冷冻干燥

冷冻干燥原理及设备一、冷冻干燥的原理冷冻干燥，又称冷冻脱水，是一种将物质从冷冻状态直接转变为气态的过程，以达到去除水分的目的。

其原理是利用低温和真空环境下，将物质中的水分冻结成固态，然后通过升温，将水分由固态转变为气态，从而实现脱水的目标。

冷冻干燥的工作过程分为三个阶段：冷冻阶段、真空阶段和升温阶段。

1. 冷冻阶段：物质被置于低温环境中，水分开始冷冻成固态。

在低温下，水分分子的活动减缓，形成冰晶。

2. 真空阶段：通过抽取系统中的空气，形成真空环境，使冰晶从固态直接转变为气态，即升华。

这一过程称为物质的脱水过程。

3. 升温阶段：将加热源加热，提高物质的温度，使脱水后的物质完全干燥。

此时，物质中的水分已经转变为气态并被排出。

二、冷冻干燥设备冷冻干燥设备由多个组件组成，包括冷冻机、真空泵、加热源和控制系统等。

1. 冷冻机：冷冻机通过压缩制冷循环，将制冷剂制冷并循环流动，使物质达到冷冻状态。

冷冻机的制冷能力和温度控制能力对冷冻干燥的效果至关重要。

2. 真空泵：真空泵用于抽取系统中的空气，形成真空环境。

真空度的控制对于冷冻干燥的速度和质量有着重要影响。

3. 加热源：加热源用于提高物质的温度，使脱水后的物质完全干燥。

常见的加热源包括电加热器和热风炉等。

4. 控制系统：控制系统用于监测和控制整个冷冻干燥过程的参数，如温度、真空度、压力等。

通过调节控制系统，可以实现冷冻干燥过程的自动化和精确控制。

三、冷冻干燥的应用冷冻干燥广泛应用于食品、药品、生物制品、化工品等领域。

1. 食品：冷冻干燥可以保持食品的原始形状、颜色、香味和营养成分，延长食品的保质期。

常见的冷冻干燥食品包括咖啡、水果、蔬菜和冷冻干燥调理食品等。

2. 药品：冷冻干燥可以有效保护药品的活性成分，延长药品的保质期。

常见的冷冻干燥药品包括生物制剂、疫苗和草药等。

3. 生物制品：冷冻干燥可以保持生物制品的活性和稳定性，延长其使用寿命。

常见的冷冻干燥生物制品包括酶、细胞和抗体等。

冷冻干燥的原理和优缺点
冷冻干燥（Freeze-drying）是一种将食物或其他物质从液态直接转变为固态的过程，通过在低温下去除水分，保留物质的结构和营养成分。

下面是冷冻干燥的原理和优缺点：
原理：
1. 冷冻：将物质在低温下迅速冷冻，使水分形成冰晶。

2. 减压：通过减小环境压力，将冰晶转变为气体，称为升华过程。

在这个过程中，水直接从固态转变为气态，绕过了液态阶段。

3. 除湿：升华的水蒸气通过吸附剂或凝结器去除，使物质中的水分得以彻底去除。

优点：
1. 营养保留：冷冻干燥过程中，物质的结构和营养成分很好地保留下来，因为在低温下水分直接转变为气体，减少了热和氧化对物质的影响。

2. 长期保存：冷冻干燥的产品具有较长的保质期，因为去除水分可以防止微生物生长和食物变质。

3. 重量轻、容易携带：冷冻干燥后的产品体积小，重量轻，便于携带和储存。

4. 方便使用：冷冻干燥产品在使用前通常只需加水或加热即可恢复到原来的状态。

缺点：
