第5章 食品真空冷冻干燥技术 ppt课件
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第5章食品干燥保藏PPT课件
a .纤维性食物具有方向性，沿着纤维的方 向有助于提高干燥的速度。
b .脂肪对干燥速度的影响较大
c .乳状食品中物料的位置对干燥速度也有 影响，油包水型乳浊液的脱水速率低于水包油 型
（3）细胞结构 正常的细胞结构具有一定的膨胀压，当细
胞内营养物质受到侵蚀时，细胞膜对水分的可 透性加强。
（4）溶质的类型和浓度 溶质黏度越大，浓度越小，干燥速度越低。
（4）大气压力和真空度 干燥温度不变时，气压越低，干燥速度越
快。
对于热敏性食品物料的脱水干燥，低温加 热与缩短干燥时间对制品的品质极为重要。
2、食品性质的影响 （1）物料的表面积 食品表面积越大，物料层度越薄，干燥效
率越高。
水分子由内部向外逸散的距离决定了食品 干燥的速度。
（2）食品营养组分的位置及微结构
干制品品质最好
选择合理工艺的原则：
1、尽可能使干燥速率控制在一个合适的范围，使食 品表面水分蒸发速率尽可能等于食品内部水分扩散速率， 同时避免干燥速率过大，引起表面硬化。
2、在恒速干燥阶段，在保证食品表面的蒸发速率不 超过食品内部的水分扩散速率的原则下，允许尽可能提 高空气温度。
3、在降速干燥阶段，设法降低表面蒸发速率，使它 能和逐步降低的内部水分扩散率一致，以免食品表面过 度受热，导致食品品质变化。
第二节 食品干制的原理
一、干制过程中的湿热转移 食品的干制过程
将能量传递给食品(传热过程) 促使食品物料中水分向表面转移并排放到物料周围的外部
环境中，完成脱水干制的基本过程(传湿过程) 湿热的转移是食品干制的核心问题
影响湿热转移的因素：干制条件和待干制的食品的性 质
1、干制条件的影响 （1）干燥介质的温度 温度越高，干燥速度越快。 以空气为介质时，温度的影响较小。
b .脂肪对干燥速度的影响较大
c .乳状食品中物料的位置对干燥速度也有 影响，油包水型乳浊液的脱水速率低于水包油 型
（3）细胞结构 正常的细胞结构具有一定的膨胀压，当细
胞内营养物质受到侵蚀时，细胞膜对水分的可 透性加强。
（4）溶质的类型和浓度 溶质黏度越大，浓度越小，干燥速度越低。
（4）大气压力和真空度 干燥温度不变时，气压越低，干燥速度越
快。
对于热敏性食品物料的脱水干燥，低温加 热与缩短干燥时间对制品的品质极为重要。
2、食品性质的影响 （1）物料的表面积 食品表面积越大，物料层度越薄，干燥效
率越高。
水分子由内部向外逸散的距离决定了食品 干燥的速度。
（2）食品营养组分的位置及微结构
干制品品质最好
选择合理工艺的原则：
1、尽可能使干燥速率控制在一个合适的范围，使食 品表面水分蒸发速率尽可能等于食品内部水分扩散速率， 同时避免干燥速率过大，引起表面硬化。
2、在恒速干燥阶段，在保证食品表面的蒸发速率不 超过食品内部的水分扩散速率的原则下，允许尽可能提 高空气温度。
3、在降速干燥阶段，设法降低表面蒸发速率，使它 能和逐步降低的内部水分扩散率一致，以免食品表面过 度受热，导致食品品质变化。
第二节 食品干制的原理
一、干制过程中的湿热转移 食品的干制过程
将能量传递给食品(传热过程) 促使食品物料中水分向表面转移并排放到物料周围的外部
环境中，完成脱水干制的基本过程(传湿过程) 湿热的转移是食品干制的核心问题
影响湿热转移的因素：干制条件和待干制的食品的性 质
1、干制条件的影响 （1）干燥介质的温度 温度越高，干燥速度越快。 以空气为介质时，温度的影响较小。
《食品干燥技术》PPT课件
--精品--
（3）、接触干燥
