥、微波冷冻干燥等主要干燥技术，而微波冷冻干燥技术结合之前的冷冻干燥技术的各项优点将微波作为热源，从而提高效率、降低能耗。
3. 微波冷冻干燥技术的基本原理
微波是一种电磁波，可以产生高频电磁场，介质材料中的极性分子在电磁场中随着电磁场的频率不断改变极性取向，使分子来回振动，产生摩擦热。由于湿物料中液态水介质耗损较大，便可大量吸收微波能并且能够转变成热能，从而使得物料的温度逐渐升高，并且微波加热能使物体均匀受热[2].并且微波加热升温快，具有非热效应。冷冻干燥装置主要包括制冷系统、真空系统、捕水系统、以及加热系统。普通加热方式总是要靠内外温度梯度来传热，因此表面温度高于内部温度，而这样的传热方式传热速度会很慢，所以微波冷冻干燥技术就是利用将微波应用到加热系统中，从提高加热速率。
4. 微波冷冻干燥技术的工艺特点
4.1 优点：
(1)物料不易氧化变质，同时也能抑制一些细菌的活力；
(2)可以较好地保持样品的原有的性状、有效成分等；
(3)干燥速度快、效率高
(4)脱水彻底，适合长途运输和长期保存
4.2缺点：
微波冷冻干燥技术的缺点主要在于其设备的经济成本高，因此还未得到大范围的应用。
5. 微波冷冻干燥技术的应用效果
微波冷冻干燥技术确实具有以上所述的一些优点，但是由于在实际操作方面还有一些关键技术没有得到解决，目前微波冷冻干燥技术存在的主要问题是辉光放电、温度在线检测、干燥终点判别等[3]。
其中最为突出的问题是辉光放电的问题，而为了解决这一问题就必须控制真空度，因为处于真空状态下的气体，在稀释到一定程度的时候，易产生高频放电现象，所以真空度要选择在气体被电离的临界值下。
6. 结束语
总而言之，微波冷冻干燥技术这一块还有较大的发展空间，只要解决了这些局限问题，能让其大范围得到应用的话，那么它将具有空前的市场潜力，其前景也将更加开阔。
参考文献
[1]胡志超,陈有庆,谢焕雄等.微波真空冷冻干燥技术研究及应用现状[J].农机化研究,2009,31(9):6-9.
[2]乔晓玲,闫祝炜,张原飞等.食品真空冷冻干燥技术研究进展[J].食品科学,2008,29(5):469-474.
[3]王传丽,于颖,张利等.微波冷冻干燥技术的发展及关键技术研究[J].广东化工,2012,39(5):86-87,98.
微波冷冻干燥技术的简要介绍 彭晨1，李楚鑫2 （1应化1402，2014310200230，952796045@https://www.doczj.com/doc/1f16911035.html,；2应化1402，2014310200229， 1174218328@https://www.doczj.com/doc/1f16911035.html,） 摘要:随着技术的发展，干燥技术也有了较大的发展，不仅仅局限于传统的干燥方式，而是将一些融入一些手段，从而提高干燥效率。近年来，微波冷冻干燥技术方面较为热门。也是由于微波冷冻干燥技术的发展，为食品产业生产带来了广阔的发展空间。 关键词:微波冷冻干燥技术；原理；特点；食品加工 1.引言 在干燥技术中，真空冷冻干燥技术能够较好地保留物料中的有效成分，但是由于冷冻干燥装置采用的是传统加热方式，冷冻干燥也具有干燥速率低、时间长、能耗高等缺点。微波冷冻干燥是将高效的微波辐射加热技术和真空冷冻干燥技术相结合的极具应用价值的一项新技术[1]。微波加热是利用介电加热原理，具有加热迅速、均匀、节能高效、加热质量高、营养破坏少等特点.随着食品产业的发展，食品干燥技术显得尤其重要，特别是利用更新更先进的手段，能够提高其生产效率。而常用的干燥技术因为各种局限已经不能满足产业高效的需求，因此，微波冷冻干燥技术就得到了较大的发展。以下主要就其原理、工艺技术特点和其应用效果等三方面作主要陈述。 2. 常用的干燥技术 干燥技术发展到今天，常用的几种技术主要有加热干燥、真空干燥、喷雾干燥、冻结干燥、微波冷冻干燥等主要干燥技术，而微波冷冻干燥技术结合之前的冷冻干燥技术的各项优点将微波作为热源，从而提高效率、降低能耗。 3. 微波冷冻干燥技术的基本原理 微波是一种电磁波，可以产生高频电磁场，介质材料中的极性分子在电磁场中随着电磁场的频率不断改变极性取向，使分子来回振动，产生摩擦热。由于湿物料中液态水介质耗损较大，便可大量吸收微波能并且能够转变成热能，从而使得物料的温度逐渐升高，并且微波加热能使物体均匀受热[2].并且微波加热升温快，具有非热效应。冷冻干燥装置主要包括制冷系统、真空系统、捕水系统、以及加热系统。普通加热方式总是要靠内外温度梯度来传热，因此表面温度高于内部温度，而这样的传热方式传热速度会很慢，所以微波冷冻干燥技术就是利用将微波应用到加热系统中，从提高加热速率。
前言（引言）：真空冷冻干燥是将湿物料冻结到共晶点温度下，使物料中的水分变成固态冰然后在较高真空环境下，通过给物料加热，将冰直接升华成水蒸气，再用真空系统中的水汽 凝结器将水蒸气冷凝，从而获得干燥制品的技术。由于干燥过程是在低温、真空状态下进行，物料中水分直接从固态升华为气态，因而可最大限度保持被干物料色、香、味、形状和营养 成分，而且干燥后的制品呈多孔海绵状结构，极易溶于水（甚至在冰水中），能够迅速复原，密封包装后保存期长。目前，真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学、农副产品深加工甚至古旧书画修复和动植物标本制作等领域有着广泛应用。 在食品工业方面，尤其在高价值食品和高附加值食品加工中，真空冷冻干燥是干燥技术领域 科技含量高、涉及知识面广的一门技术，被认为是目前最优良、最为先进的干燥技术之一。 由于干燥过程是在低温、真空状态下进行，物料中的水分直接从固态升华为气态，因而可以 最大限度地保持被干物料的色、香、味、形状和营养成分，而且复水性能好。由于该技术具 有其他干燥方法所无法比拟的优点，目前，正逐渐应用于很多行业，尤其在食品工业方面。 而该技术下的冻干产品能够很好地吻合绿色食品”、保健食品”、方便食品”三大发展趋势， 因此,冻干食品工业逐渐被人们所关注和亲睐。 1.