1. 成本高：冷冻干燥是一种相对昂贵的过程，需要专业的设备和技术。

2. 耗时较长：冷冻干燥是一个相对耗时的过程，需要较长的时间来完成。

3. 某些物质质量变化：某些物质在冷冻干燥过程中可能发生质量变化，如颜色、口感等。

总的来说，冷冻干燥是一种有效的食品保存和物质处理方法，具有保留营养、长期保存和便于使用的优点，但也存在成本高和某些物质质量变化的缺点。

冷冻升华干燥名词解释
冷冻升华干燥是一种常用的干燥技术，也被称为冷冻干燥或冷
冻干燥法。

它是一种将物质从冷冻状态直接转变为气体状态，绕过
液体状态的干燥方法。

在冷冻升华干燥过程中，首先将待干燥的物质冷冻至极低的温度，通常在零下50至零下80摄氏度之间。

然后，通过减压的方式，将冷冻的物质直接从固态转变为气态，跳过了液态的过程。

这个过
程称为升华。

升华是物质直接从固态转变为气态，而不经过液态的
过程。

冷冻升华干燥的优势在于能够在低温下去除水分，从而避免了
高温对物质的热敏感性和化学性质的影响。

此外，冷冻升华干燥还
能够保留物质的活性成分、颜色、味道和营养价值，使得干燥后的
物质更接近原始状态。

冷冻升华干燥通常应用于食品、药品、生物制品、化妆品等领域。

例如，对于易腐食品，冷冻升华干燥可以延长其保质期；对于
药品，冷冻升华干燥可以保持药物的活性成分，提高稳定性和储存
性能。

总结来说，冷冻升华干燥是一种通过将物质从冷冻状态直接转
变为气体状态的干燥方法。

它具有保留物质原始特性、避免热敏感
性和化学性质受损等优点，并被广泛应用于食品、药品和其他领域。

食品干燥技术之冷冻干燥冷冻干燥又称真空冷冻干燥、冷冻升华干燥、分子干燥等，是将物料预冷至-30～-40℃，使物料中的大部分水分变为固态冰，然后提供低温热源，在真空状态下，使冰直接升华为水蒸气而使物料脱水的过程。

(一)原理冷冻干燥是一种特殊的干燥方法。

它包括两个重要的步骤：冻结物品及升华分离结晶体。

在真空条件下，通过升华作用，把物料中冻结的水分不重新融化而从物料中分离除去。

冷冻干燥产品的质量以及干燥持续的时间与冻结过程有关。

冻结速率以及冷却终温度是取得良好效果的重要因素。

冻结速率很大程度上影响冻结物品的色泽、坚固性、香味和结构。

缓慢冻结会使冰晶生成体积大，但可以在相对短的时间内完成升华干燥的过程；而快速冻结则会产生小的冰晶体，物料结构会尽可能保持原来的形状，但升华速度较慢。

冷冻干燥食品的香味是判断质量的一个重要指标。

缓慢冻结过程中冰晶之间固体物质部分较大，由此在升华过程中通过扩散，香味损失较小，可最大限度保留食品原来的香味。

要保持物料中的纤维组织或生物活性成分，则通常采用极快的速度进行冻结，但这样会带来缺点，小的毛细管会造成较大的扩散阻力，在升华过程中会延长干燥时间。

(二)方法和过程1.物料中水分的预冻结食品的冻结主要是水溶液的冻结。

当食品内部溶质浓度低于低共熔浓度时，冷冻的结果是冰晶的析出，随后溶液的浓度越来越高，理论上达到低共熔浓度为止；若溶质浓度高于低共熔浓度时，冷却结果表现为溶质不断析出，余下的溶液浓度越来越低，理论上也达到低共熔浓度为止。