接触干燥是间接靠同壁的热量传递给与 壁面接触的物料、热源可以使水蒸气、 热空气或热水等。接触干燥可在常压下 进行也可在真空下进行。
--精品--
二、食品的冷冻干燥技术
冷冻干燥是将物料预冷至-40到-30，使物 料中的大部分液态水变为固态冰，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。
--精品--
--精品--
气流喷嘴式雾化 压力式喷嘴雾化
旋转式雾化
--精品--
一、普通干燥（1）对流干燥
直接以高温的空气为热源，借对流方式 将热量传递给物料，热空气既是载热体 又是载湿体。一般热风干燥多在常压下 进行
--精品--
（2）、辐射干燥
辐射干燥时以食品工业上的一种重要的 干燥方式，即利用红外线、远红外线、 微波等能源，将热量传递给物料的干燥 方法，可在常压或真空下进行。
知道的
--精品--
1.1概述
食品的干燥过程涉及复杂的化学变化、 物理和生物学的变化，对产品品质和卫 生标准要求很高，有些干燥制品还要求 具有良好的复水性，因此要根据物料的 性质和生产工艺要求，并考虑投资费用、 操作费用等经济因素，正确合理的选用 不同的干燥方法和相应的干燥装置。
--精品--
我国常用的雾化形式有三种
--精品--
（3）旋转式雾化 通过高速旋转的盘或轮将食品料液在离
心力作用下，溶液被拉成薄膜，从盘或 轮边缘甩出，同时受到周围空气的摩擦 以及本身表面张力的作用，形成雾滴， 达到干燥目的。
--精品--
关于干燥技术
目前的干燥方法通常采用的干燥温度不 是很高，即使是高温干燥，因脱水时间 极短，微生物只是随着干燥过程中水分 活度的降低慢慢进入休眠状态。因此食 品干燥过程不能代替食品必要的灭菌处 理过程，应该在干制工艺中采取相应的 灭菌措施以保证干制品安全卫生并延长 货架寿命。也同时不能用干燥来代替对 酶的灭活和钝化。
（3）、接触干燥
接触干燥是间接靠同壁的热量传递给与 壁面接触的物料、热源可以使水蒸气、 热空气或热水等。接触干燥可在常压下 进行也可在真空下进行。
--精品--
二、食品的冷冻干燥技术
冷冻干燥是将物料预冷至-40到-30，使物 料中的大部分液态水变为固态冰，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。
--精品--
--精品--
气流喷嘴式雾化 压力式喷嘴雾化
旋转式雾化
--精品--
一、普通干燥（1）对流干燥
直接以高温的空气为热源，借对流方式 将热量传递给物料，热空气既是载热体 又是载湿体。一般热风干燥多在常压下 进行
--精品--
（2）、辐射干燥
辐射干燥时以食品工业上的一种重要的 干燥方式，即利用红外线、远红外线、 微波等能源，将热量传递给物料的干燥 方法，可在常压或真空下进行。
知道的
--精品--
1.1概述
食品的干燥过程涉及复杂的化学变化、 物理和生物学的变化，对产品品质和卫 生标准要求很高，有些干燥制品还要求 具有良好的复水性，因此要根据物料的 性质和生产工艺要求，并考虑投资费用、 操作费用等经济因素，正确合理的选用 不同的干燥方法和相应的干燥装置。
--精品--
我国常用的雾化形式有三种
--精品--
（3）旋转式雾化 通过高速旋转的盘或轮将食品料液在离
心力作用下，溶液被拉成薄膜，从盘或 轮边缘甩出，同时受到周围空气的摩擦 以及本身表面张力的作用，形成雾滴， 达到干燥目的。
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关于干燥技术
目前的干燥方法通常采用的干燥温度不 是很高，即使是高温干燥，因脱水时间 极短，微生物只是随着干燥过程中水分 活度的降低慢慢进入休眠状态。因此食 品干燥过程不能代替食品必要的灭菌处 理过程，应该在干制工艺中采取相应的 灭菌措施以保证干制品安全卫生并延长 货架寿命。也同时不能用干燥来代替对 酶的灭活和钝化。