真空冷冻干燥设备 食品用冻干设备已经实现了大型化，一般都采用自动控制系统，同时为保证冻干产品的质量和节能，常采用冻干设备和其他干燥设备组合在一起的组合冻干设备，例如，喷雾冻干设备等等。1.1真空冷冻干燥机 主要由真空冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制系统等几部分组成。干 燥箱是一个真空密闭容器，是干燥过程中传热和传质的场所，他的性能好坏直接影响到冷冻 干燥设备的性能。如果带有蒸汽消毒灭菌功能，冻干箱还应是一个低压内压容器。干燥室的 形状主要有圆形和矩形两种。圆形干燥室操作容易、强度高、制作费用低，但其内部空间利 用率低。真空系统包括机械泵（旋片式真空泵）和增压泵（罗茨真空泵）。真空泵用来抽除系统内空气水蒸汽。当真空泵工作时，打开隔离阀，真空干燥室内的空气及水蒸汽经过水蒸 汽捕集冷凝器捕获后进入真空泵，由真空泵排气口排出系统外。为了防止经水蒸汽捕集冷凝 器捕获后抽除的气体中仍含有极少量的水蒸汽进入泵内，系统配气镇阀。在真空泵的排气口 装有油雾捕集器，以防止排出气体中烟雾污染室内环境。冷阱的作用是将干燥室中的水蒸汽冷凝吸附变成冰，以免进入真空泵，一方面可以减小真空泵的工作负担，另一方面能够保证 干燥室具有较低的真空度。 1.2真空冻结干燥设备系统组成 真空冷冻干燥系统主要由制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等组成，冷冻干燥室：冷冻干燥室有卧式圆柱形、箱形等类型。干燥室要求能制冷到-40 C或更低温度，又能加热到+ 50 C左右。干燥室设计有几层至十几层干燥搁扳，以放置几十至数百只干燥盘。干燥室装有管道和真空阀门与低温冷凝器相连，以排除室内的水蒸汽，同时还有管道与交换器、制冷机相连，以获得物料冰晶升华所需要的热量和低温环境。低温冷凝器：低温冷凝器是一个密封的容器，用管路与制冷机、真空泵、热交换器相连，以获取低温真空环境和冷凝器 内除霜的热量供给。冷凝器内的温度必须保持低于干燥室内物料的温度，一般冷凝器内的温度应保持在-40 C至-50 C左右，使大量的水蒸汽在冷凝器室中凝结低温冷凝器还设有除霜装置、排出阀、热空气吹入装置等，用来融化凝结的冰霜和排出内部水分，并将室内吹干。1.3真空系统由冷冻干燥室、低温冷凝器、真空阀门和管道、真空泵和真空仪表等构成冷冻干燥设备的真 空系统，系统要求密封性能好。真空泵采用旋片式或滑阀式油封机械泵泵的真空系统和采用罗茨泵中间增压-水环泵机组真空系统。 2. 真空冷冻干燥工艺 不同产品，由于其品种、成分、含水量、共晶点和崩解温度等的差异不同。同一种样品，使用不同的冻干机或同一冻干机不同的装机容量别的。 ，也可采多级蒸汽喷射 ，所需要的冻干工艺也
冷冻干燥原理 冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去掉水份或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂，比如水，像干冰一样，不经过液态，从固态直接变为气态的过程。冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称任冻干（lyophilization）。 为什么要选择冷冻干燥？ 传统的干燥会引起材料皱缩，破坏细胞，在冰冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位子上的坚冰支持着。在冰升华时，他会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。 在实验室中，冻干有很多不同的用途，他在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的，它被用获得可长时期保存的生物材料，例如微生物培养、酶、血液与药品，除长期保存的稳定性以外，还保留了其固有的生物活性与结构。为此，冻干被用于准备用做结构研究（例如电镜研究）的组织样品，冷冻干燥也应用于化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加化析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学成分，是理想的分析辅助手段。 冷冻干燥的实现 冷冻干燥可以自然发生，在自然情况下，这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统，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，用于使蒸气压差最大化并捕捉蒸汽使之冻结，避免水蒸汽污染真空泵 冷冻干燥过程包含三个步骤 预冻，为接下来的升化过程准备样品。 初级干燥，在此过程中冰升化而不融化。 次级干燥，在此过程中，键和于固体物质的残留水分被除去，从而留下干燥样品，这一步骤对保存样品的稳定性非常重要。 在壳式预冻中，冻干瓶中样品浸放在低温热传导液体里旋转，液体样品沿冻干瓶圆周内壁结冻，以达到更大的表面积。这层薄的结冻层能让水份子更加容易地穿过。一旦样品结冰，就可以与冷冻干燥系统连接了。
微波真空与真空冷冻干燥的组合应用 摘要：随着人民生活水平的提高,人们越来越关注食品干燥产品的品质,对食品的品质提出了更高的要求。干燥过程对农产品和食品产品的品质具有很大的影响,有时甚至起到决定性的作用。众所周知,现在仍占主导地位的热风干燥对食品的色泽、维生素C及其他生物活性物质破坏的程度较大,而目前要获得优质干燥产品常常需要采用昂贵的方法和设备,如冷冻干燥。干燥的经济性和产品质量之间目前还存在着很大的矛盾,如何以低能耗和低成本去获得优质的脱水干燥产品,是当前农产品和食品干燥研究中急需研究和解决的问题,也是干燥技术研究和发展中的一项最大的挑战。本文分别介绍了微波真空干燥和真空冷冻干燥及其组合应用，旨在充分利用冷冻干燥在保持水果色香味和微波干燥在节省能耗和降低成本上的优势，吸收利用两者的优点，解决现在干燥领域发展的难题。 关键字：食品干燥，热风干燥，冷冻干燥，微波干燥 0引言 我国是一个农业大国，水果蔬菜资源丰富，品种繁多，且品质优良，价格低廉。