2.冻结物料进行升华干燥冻结物料的升华干燥是在真空干燥箱内进行的。

在升华过程中，物料中冻结水分汽化需要吸收热量，因此，需要给物料加热，以提高冷冻干燥速率。

但所提供的热量应保证冻结物料的温度接近而又低于物料的共熔点，以便使物料中冰晶既不溶解又能以最高速率进行升华。

在升华过程中，温度几乎不变，干燥速率保持恒定。

3.物料加热升温当冻结水分全部蒸发后，开始蒸发剩余没有冻结的水分，此时干燥速率下降，加热速度可加快，以使水分不断排除掉。

热风干燥渗透干燥冷冻干燥
热风干燥、渗透干燥和冷冻干燥是三种不同的干燥方式，它们各有优缺点，适用于不同的物料和场景。

1. 热风干燥
热风干燥是一种常见的干燥方式，其原理是通过热风将物品中的水分蒸发掉。

这种方式的优点是适用范围广，可用于干燥各种材料，且操作简单。

然而，热风干燥可能会对物品的品质产生影响，如变色、营养成分流失等。

2. 渗透干燥
渗透干燥是通过渗透作用将液体或气体从物品中排除，从而达到干燥的目的。

这种方式的优点是能够较好地保持物品的原始形状和结构，适用于某些特定的物料，如纸制品、纺织品等。

但是，渗透干燥的时间较长，且需要特殊的设备和条件。

3. 冷冻干燥
冷冻干燥是将物品中的水分在低温下冻结，然后在真空条件下使水分直接升华成气体而去除。

这种方式的优点是能够较好地保持物品的原始结构和营养成分，适用于一些需要保持原有状态的物品，如食品、药品等。

但是，冷冻干燥的成本较高，且需要特殊的设备和条件。

一、冷冻干燥技术原理冷冻干燥即通常所说的冻干，是将含有大量水分的生物活性物质先行降温冻结成固体，再在真空和适当加温条件下使固体水分子直接升华成水汽抽出，最后使生物活性物质形成疏松、多孔样固状物。

冷冻于燥技术的特点是：整个冻干过程在低温真空条件下进行，能有效地保护热敏性物质的生物活性，如酶、微生物、激素等经冻干后生物活性仍能得到保留；能有效地降低氧分子对酶、微生物等的作用，保持物质原来的性状；干燥物呈海绵状结构，体积几乎不变，加水后迅速溶解，并恢复原来状态；干燥能排除95%以上的水分，使干燥后的产品能长期保存而不致变质。

二、冷冻干燥技术方法（一）冻干设备与装置物质的冻干在冷冻真空干燥系统中进行。

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四个部分组成。

1.致冷系统由冷冻机、冻干箱和冷凝器内部的管道组成。

其功用是对冻干箱和冷凝器进行致冷，以产生和维持冻干过程中的低温条件。

2.真空系统由真空泵、冻干箱、冷凝器及真空管道和阀门组成。

真空泵为该系统重要的动力部件，必须具有高度的密封性能，使制品达到良好的升华效果。

3.加热系统常利用电加热装置。

加热系统可使冻干箱加热，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、自动控制元件等组成。

其功用是对冻干设备进行手动或自动控制，使其正常运行，保证冻干制品的质量。

（二）冻干程序1.测量共熔点生物制品在冻干前多配成溶液或混悬液，溶液随温度降低而发生凝固冻结，达到全部凝固冻结的温度称为凝固点或称共晶点。

不同物质的凝固点不同。

实质上物质的凝固点也就是该物质的熔化点，故又称该温度为共熔点，准备冻干的产品在升华前，必须达到共熔点以下的温度，否则则严重影响产品质量。

不同生物制品的共熔点不同，生物制品的共熔点依其组成成分不同而异，必须测定每种生物制品的共熔点才有可能按此共熔点进行冻干。

测定共熔点的原理是根据导电溶液的电阻与温度相关，当温度降低时电阻加大，当降到共熔点时电阻突然增大，此时的温度即为该溶液物质的共熔点。

真空冷冻干燥技术讲解第一节冷冻干燥技术原理干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。

干燥的方法有许多，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，为了进一步降低干燥产品的残余水分含量，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子中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔。

在升华时冻结产品内的冰或其它溶剂要吸收热量。

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：⑴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。

⑵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。

⑶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状。

⑷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。

⑸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。

⑹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。

⑺干燥能排除95-99％以上的水分，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。

冷冻干燥机流程图The freeze dryer flow chart何为冷冻干燥冷冻干燥（以下简称冻干）就是将含水物质，先冻结成固态，而后使其中的水分从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。

在压缩空气干燥过程中，其冷冻干燥是通过降低压缩空气温度，使压缩空气中的水份析出。

冷冻干燥机（冷干机）的工作原理与电冰箱一样，压缩空气经过冷冻的压缩空气管道后，压缩空气温度下降至要求的温度，达到干燥的要求。

冷冻干燥原理压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的：在保持压缩空气压力基本不变的情况下，降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量，而多余的水蒸气会凝结成液体。

冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。

因此冷干机具有制冷系统。

格力冷冻干燥机原理正视图冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷，由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。