干燥技术ppt课件
固相区 液相区 C
D
O
A
气相区
T
水的平衡相图(p－T图)
OC 线是水蒸气与水两相平衡共存曲线，又称为“蒸发曲线”；它表示气－液
平衡时，温度与蒸气压的对应关系。
OB 线是冰与水两相平衡共存曲线，又称为“熔化曲线”；表示固－液平衡时， 温度与蒸气压的对应关系。
OC 线能向下延伸为虚线OD曲线，是过冷水与水蒸气平衡共存曲线；这种状态 是一种不稳定的状态，称为“亚稳状态”。
• 辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射至湿物料表面 ，被湿物料吸收后再转变为热能将湿物料中湿分汽化并除去 。
干燥过程的机理
干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带
走
传质过程
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表
B
温度和压力的对应关系绘制成图，就得到水的平
衡相图(p－T图)。
C
D
O
A T
水的平衡相图(p－T图)
⑴三相点 相图中的 O点是水蒸气、水、冰三相平衡
共存的点，称为“三相点”，常称为水的“冰
p B
点”。
⑵连线 OA 线是冰与水蒸气两相平衡共存曲线，
又称为“升华曲线”；它表示固－气平衡时， 温度与蒸气压的对应关系。
8.喷雾干燥机调节方便，可以在较大范围内改变操作条件以控 制产品的质量指标，如粒度分布、湿含量、 生物活性、溶解
性、色、香、味等。
缺点
1.设备较复杂，占地面积大，一次投资大。 2.雾化器，粉末回收装置价格较高。 3.需要空气量多，增加鼓风机的电能消耗与回收装置的容量。 4.热效率不高，热消耗大。
冷冻干燥技术(共82张PPT)
食品行业的应用：几乎所有的农副产品 ， 如肉 、禽 、蛋 、水产品、蔬 菜、瓜果等都可以制成冻干食品 。
在材料制备中的应用：作为一种先进的低温化学制备方法,可以应用于材料 制备领域中,用来制备金属超微粉体,合成金属氧化物、复合氧化物等精细 陶瓷粉末。
生物行业的应用：动物的器官、组织；鲜花等植物类的等亦用此法干燥保存。
主要是解决药物剂型不稳定的问题，可以解决在乳剂和混悬剂中出现的油 滴、粒子发生沉降絮凝等现象,保持良好的分散状态。
可以较好地解决固体药物的分散,不但使药物粒度减少,而且能够改善疏水性药物的溶解 性能,增加它们的溶解度
我国中药品种数量丰富,对其进行深加工,可以增加附加值,或者对不易保存的中药 进行干燥贮藏,利用冷冻干燥技术能够确保药效及活性成分完整保留。
特点及应用
冻干技术的特点
优点：
药物是在低温真空条件下进行干燥的，所以分解率很低，纯度高；
冻干制品基本保持原溶液冻结时的体积，疏松多孔、外形美观、色泽均 一； 冻干制品遇水极易溶解，立即恢复原有的药物性质； 污染机会少，异物少，能够改善药物的溶解性能,提高制剂的澄明度。 冻干制品含水量为0.5%，较轻，可长期保存，便于运输。 装量准确，因为药物是以溶液形式填装进入安瓿，可以精确到μg，其 它的干燥方法是以粉末填装，远远达不到这样的要求
特2、别真是空对度有压法细：胞缩真膜空式的度生制法命是冷体利影机用响压较：力大升单，高一级的般快压冰慢晶缩与越残机大余，-水3细0分胞℃多膜少，越之易双问破的裂级相，关压从关而缩系造来机成确细可定胞冻死达干亡终-；点40的~。-60℃。两级单级压缩
（2）搁板升降系统液压或气动杆有保护套；
冷冻干燥中机采用组的成传热的方式复主要叠有式热传循导和环辐可射，达近年-来60也~有-在8干0℃燥箱，内采一用个循环单压力级法一来实个现双强制级对流-1加0热0，℃可。极大最地经提高济干最燥的方效率。