脱水果蔬作为果蔬深加工的一种，具有新鲜果蔬的色、香、味，便于运输，使廉价的果蔬增值等优点，且食用方便，适应现代人们快节奏的生活方式，在国内外受到普遍欢迎。发达国家脱水蔬菜的比例很高，在美国，洋葱、大蒜收获量的绝大部分用来生产脱水洋葱和脱水大蒜，葡萄干占收获量的25%。而我国，除辣椒外，其它脱水蔬菜的比例都较低。近十多年来，我国的脱水果蔬加工业得到了迅猛发展，且脱水果蔬已成为我国重要的出口农产品之一[1]。我国生产的冻干食品，主要包括：汤料、虾仁、半成品（如鸡蛋粉）、保健品（如冻干人参）及方便面调料（如方便面中的脱水菜、肉丁）等，年产量几千吨。2010 年，仅我国高档方便面辅料一项，约需冻干食品 4 万吨，加上各种快餐配料、汤料、饮料等，每年冻干食品的消费将接近10 万吨。国际市场冻干食品供不应求，全世界冻干食品的产量，在20 世纪70 年代仅20 万吨，到20 世纪90 年代己达到上千万吨。近些年冻干食品的消耗量：美国在500 万吨以上，日本在160 万吨以上，法国在150 万吨以上。国内冻干食品工业尚处于发展初期，产量还很低。却引来了外商向我国市场的大量求购。这既有国际市场对冻干食品供不应求的外因，也有我国冻干食品生产成本相对低的内因[2]。目前，要获得优质的脱水果蔬，主要采用冷冻干燥，能保持产品原有的色香味和质构（外形），但冷冻干燥设备昂贵，生产能耗费极高。进口设备一般要几十万美元，国产的冷冻干燥机也要几十万至几百万元；操作费用高，冷冻干燥中需要维持-25o C 的低温，5 Kpa的高真空，干燥时间20 h 左右，生产能力也有限。冷冻干燥适合加工附加值较高的药品、生物制品和食品等，一般说来，绝大多数农产品和食品都是附加值比较低的大众产品，难以采用冷冻干燥工艺。采用其它干燥方式（如热风干燥，微波干燥，远红外干燥，渗透干燥），目前还不能得到优质的脱水产品。微波真空干燥是一种新的干燥技术，是一种常温、快速脱水干燥技术。虽然脱水产品的色、香、味和营养保留能够接近冷冻干燥产品，生产费用可大大降低，但是干燥后期产品质构也发生较大变化，产品的外形保留与冷冻干燥产品有较大的差距。 1 真空冷冻干燥 真空冷冻干燥(又称冻干, 英文“Freeze Dried”简称“FD”), 是真空技术与冷冻技术相结合的新型干燥脱水技术。冷冻干燥的简单定义是: 先将湿物质冷冻, 然后把它放到较低的水蒸气分压下, 使冰直接升华成蒸汽的干燥方法。与其他干燥手段( 水蒸气转变为气相) 不同, 物料中的水是固态直接转变为气态的。真空冷冻产品具有很多优点, 能提高产品附加值并促进地方经济
真空冷冻干燥是将含水物质先冻结成固态，然后使其中的水份从 固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。 1.冻干的优点： 冻干与通常的晒干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比有如下 突出的优点。 a.冻干是在低温下干燥的，不会使蛋白质产生变性，但可使微生 物等失去生物活力。这对于那些热稳定性能差的生物活性制品、生物 化学类制品、基因工程类制品和血液制品等的干燥保存特别适用。 c..在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎无法进行， 从而能最好地保持物质原来的性状。 d.成原来的形状。 e.因一般是在真空下干燥，故氧气极少，使易氧化的物质得到了 保护。 f.能除去物质中95％～99.5％的水分，制品的保存期长。 2.冻干的应用 冻干是一种优质的干燥方法。但是它需要比较昂贵的专用设 备，干燥过程中的能耗较大，因此加工成本较高，目前主要应用在以 下几个方面。 c.生物标本、生物组织方面：如制作各种动植物标本，干燥保存 用于动物异种或同种移植的皮肤、骨骼、主动脉、心瓣膜等边缘组织。 d.制作用于光学显微镜、电子扫描和透射显微镜的小组织片。
e.食品的干燥方面：如咖啡、茶叶、肉鱼蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等。 f.高级营养品及中草药方面：如蜂王浆、蜂蜜、花粉、中草药制剂等。 g.超细微粉的制备方面：如制取Al2O3、ZrO2、TiO2、Ba2Cu3O7～8、Ba2Ti9O20等超细微粉。 h.其他方面：如化工中的催化剂，冻干后可提高催化效率5～20倍；将植物叶子、土壤冻干保存，用以研究土壤、肥料、气候对植物生长的影响及因子的作用；潮湿的木制文物、淹坏的书籍稿件等用冻干法干燥。 3.冷冻干燥的基本过程如下： a.制品的制备（前处理）：如药物的培养、灭菌、分装、洗瓶、半加塞等，食品原料的挑选、清洗、切分、灭酶、分装等。 b.制品的冻结（预冻）：将制品冻结成固态。 c.第一阶段干燥（升华干燥）：将制品中的冰晶以升华方式除去。 d.第二阶段干燥（解吸干燥）：将残留于制品的水分在较高温度下蒸发一部分，使残余水分达到预定要求。 e.密封包装：已干制品一般应在真空或充惰性气体条件下密封包装，以利于储存。 4.制品冷冻的物理基础
现代食品加工技术微波真空干燥技术 汤凤霞
微波真空干燥技术 一、微波真空干燥原理 二、微波真空干燥的特点 三、几个重要因素对微波真空干燥效果 的影响 四、微波真空干燥在农产品加工中的应 用 五、展望
一、微波真空干燥原理 ●微波是频率在300兆赫的电磁波。 ●被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。 ●此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。
●微波加热主要特点 加热迅速 微波加热与传统加热方式完全不同。它是使被加热物料本身成为发热体，不需要热传导的过程。因此，尽管是热传导性较差的物料，也可以在极短的时间内达到加热温度。 ●加热均匀 无论物体各部位形状如何，微波加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。所以加热均匀性好，不会出现外焦内生的现象。