它们之间用管道次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。

冷冻干燥机原理剖析图制冷压缩机将蒸发器内的低压（低温）制冷剂吸入压缩机汽缸内，制冷剂蒸汽经过压缩，压力、温度同时升高；高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器，在冷凝器内，温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换，制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来，制冷剂蒸汽变成了液体。

这部分液体再被输送至膨胀阀，经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器；在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化（俗称“蒸发”），而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水；蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走，这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程，从而完成了一个循环。

在冷冻干燥机的制冷系统中，蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量，实现脱水干燥的目的。

压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。

5种方法进行冷冻干燥1、将食物放置在盘子内或托盘上。

分散放置，使它们排列得不那么密集。

将托盘置于冷冻箱内。

如果可以，确保冷冻箱内没有其他的食物。

冷冻食物的时候不要过多的打开冷冻箱。

这样会减缓冷冻的过程并且导致食物产生冰晶。

如果你有深冻冰箱，用它来进行冷冻。

食物应该在尽可能低的温度下进行冷冻。

将食物保藏在冷冻箱内直到它冻干。

大约一周后，水分将会发生升华，食物上所有的水分都被去除了。

2、将食物置于冷冻袋内。

将袋子放平，这样食物就不会在角落里聚集成一团了。

将冷冻袋放置在一个大冷却器内。

用干冰覆盖在食物上。

3、将冷却器放在冷冻箱内。

6个小时之后，用盖子盖上冷却器。

24个小时之后，检查冷却器内的干冰是否还在。

如果没有了，食物就可以进行贮藏了。

从冷却器内拿出食品袋。

然后将其贮藏在冰箱、食品柜或者应急箱内。

4、将食物放置在盘子内或托盘上。

拨开食物的小块，使它们放置地不那么密集。

将托盘置于冷冻箱内直到食物冻硬。

如果可以，确保冷冻箱内没有其他的食物。

将冷冻食品置于真空室内，拉至约120米托。

将温度设定为10摄氏度。

将食物置于密封的容器内贮藏。

5、从包装袋内取出食物。

将食物放入碗或罐内。

在火炉上将几杯水煮沸。

当水煮沸后，从火炉上移开。

往经过冷冻干燥的食物上倒一点沸水。

食物会开始填充膨胀，因为它可以吸收水分。

如果食物看起来需要更多水，就往食物上多倒点水。

重复此步骤直到食物可以进行再制作。

冷冻干燥干燥一般知识1.微生物真空冷冻干燥简介冷冻干燥是将菌体与保护介质混溶后冻结到共晶点温度以下，在低于三相点压力的高度真空状态下，使含菌悬浊液中的冰晶升华，除去菌悬浊液中和菌体结合的多余水分，以获得低含水量的含有活菌的固体粉末。