在材料制备中的应用：作为一种先进的低温化学制备方法,可以应用于材料 制备领域中,用来制备金属超微粉体,合成金属氧化物、复合氧化物等精细 陶瓷粉末。
生物行业的应用：动物的器官、组织；鲜花等植物类的等亦用此法干燥保存。
主要是解决药物剂型不稳定的问题，可以解决在乳剂和混悬剂中出现的油 滴、粒子发生沉降絮凝等现象,保持良好的分散状态。
可以较好地解决固体药物的分散,不但使药物粒度减少,而且能够改善疏水性药物的溶解 性能,增加它们的溶解度
我国中药品种数量丰富,对其进行深加工,可以增加附加值,或者对不易保存的中药 进行干燥贮藏,利用冷冻干燥技术能够确保药效及活性成分完整保留。
特点及应用
冻干技术的特点
优点：
药物是在低温真空条件下进行干燥的，所以分解率很低，纯度高；
冻干制品基本保持原溶液冻结时的体积，疏松多孔、外形美观、色泽均 一； 冻干制品遇水极易溶解，立即恢复原有的药物性质； 污染机会少，异物少，能够改善药物的溶解性能,提高制剂的澄明度。 冻干制品含水量为0.5%，较轻，可长期保存，便于运输。 装量准确，因为药物是以溶液形式填装进入安瓿，可以精确到μg，其 它的干燥方法是以粉末填装，远远达不到这样的要求
特2、别真是空对度有压法细：胞缩真膜空式的度生制法命是冷体利影机用响压较：力大升单，高一级的般快压冰慢晶缩与越残机大余，-水3细0分胞℃多膜少，越之易双问破的裂级相，关压从关而缩系造来机成确细可定胞冻死达干亡终-；点40的~。-60℃。两级单级压缩
（2）搁板升降系统液压或气动杆有保护套；
冷冻干燥中机采用组的成传热的方式复主要叠有式热传循导和环辐可射，达近年-来60也~有-在8干0℃燥箱，内采一用个循环单压力级法一来实个现双强制级对流-1加0热0，℃可。极大最地经提高济干最燥的方效率。
食品冷冻干燥技术ppt
食品冷冻干燥技术
冷冻干燥是利用冰晶升华的原理，将含水物 料进行冻结，使物料中的大部分水冻结成冰， 然后在高真空的环境下，使冰直接升华为水蒸 气而使物料脱水的过程，所以又称为真空冷冻 干燥或升华冷冻干燥。
冷冻干燥是一种特殊的干燥方法，它包过两 个重要的步骤：冻结物品；升华分离结晶体。
水分在生物系统的物料中的主要功能是：
各种微生物都有自己生长最旺盛的最适宜的 水分活度。当水分活度下降时，他们的生长速 率也会随之下降。
在冻干过程中，食品所污染的微生物都同时 脱水，少部分在预冻和升华过程中会死亡，但 大部分都处于休眠状态，当环境条件一旦适宜， 又会恢复活动，因此，冻干只能抑制微生物的 活动，当其复水后，残存的微生物仍能复苏并 再次生长。所以，果蔬在冻干前的处理，如水 洗，烫漂非常重要，应将大部分微生物杀死。
1，作为溶剂；
2，作为反应物；
3, 作为结构水分；
因此，水分在冷却过程中所引起的相变现象 往往要使生物组织发生变化，这种变化可能是 可逆的，也可能是不可逆的。
生物物料冷冻时，生物细胞组织可能受到破 坏，表现为以下两种现象：机械效应和溶质效 应。
1，物理变化 (1),物料干缩； (2),表面硬化； (3),内部多孔性； 2，化学变化 蛋白质，脂肪，维生素色素等的变化。
(二)冷冻干燥在食品工业中的应用
冷冻干燥具有其他干燥方法无可比拟的优点，随 着技术的改进，冷冻干燥在食品，生物制品， 医药等方面的应用日益广泛，在食品工业中， 常用于畜牧品，水产品，果蔬，咖啡，茶和调 味品等的干燥。
本章 结束
(一)冷冻干燥的主要特点
1，真空及低温的设备费和操作费都大，产品成 本高；
2，热量利用经济，可用常温或温度稍高的流体 作为加热剂；