●节能高效 由于含有水分的物质容易吸收微波而发热，因此除少量的传输损耗外，几乎无其它损耗。故热效率高、节能。它比红外加热节能1/3以上。 ● 工艺先进 只要控制微波功率即可实现立即加热和终止。应用人机界面和PLC可进行加热过程和加热.工艺规范的可编程自动化控制。 ● 安全无害 由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波泄漏极少，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染，既不污染食物，也不污染环境。
● ●脱水农产品具有方便、健康、毋须冷藏、保藏运输费用低等优点，在世界各地有着广阔的市场前景。 ●目前传统的热风干燥已不能满足消费者追求品质一流的要求 ●真空冷冻干燥的产品品质优良，但存在的问题： ●干燥时间长，设备投资大，生产成本高
真空冷冻干燥技术在食品中 的应用 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
前言（引言）：真空冷冻干燥是将湿物料冻结到共晶点温度下, 使物料中的水分变成固态冰, 然后在较高真空环境下, 通过给物料加热, 将冰直接升华成水蒸气, 再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝, 从而获得干燥制品的技术。由于干燥过程是在低温、真空状态下进行, 物料中水分直接从固态升华为气态, 因而可 最大限度保持被干物料色、香、味、形状和营养成分, 而且干燥后的制品呈多孔海绵状结构, 极易溶于水(甚至在冰水中), 能够迅速复原, 密封包装后保存期长。目前, 真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学、农副产品深加工甚至古旧书画修复和动植物标本制作等领域有着广泛应用。 在食品工业方面, 尤其在高价值食品和高附加值食品加工中,真空冷冻干燥是干 燥技术领域科技含量高、涉及知识面广的一门技术, 被认为是目前最优良、最为先进的干燥技术之一。由于干燥过程是在低温、真空状态下进行, 物料中的水分直接从固态升华为气态, 因而可以最大限度地保持被干物料的色、香、味、形状和营养成分, 而且复水性能好。由于该技术具有其他干燥方法所无法比拟的优点, 目前, 正逐渐应用于很多行业, 尤其在食品工业方面。而该技术下的冻干产品能 够很好地吻合“绿色食品”、“保健食品”、“方便食品”三大发展趋势, 因此,冻干食品工业逐渐被人们所关注和亲睐。 1. 真空冷冻干燥设备 食品用冻干设备已经实现了大型化, 一般都采用自动控制系统, 同时为保证冻干 产品的质量和节能, 常采用冻干设备和其他干燥设备组合在一起的组合冻干设备, 例如, 喷雾冻干设备等等。 1.1 真空冷冻干燥机 主要由真空冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制系统等几部分组成。干燥箱是一个真空密闭容器, 是干燥过程中传热和传质的场所, 他的 性能好坏直接影响到冷冻干燥设备的性能。如果带有蒸汽消毒灭菌功能, 冻干箱还应是一个低压内压容器。干燥室的形状主要有圆形和矩形两种。圆形干燥室操作容易、强度高、制作费用低, 但其内部空间利用率低。真空系统包括机械泵( 旋片式真空泵) 和增压泵( 罗茨真空泵) 。真空泵用来抽除系统内空气水蒸汽。当真空泵工作时, 打开隔离阀, 真空干燥室内的空气及水蒸汽经过水蒸汽捕集冷 凝器捕获后进入真空泵, 由真空泵排气口排出系统外。为了防止经水蒸汽捕集冷凝器捕获后抽除的气体中仍含有极少量的水蒸汽进入泵内, 系统配气镇阀。在真空泵的排气口装有油雾捕集器,以防止排出气体中烟雾污染室内环境。冷阱的作用是将干燥室中的水蒸汽冷凝吸附变成冰, 以免进入真空泵, 一方面可以减小真 空泵的工作负担, 另一方面能够保证干燥室具有较低的真空度。 1.2 真空冻结干燥设备系统组成 真空冷冻干燥系统主要由制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等组成,冷冻干燥室:冷冻干燥室有卧式圆柱形、箱形等类型。干燥室要求能制冷到- 40 ℃或更低温度,又能加热到+ 50 ℃左右。干燥室设计有几层至十几层干燥搁扳,以放置几十至数百只干燥盘。干燥室装有管道和真空阀门与低温冷凝器相连,以排除室内的水蒸汽,同时还有管道与交换器、制冷机相连,以获得物料冰 晶升华所需要的热量和低温环境。低温冷凝器:低温冷凝器是一个密封的容器,用管路与制冷机、真空泵、热交换器相连,以获取低温真空环境和冷凝器内除霜的热量供给。冷凝器内的温度必须保持低于干燥室内物料的温度,一般冷凝器内的温度应保持在- 40 ℃至- 50 ℃左右,使大量的水蒸汽在冷凝器室中凝结低温冷凝 器还设有除霜装置、排出阀、热空气吹入装置等,用来融化凝结的冰霜和排出内部水分,并将室内吹干。 1.3真空系统
真空冷冻干燥食品加工工艺特性 摘要：随着我国改革开放政策的出台，我国的经济迅猛发展起来，科学技术也 不断发展。真空冷冻干燥技术在我国也有了长足的发展，并且成为当代食品加工 中应用的先进技术之一。本文主要介绍了真空冷冻干燥食品加工的工艺过程及要求，提出了通过工艺方法提高冻干食品加工效率及质量的一些措施。 关键词：冷冻；干燥；食品加工；特性 引言 真空冷冻干燥装置的设计制造等没有一套成熟的计算方法和检测标准，真空 冷冻干燥食品、果蔬、花卉等也没有一套现成的预冷工艺，基本上是凭经验。因此，迫切需要加强对这些问题的探讨和关注。下文主要探讨了真空冷冻干燥技术 在食品加工中的应用的综述及其应用的实践，最后对真空冷冻干燥技术在食品加 工中的应用进行了展望。 1 真空冷冻干燥原理与特点 1.1 真空冷冻干燥的原理 根据热力学中的相平衡理论，水的三相点（汽、液、固三相共存）温度为 0.0098℃，三相点压力为609.3pa（4.57mm/mg）在水的相变过程中，当压力低于三相点压力时，固态冰可以直接转化为气态的水蒸气即冰晶升华。