2.菌体在真空冷冻干燥过程中的损伤机理真空冷冻干燥可以分为预冻、升华干燥和解析干燥三个主要步骤。

细胞在冷冻干燥过程中要经受冷冻和干燥两种激烈因素的作用，必然会发生损伤，这些损伤为：冰晶的机械损伤、溶质损伤、细胞膜系统的损伤、细胞代谢调节损伤和DNA损伤。

2.1预冻过程中对菌体产生的损伤产品必须在升华干燥前把所有产品冻实。

预冻温度低于共晶点10℃左右即可，预冻时间一般在2-4h之间。

在预冻过程中对菌体产生的损伤主要为：冰晶的机械损伤和溶质损伤。

冰晶的机械损伤在真空冷冻干燥过程中，菌体中冰晶的大小以及体积与所采用的冷冻速率有关。

在快速冷冻的条件下，菌体中形成的冰晶数量多且晶体细小，而在慢速冷冻条件下，菌体中形成的冰晶数量少但晶体较大。

大冰晶会机械性的破坏细胞膜和细胞器膜的完整性，导致不可控的内、外部环境物质交换，造成细胞死亡。

当细胞悬液冷冻速率较低时（由不同菌株的细胞膜水分渗透率决定），细胞内游离水大部分渗透到细胞外而冻结，细胞外形成的冰晶本身或冰晶形成的过程不会对细胞造成大的损伤。

当细胞悬液冷冻的速率高时（由不同菌株的细胞膜水分渗透率决定），细胞内的游离水来不及外渗就会在细胞内冻结，这种冷冻方式称为胞内冻结。

胞内冻结形成的冰晶，会对细胞产生伤害。

此时会对细胞造成致命损伤。

溶质损伤温度降低时，细胞内水分的量下降，胞外和胞内的电解质就会浓缩，这些现象叫做“溶质效应”。

在冷冻过程中，由于细胞内外液体的电解质组成成分的差异，使得细胞内外液体的冻结点不同。

通常细胞外的液体最先发生冻结，细胞外渗透压变大，为了保持细胞内外的渗透压平衡，细胞内的水分渗透到胞外，造成胞内溶质浓度增加。

胞内的离子浓度、pH、渗透压发生改变，引起胞内蛋白质失去其正常结构和功能，从而导致细胞严重损伤。

冷冻干燥方法冷冻干燥（冷冻干燥）是一种用于食品、药物和化学制品的保鲜和保持活性的方法。

它通过在低温下移除冷冻物体中的水分，保留其原有的形状和特性。

冷冻干燥方法包括以下关键步骤：初步处理、冷冻、真空下干燥和密封。

首先，冷冻物体的初步处理是为了确保其在冷冻过程中不变质或氧化。

食物通常需要经过清洁、切割和前处理步骤，以去除污染物和不可食部分。

药物和化学制品也需要进行相应的处理，以减少杂质。

然后，冷冻阶段是将物体迅速冷却到低温。

这一步骤可以使用不同的方法，如冷气流、碳二氧化气体或液氮。

目的是将水分冻结成固态，从而减少水分对物体的影响。

接下来，真空下干燥是将冷冻物体置于真空环境中，使冰直接从固态转变为气态，而不经过液态阶段。

这个过程被称为升华。

真空的使用有助于在较低温度下蒸发冰，从而保持物体的原始形状和活性。

在此阶段，温度和压力控制至关重要，以确保干燥的效果。

最后，干燥后的产品通常需要进行密封，以防止进一步吸湿或氧化。

密封可以通过包装、封口或存储在密封容器中来完成。

这保证了在产品使用之前，产品质量和活性的长期保持。

冷冻干燥是一种广泛应用于食品、医药和化学行业的方法，它有许多优点。

首先，冷冻干燥可以保持物体的形状和结构，而不会改变其特性。

这是因为在干燥过程中，水分直接从固态转变为气态，减少了对物体的物理和化学作用。

其次，冷冻干燥可以延长产品的保质期。

由于产品中几乎没有水分存在，细菌和微生物的生长得到抑制，从而降低了腐败和变质的风险。

第三，冷冻干燥可以保留物体的活性。

这是在药物和化学制品中尤为重要，因为许多活性成分会在高温或潮湿条件下降解。

冷冻干燥可以有效地保留这些活性成分，提高产品的质量。

除了以上步骤，冷冻干燥方法还涉及工艺参数的控制，以确保干燥的效果。

例如，冷冻速率、真空度、温度和压力都是重要的参数，需要根据具体的物体和应用进行优化。

总之，冷冻干燥是一种有效的保鲜和保持活性的方法。

通过控制冷冻、真空和干燥等步骤，可以保留物体的形状、特性和活性。

绪论冷冻干燥是将含水物质，先冻结成固态，此后使此中的水分从固态升华成气态，以除掉水分而保存物质的方法。

这类干燥方法与往常的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥对比有很多突出的优点，如：（1）它是在低温下干燥，不使蛋白质、微生物之类产生变性或失去生物活力。