冷冻干燥是利用冰晶升华的原理，将含水物 料进行冻结，使物料中的大部分水冻结成冰， 然后在高真空的环境下，使冰直接升华为水蒸 气而使物料脱水的过程，所以又称为真空冷冻 干燥或升华冷冻干燥。
冷冻干燥是一种特殊的干燥方法，它包过两 个重要的步骤：冻结物品；升华分离结晶体。
水分在生物系统的物料中的主要功能是：
各种微生物都有自己生长最旺盛的最适宜的 水分活度。当水分活度下降时，他们的生长速 率也会随之下降。
在冻干过程中，食品所污染的微生物都同时 脱水，少部分在预冻和升华过程中会死亡，但 大部分都处于休眠状态，当环境条件一旦适宜， 又会恢复活动，因此，冻干只能抑制微生物的 活动，当其复水后，残存的微生物仍能复苏并 再次生长。所以，果蔬在冻干前的处理，如水 洗，烫漂非常重要，应将大部分微生物杀死。
1，作为溶剂；
2，作为反应物；
3, 作为结构水分；
因此，水分在冷却过程中所引起的相变现象 往往要使生物组织发生变化，这种变化可能是 可逆的，也可能是不可逆的。
生物物料冷冻时，生物细胞组织可能受到破 坏，表现为以下两种现象：机械效应和溶质效 应。
1，物理变化 (1),物料干缩； (2),表面硬化； (3),内部多孔性； 2，化学变化 蛋白质，脂肪，维生素色素等的变化。
(二)冷冻干燥在食品工业中的应用
冷冻干燥具有其他干燥方法无可比拟的优点，随 着技术的改进，冷冻干燥在食品，生物制品， 医药等方面的应用日益广泛，在食品工业中， 常用于畜牧品，水产品，果蔬，咖啡，茶和调 味品等的干燥。
本章 结束
(一)冷冻干燥的主要特点
1，真空及低温的设备费和操作费都大，产品成 本高；
2，热量利用经济，可用常温或温度稍高的流体 作为加热剂；
第5章食品真空冷冻干燥技术ppt课件
冷藏与制冷技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程
n5.1.1真空冷冻干燥基本原理
n水的平衡相图
n 生产中采用真空冷冻技术对固体湿物料的干燥， 通常是除去物料中的水分。因此，要了解真空冷 冻原理，首先须了解水的有关物性。
冰(s)
熔化
气化
水(l)
水蒸气(g)
凝固 升华 液化
凝华
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
冷阱的低温使其内的水蒸气压低于干燥箱中的水 蒸气压，形成水蒸气传递的推动力。
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
冷藏与制冷技术
3、升华干燥过程（一次干燥）
（1）物料冻结和干燥过程中的含水量变化
冷藏与制冷技术
5.1.2真空冷冻干燥基本过程
1.物料的预处理
在对食品冷冻干燥之前，必须对其进行一些必 要的物理、化学处理，包括清洗、分级、切片、 烫漂、杀菌、浓缩等。
对于不同的食品，预处理内容也有所不同，食 品冷冻干燥时，一般不加添加剂，在对药品和 细胞冷冻干燥之前，必须加一些添加剂，以保 证冻干产品效果良好，保持药品的活性和保持 细胞的存活。
冷藏与制冷技术
3、升华干燥过程（一次干燥）
一般冷冻干燥采取的绝对压力为0.2kPa左右。 升华时所需的热量由加热设备提供，热量从下 搁板通过物料底部传到物料的升华前沿，也从 上搁板以辐射形式传到物料上部表面，再以热 传导，经已干层传到升华前沿。
中国历史上吸烟的历史和现状、所采 取的措 施以及 由此带 来的痛 苦和灾 难，可 以进一 步了解 吸烟对 人民健 康的危 害，提 高师生 的控烟 意识
食品干燥保藏PPT课件
2021/3/7
CHENLI
10
➢水分活度
食品所含水分有结合水和游离水分，但只
有游离水分才能被细菌、酶和化学反应所
用，此即为有效水分，可用水分活度σW估
量。
σw p p0
p p0 n1 n1 n2
p
n1
p0 n1 n2