真空冷冻干燥 即是把含有大量水的物质预先冷冻，使物质中的游离水结晶，冻结成固体，泳后 在高真空条件下使物质中的冰晶升华，待冰晶升华后再除去物质中部分吸附水， 最终得到残余水量为1-4%左右的干制品。真空冷冻干燥简称为冻干 1.2 真空冷冻干燥的特点冻干过程决定了其干制品具有如下特点： 1.2.1 食品干燥是在低温（-40℃到+55℃）下进行，且处于高真空状态，因此，特别适用于热敏性高和极易氧化的食品的干燥，可以保留新鲜食品的色香味及营 养成分。 1.2.2 干制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态。 1．2.3 冻干制品具有多孔结构，因此，具有很理想的速溶性和快速复水性.复 水时，比其它干燥方法生产的食品更接近新鲜食品。 1.2.4 在升华过程中溶于水的可溶性物质就地析出，避免了一般干燥方法中因 物料 内部水份向表面迁移而将无机盐和营养携带到物料表面而造成表面硬化和营 养损失的现象。 1.2.5 冻干食品采用真空或充氮包装和避光保存，可保持5 年不变质。与速冻 食品相比免除了运输储存、销售过程中耗费很高的冷藏链，真空冷冻干燥被认为 是生产高品质食品的最好的方法。 2 真空冷冻干燥技术生产的工艺流程 真空冷冻干燥食品的生产工艺流程包括前期处理、速冻、升华干燥和包装四 大方面，其具体工艺流程如下。 2.1 前期处理 前期处理是指对所选的加工食物的前期处理，包含以下操作：清洗、切分、 漂烫、杀菌、防氧化、甩干、装盘等。所需要的基本设备主要是水槽、台案、甩 干机、切菜机等。在这一过程中，要注意清除附在根茎叶上的泥砂以及虫和卵， 避免对其加热过度。只有把好前期的处理关，才有可能生产出高品质的冷冻食品。 2.2 速冻
微波冷冻干燥技术的发展和有待解决的问题 孙 恒，张 洁，朱鸿梅，肖尤明，徐 烈 (上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200030) 摘 要：本文介绍了国内外微波冻干研究的进展情况，并对其中微波与传热传质耦合、工艺优化与控制、技术经济性以及温度测量等存在的问题进行了讨论。关键词：微波；冷冻干燥；工艺；经济性；温度测量 Development of Microwave Freeze-drying and the Problem to be Solved SUN Heng ，ZHANG Jie ，ZHU Hong-mei ，XIAO You-ming ，XU Lie (Institute of Refrigeration and Cryogenics ，Shanghai JiaoTong University ，Shanghai 200030，China) Abstract ：Development of microwave freeze-drying is introduced. The thermo-electromagnetic coupling, technics optimization and control, technical economy and temperature measurement are discussed. Key words ：microwave ；freeze-drying ；technics ；economy ；temperature measurement 中图分类号：TS203.7 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2005)05-0256-05 收稿日期：2004-02-03 作者简介：孙恒(1976-)，男，在读博士生，主要从事食品冷冻贮藏方面的研究。 冷冻干燥已广泛用于食品、药品及生物制品的保存，但是干燥速率低、时间长、能耗高等缺点制约了其进一步的发展。微波冷冻干燥可以克服以上缺点，因为微波是体积加热，能量以电磁波的形式进入物料内部进行加热，从而提高了干燥速率。以有实验表明微波可使冻干时间缩短几小时甚至更多[1～3]。图1比较了两种加热方式。从图2可知冷冻干燥维持真空和冷阱需消耗很多能量[1]，干燥时间缩短就可减小这部分能量的消耗。 微波冷冻干燥仍存在干燥过程较复杂、微波加热均匀性差、工艺优化与控制困难等问题。引外设备初投资也比较大，还有微波冻干装置中的温度测量等问题有 待解决。因此应从以上问题入手对此展开研究。 ２微波冷冻干燥技术的研究情况 国内外对此已开展了大量工作，证实了微波冻干的良好效果及存在的问题。2.1 微波冷冻干燥技术的实验研究情况 实验工作是微波冷冻干燥研究的基础。1958年 Copson 首先进行了微波冷冻干燥的实验并获得了很好的效果[4]。1967年，Hammond.L.H.采用915MHz 微波冻干牛肉、虾和碗豆可将干燥时间分别缩短为3、3、3.75h [1] ，因而微波冻干与辐射加热相比是有竞争力的。其它
真空冷冻干燥的原理 目录 第一节冷冻干燥的原理 (1) 第二节冻干机的组成和冻干程序 (2) 第三节共溶点及其测量方法 (4) 第四节产品的预冻 (6) 第五节产品的第一阶段干燥 (9) 第六节产品的第二阶段干燥 (12) 第七节影响干燥过程的因素 (13) 第八节冻干曲线时序的制定 (16) 第九节冻干的后处理 (18)
第一节冷冻干燥的原理 干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。干燥的方法许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。 而冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。 冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，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，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。 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。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。 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，加水后溶解迅速而完全，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，使干燥后产品能长期保存而不致变质。 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。