这对于那些热敏性物质，如疫苗、菌类、毒种、血液制品等的干燥保存特别合用。

（2）因为是低温干燥，使物质中的挥发性成分和受热变性的营养成分损失很小，是化学制品、药品和食品的优良干燥方法。

（3）在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎没法进行，能最好地保持物质本来的性状。

（4）干燥后体积、形状基本不变，物质呈海棉状，无干缩；复水时，与水的接触面大，能快速复原成本来的性状。

（5）因系真空下干燥，氧气极少，使易氧化的物质获取了保护。

（6）能除掉物质中 95～99%的水分，制品的保存期长。

总之，冷冻干燥是一种优良的干燥方法。

可是它需要比较昂贵的专用设施，干燥过程中的耗能较大，所以加工成本高，目前主要应用在以下一些方面：（1）生物制品、药品方面：如抗菌素、抗毒素、诊疗用品和疫苗等。

（2）微生物和藻类方面：如酵母、酵素、原生物、微细藻类等。

（3）生物标本、活组织方面：如制作各样动植物标本，干燥保存用于动物异种移植或同种移植的皮层、角膜、骨骼、主动脉、心瓣膜等边沿组织。

（4）制作用于光学显微镜、电子扫描和投射显微镜的小组织片。

（5）食品的干燥：如咖啡、茶叶、鱼肉蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等。

（6）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。

（ 7）其余：如化工中的催化剂，冻干后可提升催化效率5-20 倍；将植物叶子、土壤冻干后保存，用以研究土壤、肥料、天气对植物生长的影响及生长因子的作用；湿润的木制文物、淹坏的书本稿件等用冻干法干燥，能最大限度的保持原状等。

冷冻干燥能保存食品很早就为人们所知。

古代北欧的海盗利用干寒空气的自然条件来干燥和保存食品，就是此中一列。

冷冻干燥的方案1. 引言冷冻干燥是一种常用的食品保鲜方法，通过将食品在低温下冷冻并施加真空，使其从固态直接转变为气态，去除水分并保留食物的营养成分。

本文将介绍冷冻干燥的原理和常见的方案。

2. 冷冻干燥原理冷冻干燥的原理基于物质由固态到气态的直接转变，称为升华。

升华是物质从固态绕过液态阶段直接转变到气态的过程，其中涉及到温度、压力和湿度的控制。

具体而言，冷冻干燥分为三个过程：冷冻、干燥和升华。

•冷冻：将食品置于低温环境中，使其冷冻成固体状态。

这一步的目的是减慢细菌和酶的活动，延缓食品的衰老和变质过程。

•干燥：在冷冻的基础上，通过升高温度，使冰变为水蒸气并蒸发掉。

这一步的目的是将水分从固态转化为气态，去除食品中的水分，从而防止细菌和酵素再次活动。

•升华：在真空环境下，将加热的食品经过干燥过程后，将残余的水分从固态直接转化为气态。

这一步的目的是完全去除食品中的水分，同时保留食品的形状和营养成分。

3. 冷冻干燥的方案冷冻干燥的方案包括冷冻、干燥和升华三个步骤。

下面将分别介绍每个步骤的常用方案。

3.1 冷冻的方案冷冻是冷冻干燥的第一步，通过降低食品的温度使其从液态转变为固态。

常见的冷冻方案包括：•冷冻库：将食品置于低温的冷冻库中，使其达到所需的冷冻温度。

冷冻库采用低温制冷设备，如制冷机组和冷藏设备。

•冷冻液：将食品浸泡在低温的冷冻液中，如液氮或液体二氧化碳。

冷冻液可提供更快的冷冻速度，适用于大规模冷冻生产。

3.2 干燥的方案干燥是冷冻干燥的第二步，通过将冷冻的食品加热使其从固态转变为气态。

常见的干燥方案包括：•加热器：将冷冻的食品放置在加热器中，通过提供热能使食品温度升高，从而使冰变为水蒸气并蒸发掉。

加热器通常采用电热器或蒸汽加热器。

•微波干燥：利用微波的加热作用，将冷冻的食品表面产生热量，使其从固态转变为气态。

微波干燥可以提供更快的干燥速度和更高的干燥效率。

3.3 升华的方案升华是冷冻干燥的最后一步，通过在真空环境下将食品中的残余水分直接从固态转变为气态。

冷冻干燥名词解释冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去除水分或其他溶剂的过程。

冷冻干燥主要分两种：空气冷冻干燥、真空冷冻干燥。

一、空气冷冻干燥：利用制冷设备将压缩空气冷却到一定的露点温度后析出相应所含的水分，并通过分离器进行气液分离，再通过自动排水阀将水排出，从而使压缩空气获得所需要的干燥露点。

一般工艺流程：空气流程——压缩空气由空气入口进入预冷冷却器进行初步冷却，流入制冷系统蒸发器，由制冷系统进一步冷却，冷却后的压缩空气经气水分离器，冷凝水由自动排水器排出，干燥冷却的压缩空气再回到热交换器进行回温，通过空气出口离开冷冻式干燥机。