一、真空冷冻干燥原理 真空冷冻干燥（简称冻干）是将含水物质先冻结成固态，然后使其中的水份从固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。 1.冻干的优点： 冻干与通常的晒干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比有如下突出的优点。 a.冻干是在低温下干燥的，不会使蛋白质产生变性，但可使微生物等失去生物活力。这对于那些热稳定性能差的生物活性制品、生物化学类制品、基因工程类制品和血液制品等的干燥保存特别适用。 b.由于是低温干燥，使物质中的挥发性成分和受热变性的营养成分和芳香成分损失很小，因此是化学制品、药品和食品的优质干燥方法。 c..在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎无法进行，从而能最好地保持物质原来的性状。 d.干燥后体积、形状基本不变，物质呈海绵状，无干缩，复水时与水的接触面大，能迅速还成原来的形状。 e.因一般是在真空下干燥，故氧气极少，使易氧化的物质得到了保护。 f.能除去物质中95％～99.5％的水分，制品的保存期长。 2.冻干的应用 冻干是一种优质的干燥方法。但是它需要比较昂贵的专用设备，干燥过程中的能耗较大，因此加工成本较高，目前主要应用在以
下几个方面。 a.生物制品、药品方面：如抗菌素、抗毒素、诊断用品和疫苗的保存。 b.微生物和藻类方面：如各种细菌、酵母、酵素、原生动物、微细藻类等的长期保存。 c.生物标本、生物组织方面：如制作各种动植物标本，干燥保存用于动物异种或同种移植的皮肤、骨骼、主动脉、心瓣膜等边缘组织。 d.制作用于光学显微镜、电子扫描和透射显微镜的小组织片。 e.食品的干燥方面：如咖啡、茶叶、肉鱼蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等。 f.高级营养品及中草药方面：如蜂王浆、蜂蜜、花粉、中草药制剂等。 g.超细微粉的制备方面：如制取Al2O3、ZrO2、TiO2、Ba2Cu3O7～ 8、Ba2Ti9O20等超细微粉。 h.其他方面：如化工中的催化剂，冻干后可提高催化效率5～20倍；将植物叶子、土壤冻干保存，用以研究土壤、肥料、气候对植物生长的影响及因子的作用；潮湿的木制文物、淹坏的书籍稿件等用冻干法干燥，能最大限度地保持原状等。 3.冷冻干燥的基本过程如下： a.制品的制备（前处理）：如药物的培养、灭菌、分装、洗瓶、半加塞等，食品原料的挑选、清洗、切分、灭酶、分装等。 b.制品的冻结（预冻）：将制品冻结成固态。
食品真空冷冻干燥研究 付西光,董英,马海乐 (江苏理工大学生物与环境工程学院,江苏镇江212013) 摘要:真空冻干技术是干燥技术领域中科技含量高、涉及知识面广的一种技术,因其产品具有绿色、方便、保健功能,使该技术日受关注．文中阐述了冻干机理与工艺,通过真空冻干与热风干燥产品品质的比较,阐明冻干食品的专门性,并从设备、工艺及特性三个方面指出真空冷冻干燥存在的问题． 关键词:食品;真空;冷冻;干燥 随着世界经济的进展,国内外食品市场上发生了专门大的变化．其要紧特点是无污染的天然绿色食品、高质量的合成功能食品、花样品种繁多的快速方便食品走俏市场．食品除了具有营养,供给人体活动所需能量的功能外,又附加了两个功能,即保健和防病治病的免疫功能．人们在追求食品的色、香、味及口感外,还追求其易食性[1,2]．冻干技术能专门好地吻合“绿色食品”、“方便食品”和“保健食品”的三大进展趋势,因此,应积极进展冻干食品工业． 在一些发达国家,80%～90%的食品属于方便食品或合成功能食品,仅日本市场上销售的保健食品就有2000多种,欧美国家中可达5000余种[2,3]．中国是一个农业大国,专门多农产品的产量在世界上均名列前茅,农业在国民经济中的地位十分重要．然而落后的加工技术大大限制了中国农产品的产后加工技术,阻碍
了农产品的商品化的进程,严峻阻碍了中国农业的效益．能够确信,随着世界经济的不断进展,生活节奏的逐步加快,人们对各种合成食品、快速方便食品的需求量也在迅速增加,特不是对这些食品的质量和花色品种的要求也愈来愈高．显然,这为农产品的深加工、精加工提供了宽敞的市场,为提高农产品的效益制造了专门好的条件． 真空冷冻干燥技术是干燥技术领域中科技含量高、涉及知识面广的一种技术,同时也是干燥方法中设备最复杂、能耗最大、干燥成本最高的一种方法[4-10],但由于其干燥产品的专门性:冻干食品具有复水性能佳、色泽保持好、营养成分损失少、产品重量轻、便于携带运输、易于长期保存,在品质上远优于其它干制食品的显著优点,使其成为干燥技术研究和进展的前沿[11-13]． 1 真空冷冻干燥原理及工艺过程 1．1 干燥原理 真空冷冻干燥是将含水物料冻结后,在真空环境下加热,使物料中水分直接升华除去,从而使物料脱水获得冻干制品的过程．真空冷冻干燥属于物理脱水,理解其过程应从水的三相平衡图开始．如图1所示,ＡＢ、ＡＣ和ＡＤ线分不称之为升华曲线、溶解曲线和汽化曲线;三线交点Ａ为固、液、气三相共存的状态,称为三相平衡点,其温度为0.0098℃,压力为610Ｐａ,箭头1、2、3分不表示冰升华成水蒸气、冰融化成水和水气化成水蒸气的过程．升华现象是物质从固态不经液态而直接变成气态的过程,由该图可知,当压力低于610Ｐａ时,不论温度如何变化,水的液态
冻干工艺原理 第一节冷冻干燥的原理 一、冻干的概念、目的及应用 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。 利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下，这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。 真空冷冻干燥技术主要应用于： (1)热稳定性差的生物制品，生化类制品，血液制品，基因工程类制品等药物冻干； (2)为保持生物组织结构和活性，外科手术用的皮层、骨骼、角膜、心瓣膜等生物组 织的处理； (3)以保持食物色、香、味和营养成分以及能迅速复水的咖啡、调料、肉类、海产品、 果蔬的冻干； (4)在微胶囊制备、药品控释材料等方面的应用。以保持生鲜物质不变性的人参、蜂 皇浆、龟鳖等保健品及中草药制剂的加工； (5)超微细粉末功能材料如：光导纤维、超导材料、微波介质材料、磁粉以及能加速 反应工程的催化剂的处理等。 二、冷冻干燥的原理及优点 1、水的状态平衡图 物质有固、液、汽三态，物质的状态与其温度和压力有关。图1-1示出水（H2O）的状态平衡图。图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线和升华线。此三条曲线将图面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别表示冰溶化成水，水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。曲线OB的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。若水蒸汽的温度高于其临界温度374℃时，无论怎样加大压力，水蒸汽也不能变成水。三曲线的交点O，为固、液、汽三相其存的状态，称为三相点，其温度为0.01℃，压力为610Pa。在三相点以下，不存在液相。 若将冰面的压力保持低于610Pa，且给冰加热，冰就会不经液相直接变成汽相，这一过程称为升华。 真空冷冻干燥是先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动的过程。这种变化和移动发生在低温低压下。因此，真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传质传热的机理。 2、冷冻干燥的优点 冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的
茉莉花真空冷冻干燥的整套工艺 中文学名：茉莉花 拉丁学名：J asminum sambac (Linn.) Aiton 界：植物界门：被子植物门 纲：双子叶植物纲目：唇形目 科：木樨科 广西壮族自治区的东南部横县茉莉花：产量和质量都居全国之首。茉莉花每年暮春初夏开花，有单瓣、重瓣、单叶、复叶之分。花色有红白两种，以乳白色花为主。茉莉花花香清雅，可用于制作茉莉花茶、提炼香料等。 一、预冷 新鲜茉莉花采收后是仍然有生命的有机体，仍进行着旺盛的呼吸和蒸发，分解和消耗自身的营养成分，并放出呼吸热；同时，新鲜茉莉花从田间采收后还要释放大量的田间热，两者令摘后茉莉花周围的环境温度迅速升高，加速成熟衰老，随之鲜度和品质明显下降。因而必须在茉莉花采收后的最短时间内，在原料产地，将其冷却到规定的温度，使茉莉花维持低生命水平，延缓衰老，这一冷却过程称之为预冷。目前在国外经济发达国家，已把预冷作为茉莉花采收后加工的第一道工序。 茉莉花预冷的方法有空气预冷、冷水预冷、冰预冷、真空预冷和湿冷预冷五种。前三种我国已有应用，后两种起步比较晚，应用较少。空气预冷方法简易，成本低，是早期普通的冷却方法，但冷却速度慢，一次需12-24小时，易造成茉莉花表面干缩。冷水预冷设备简单，操作方便，冷却速度快，无干耗，成本低，缺点是茉莉花易受冷却水中细菌的污染，并造成水溶性营养成分的流失。由于冰的吸热量大(与冷水相比)，所以冰预冷冷却速度快，食品无干耗，但制冰设备占地面积大，初投资高，一般只用于水产加工或冷藏运输。茉莉花类采用冰预冷，温度不易调节，容易造成冷害，温度也不易均匀，一般少用。 湿冷预冷是采用机械制冷、蓄积冷量的方法得到0.5℃的冷水，然后通过换热器使库内空气与冷水进行直接接触的热、质交换，获得接近冰点温度的高湿空气，再经强制通风用这高湿空气来冷却物料，冷却速度比常规空气冷却方法快1倍以上；保鲜效果好，能同时提供高湿、低温而利于茉莉花贮藏的综合条件；可以有效地抑制生物体的呼吸作用和微生物的繁殖，防止物料在冷藏期间失水萎蔫，有利于保持茉莉花的新鲜程度；适用于多数茉莉花的预冷和储藏保鲜，茉莉花对湿冷预冷方法的适应率高于空气冷却、冷水冷却和真空冷却方法；湿冷系统采用间接冷却方法，具有蓄冷作用，可降低制冷机组装机容量，电能消耗低；湿冷保鲜库造价低，产品可随进随出，使用方便。湿冷系统目前主要用于茉莉花的预冷和短期保鲜贮藏(1～2周)，鱼、肉的微冻保鲜，要实现长期保鲜，还需设紫外线照射等其它杀菌消毒的辅助手段。 真空预冷就是将茉莉花放在真空预冷室内，用真空泵抽真空，造成一个低压环境，使茉莉花内部水份得以蒸发，由于吸收蒸发潜热，茉莉花自身被冷却。真空预冷方法冷却速度快，失水少，一般在20-30分钟，就可将茉莉花冷却到3℃，而茉莉花自身只失去1-3%，的水分，冷却均匀，无污染，保鲜效果最好，缺点是成本较高，对于有较大表面积的叶菜、鲜花类及细胞组织疏松的草莓、芹菜等
冷冻干燥原理