冷媒流程——冷媒经过制冷压缩机压缩呈高温高压的液体状态，高温高压状态的液体冷媒经过（风冷或水冷）冷凝器进行冷却降温后变成中温高压状态的冷媒，经过干燥过滤器进行杂质过滤，冷媒通过毛细管的作用，变成低温低压的气液混合状态，最终进入蒸发器与热的压缩空气进行热交换后，完成制冷工作，回到制冷压缩机进行循环工作。

二、真空冷冻干燥：将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰升华而除去。

升华生成的水蒸气借冷凝器除去。

升华过程中所需的汽化热量，一般用热辐射供给。

一般工艺流程：预冷冻阶段：先将物体中的水分冻结成冰，使干燥后的物体与干燥前有相同的形态。

预冷冻温度必须低于物料的共晶点温度。

升华干燥阶段：第一阶段干燥。

预冷冻后抽真空，此时物体中的水分由冰直接升华为蒸气。

因气化过程吸收热量，此时应通过搁板给予加热。

由于干燥箱与冷凝器之间存在压差，使水蒸气不断进入冷凝器，升华连续进行，直至升华阶段结束。

此过程中，温度和压力应控制在物体的共晶点以下，才不致使冰溶化。

解析干燥阶段：有的情况，需要进行第二阶段干燥。

有的物体中含吸附水（比如物体内部毛细管壁上、极性基因上吸附的水），此水分不被冻结。

为除去这部分水，要供给足够的热量，使物体升温，只要不造成其因过热而变质即可（一般最高可达30-50℃），此时也是真空环境。

一、冷冻干燥技术原理冷冻干燥即通常所说的冻干，是将含有大量水分的生物活性物质先行降温冻结成固体，再在真空和适当加温条件下使固体水分子直接升华成水汽抽出，最后使生物活性物质形成疏松、多孔样固状物。

冷冻于燥技术的特点是：整个冻干过程在低温真空条件下进行，能有效地保护热敏性物质的生物活性，如酶、微生物、激素等经冻干后生物活性仍能得到保留；能有效地降低氧分子对酶、微生物等的作用，保持物质原来的性状；干燥物呈海绵状结构，体积几乎不变，加水后迅速溶解，并恢复原来状态；干燥能排除95%以上的水分，使干燥后的产品能长期保存而不致变质。

二、冷冻干燥技术方法（一）冻干设备与装置物质的冻干在冷冻真空干燥系统中进行。

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四个部分组成。

1.致冷系统由冷冻机、冻干箱和冷凝器内部的管道组成。

其功用是对冻干箱和冷凝器进行致冷，以产生和维持冻干过程中的低温条件。

2.真空系统由真空泵、冻干箱、冷凝器及真空管道和阀门组成。

真空泵为该系统重要的动力部件，必须具有高度的密封性能，使制品达到良好的升华效果。

3.加热系统常利用电加热装置。

加热系统可使冻干箱加热，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、自动控制元件等组成。

其功用是对冻干设备进行手动或自动控制，使其正常运行，保证冻干制品的质量。

（二）冻干程序1.测量共熔点生物制品在冻干前多配成溶液或混悬液，溶液随温度降低而发生凝固冻结，达到全部凝固冻结的温度称为凝固点或称共晶点。

不同物质的凝固点不同。

实质上物质的凝固点也就是该物质的熔化点，故又称该温度为共熔点，准备冻干的产品在升华前，必须达到共熔点以下的温度，否则则严重影响产品质量。

不同生物制品的共熔点不同，生物制品的共熔点依其组成成分不同而异，必须测定每种生物制品的共熔点才有可能按此共熔点进行冻干。

测定共熔点的原理是根据导电溶液的电阻与温度相关，当温度降低时电阻加大，当降到共熔点时电阻突然增大，此时的温度即为该溶液物质的共熔点。

临界干燥冷冻干燥
临界干燥和冷冻干燥是两种不同的干燥技术，具有各自的特点和适用范围。

1.临界干燥
临界干燥是指在干燥过程中物料表面的水蒸气分压力等于或接近于空气中的水蒸气分压力的情况。

此时，物料表面与空气之间的传热、传质速率都达到最大，干燥过程迅速。

临界干燥主要用于一些对温度较为敏感的物料的干燥，如木材、纸张、塑料等。

这种干燥方法的优点是干燥速率快，干燥时间短，干燥物料的尺寸变化小，不易受热变形或损伤。

但是临界干燥需要较高的温度和压力条件，因此能耗较高，且对设备的要求也较高。

2.冷冻干燥
冷冻干燥是指将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空度下将冰升华成水蒸气的干燥方法。