冷冻干燥原理 冷冻真空干燥也叫干燥。升华干燥或简称冻干。它是干燥方法之一，目的是为了贮存物品。 <{@D^ L6h 物品之所以会损坏、腐烂、变质，主要是由于外因和内因二个因素引起，外因者，空气、水、温度、生物等的作用；内因者，主要是生物物质自身的新陈代谢作用。如果能使外因和内因的作用减小到最低程度，则能达到物品在一定时间内保持不变的目的。 干燥法就是驱除物品内部所含的水份，因为水份是一切生物生长的必要条件之一。生物体水份减少到一定程度，则生物不易或不能生长繁殖。因而能较长时间的贮藏保存；另外，当有水份存在时，一些酸碱溶解其内还会发生一些化学作用而使物品变质。 干燥的方法很多，如晒干、烘干、煮干、晾干、喷雾干燥、真空干燥、冷冻干燥等。其中唯有冷冻干燥法是保存有生命生物物质的最 理想方法。 冷冻干燥之后的产品，进行真空或氮气封口，以隔绝空气特别是氧气，再在低温下存放，则水份、空气、温度三个因素被控制，使产品能在较长的时间内得到有效的保存。 冷冻干燥技术是在第2次世界大战期间，因大量需要血浆和青霉素而发展起来的。现在已广泛应用于化学、制药工业、食品工业和科学研究等方面，特别是应用于含有生物活性物质的生物药品方面最 为普遍。
我国在解放前就已使用冷冻干燥法制造疫苗，但数量极少，仅应用于人医，解放后我国的冷冻干燥事业得到迅速发展。1952年起开始在兽医界应用，并在国内制造了一批大、中型的冷冻干燥机，现在全国所有的省、市自治区均有各种不同型号的冷冻干燥机。
在兽医方面，主要用于各种兽用微生物的贮存，各种兽医生物药品的制造，一切用于猪、牛、马、鸡、鸭、鹅、兔、狗的各种预防疾 病的药品均离不开冷冻干燥机。 冷冻干燥属于边缘科学，它涉及到物理、化学、生物学等知识，包括制冷、真空、电工、仪表等技术。因此也是一门综合性的专业科 学技术。 第一章基础知识 第二章第一节物态的变化 第三章我们生活在物质世界之中，在我们周围的一切，如空气、水、铁等都是物质，一切物质均在不断地发生变 化。一种最常见的物质存在形态有三种：即气态、液态 和固态。即使同一种物质也有三种形态。例如水，在摄 氏零度时结成冰变成固态，而在摄氏一百度时则变成蒸 汽而成气态，在0～100℃之间则是液态，可见在一定的 条件下，物质的形态能够互相发生转化。 第四章物质是由分子组成的，在物质的三种形态变化中，物质的本质并没有发生变化。物质的气态、液态和固态三者 的主要区别在于物质分子间的距离和作用力的大小不 同，这些仅是程度上的差别，本质上是相同的。气态物 质分子间的距离较大。分子间的相互作用力较小，以致 气态物质不能单独地维持自己的形态和体结，总是充满 在容纳它的物体之中，液态物质分子间的距离较气态
真空冷冻干燥技术在食品中的应用及发展 摘要：真空冷冻干燥技术(简称冻干技术)是在真空低温环境下，研究被冻干物料内外传热传质过程、特点和规律的科学。它是一门跨学科的复杂技术。冻干技术的发展需要真空、制冷、加热、液压、自动控制等技术的支持；冻干技术的应用涉及到生物工程、医药工程、食品工程、材料工程等领域。近些年来，冻干技术在高新技术领域中的应用倍受人们关注，这说明冻干技术的应用不但量大面广，而且进入了高精尖的行列。 关键词：真空冷冻干燥技术；原理；食品工业；应用前景 Vacuum freeze drying technology in food applications and development Abstract：the vacuum freeze drying technology (abbreviation freeze-dry technology) in vacuum cryogenic environment, study of freeze dried material and heat and mass transfer process, characteristics and laws of science.It is an interdisciplinary field of complex technology.Freeze dry technology development needs of vacuum, refrigeration, heating, hydraulic, automatic control and other technical support; freeze-dried technology application related to biological engineering, pharmaceutical engineering, food engineering, materials engineering.In recent years, freeze drying technique in the field of high technology application times get people attention, the freeze-drying technology application not only quantity bedding face is wide, and entered the advanced ranks. Key words: vacuum freeze drying technology; principle; food industry; application prospect 食品在加工、贮藏和运输中会发生各种物理的、化学的和生物的变化。这些变化会改变食品的颜色和结构，也会发生使芳香物质变质、营养成分下降的生物化学反应。这些物理的和生物化学的变化会导致食品品质和加工效率的降低[1-2]。为了延长食品的储存时间，人们自古就会利用各种方法使水分从食品中脱出，并随科学的发展创造出很多的脱水技术，如：热风干燥、冷风干燥、喷雾干燥、真空冷冻干燥等。在以上几种干燥技术中，针对食品保鲜和保质期而言真空冷冻干燥尤为重要。 真空冷冻干燥简称冻干,又名升华干燥, 是将需干燥的物料在低温下先行冻结至其共熔点以下,使物料中的水分变成固态的冰,然后在适当的真空环境下,在适当的真空度下逐渐升温,使冰直接升华为水蒸气而除去,再利用真空系统中的冷凝器（捕水器）将水蒸汽冷凝,使物料低温脱水而达到干燥目的的一种技术。从而获得干燥的制品。与其他干燥方法相比,具有药品不变质、易长期储存、药剂定量准确、脱水彻底、易复水再生、易进行无菌操作、利于热敏性药物保持活性、挥发成分损失少等优点;但也存在设备要求高、投资大、干燥速率低、时间长、能耗高、产品成本高等缺点和不足。目前，真空冷冻干燥技术主要应用在医药、食品、新材料研制等领域。