冷冻干燥的优点是可以在较低的温度下进行干燥，从而保持物料的原有性质和结构，特别适用于热敏性物料的干燥。

此外，冷冻干燥得到的干燥产品质量好，孔结构较为均匀，且孔洞尺寸可调。

然而，冷冻干燥的设备投入和使用成本较高，且干燥时间较长，限制了其应用范围。

综上所述，临界干燥和冷冻干燥各有特点和应用范围，根据具体情况选择适合的干燥方法是必要的。

冷冻干燥的过程与特点
冷冻干燥，也称为冷冻干燥技术或冷冻脱水，是一种将易腐烂的食品、药物或生物制品在低温下冷冻，然后在真空条件下将水分从固体状态直接转变为气态的过程。

这种技术有许多特点和优点。

首先，冷冻干燥的过程可以在低温下进行，这有助于保持原始产品的化学和生物特性。

由于在冷冻状态下进行，冷冻干燥可以减缓或防止食品或药物中的化学反应和微生物生长，从而延长了产品的保质期。

其次，冷冻干燥可以有效地保留产品的营养价值。

相比于其他脱水方法，冷冻干燥可以最大限度地减少热量对产品的影响，从而保留更多的维生素、矿物质和其他营养成分。

此外，冷冻干燥可以减轻产品的重量和体积，使得产品更容易存储和运输。

由于产品在干燥过程中失去了大部分水分，产品变得更加轻便，这对于需要长途运输的食品和药物来说非常重要。

冷冻干燥还可以产生高质量的干燥产品，因为它可以在较低的温度下进行，避免了高温对产品造成的损害。

这种方法可以保持产
品的外观、口感和颜色，使得最终的干燥产品更具吸引力。

总的来说，冷冻干燥是一种高效的脱水技术，它可以保持产品的质量和营养价值，延长产品的保质期，并且使产品更容易存储和运输。

这些特点使得冷冻干燥在食品、药物和生物制品等领域得到了广泛的应用。

冷冻干燥概念miaolizhong 发表于 2008-9-12 13:43:001冷冻干燥（以下简称冻干）是一个稳定化的物质干燥过程。

是将含水的物质，先冻结成固态，而后使其中的水分从固态直接升华变成气态排除，以除去水分而保存物质的方法。

2溶液状态的产品经冷冻处理后，先后经过升华和解吸作用，使产品中的溶剂减少到一定程度，从而阻止微生物的生成或溶质与溶剂间的化学反应，使产品得以长时间保存并保持原有的性质。

3真空冷冻干燥法是液态→固态→气态的过程。

在冻干过程中，溶质颗粒之间的“液态桥”已被冻成“固态桥”，两颗粒间的相对位置已经被固定下来，并且两颗粒之间不存在气液界面的表面张力。

随着溶剂的不断升华，“固桥”不断减少，但两颗粒之间的相对位置已不再发生变化，直至“固态桥”完全消失。

冻干的优点（和通常的干燥方法如晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比）1它是在低温下干燥，不使蛋白质产生变性，使微生物之类失去生物活力。

2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。

3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，能最好地保持物质原来的性状。

4干燥后体积、形状基本不变，复水性好。

5因一般系真空下干燥，氧气极少，使易氧化的物质得到了保护。

6能除去物质中 95-99.5% 的水分 , 制品的保存期长。

冻干技术的运用1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。

2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等。

3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、角膜、骨骼、主动脉、心瓣膜等边缘组织。

4制作用于光学显微镜、电子扫描和透射显微镜的小组织片。

5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。

6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。

7超细微粉的制备方面：如制取Al2O3、ZrO2、TiO2、Ba2Cu3O7～8、Ba2Ti9O20等超细微粉。