2021/3/7
CHENLI
11
➢平衡水分
✓pw>pk，则物料脱水干燥，称解析作用; ✓pw<pk，则物料从周围空气中吸收蒸汽 而吸湿，称吸附作用； ✓pw=pk，出现动力学平衡状态。
2021/3/7
CHENLI
12
二、干制对微生物的影响
干制后食品和微生物同时脱水，微生 物所处环境水分活度不适于微生物生 长，微生物就长期处于休眠状态，环 境条件一旦适宜，又会重新吸湿恢复 活动。
2021/3/7
CHENLI
13
二、干制对微生物的影响
干制并不能将微生物全部杀死，只 能抑制其活动，但保藏过程中微生物总 数会稳步下降。
2021/3/7
CHENLI
16
四、对食品干制的基本要求
➢干制的食品原料应微生物污染少，品质高； ➢应在清洁卫生的环境中加工处理，并防止灰 尘以及虫、鼠等侵袭。 ➢干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶 活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以杀 死病原菌或寄生虫。
2021/3/7
CHENLI
17
第二节 食品在干燥过程中的主要 变化
2021/3/7
CHENLI
21
➢孔隙的形成 ✓快速干燥食品； ✓加发泡剂并经搅打发泡的食品； ✓真空干燥食品； ✓冷冻干燥食品；
2021/3/7
冷冻干燥PPT演示课件
19
旋冻机
20
在一次干燥过程中，绝大部分水分随着冰晶体的升华逐步 排除。为了达到良好干燥状态，应进行解吸干燥，即第二 干燥阶段——除去结晶水以及固体吸附的水。
二次干燥所需的时间由制品中水分的残留量决定。在制品 共熔点/崩解温度一下，应尽量提高产品的温度以克服水的 吸附力。降低干燥体的压力以提供较大的压力梯度，从而 缩短二次干燥的时间。
且两者间压力差维持不变。
22
搁板温度与制品温度控制变化过程曲线——冻干曲线
23
冻干过程是主要受温度和压力的影响，它可以通过控制单位 时间内的热交换量和抽气量来调控，因此，冻干过程还取决 于冻干设备。
通常采用的制冷技术装备有电压缩制冷系统和液氮气化制冷 系统，电压缩制冷系统提供的制冷能力可以使冻干机的搁板 工作温度达－55℃，冷凝器盘管的温度达－75℃；而液氮气 化制冷方式，可以使冻干机的搁板工作温度达－90℃，冷凝 器盘管的温度达－120℃，甚至更低。
一般，冻干过程中每小时降温速度应控制在５～６℃。预 冻不实，预冻温度不够低或保持时间不够长，药液未完全冻结， 真空升华干燥时，液体沸腾，造成喷瓶。
16
二、干燥阶段
干燥分为第一阶段干燥和第二阶段干燥。 第一阶段，即升华干燥过程。 （1）热量从搁板通过玻璃瓶或托盘传送到冻结冰晶体内，并
传导至制品的表面； （2）冰晶体升华过程产生的水蒸气通过制品枝状孔隙 (干燥通
⑥红外线加热 在干燥室安装红外线发生器产生红外线辐射。但由于其维持 费用相当高，故很少应用于冷冻干燥食品方面。
30
综上所述，各种加热方法各有其特点。人们在不 断认识冻干过程本质的基础上，探索出了多种加热、 辐射的组合，如传导-辐射加热法、传导-微波加热法、 辐射-微波加热法等。其目的都是期望能在保证产品 质量的前提下，提高干燥速率，降低能耗。
旋冻机
20
在一次干燥过程中，绝大部分水分随着冰晶体的升华逐步 排除。为了达到良好干燥状态，应进行解吸干燥，即第二 干燥阶段——除去结晶水以及固体吸附的水。
二次干燥所需的时间由制品中水分的残留量决定。在制品 共熔点/崩解温度一下，应尽量提高产品的温度以克服水的 吸附力。降低干燥体的压力以提供较大的压力梯度，从而 缩短二次干燥的时间。
且两者间压力差维持不变。
22
搁板温度与制品温度控制变化过程曲线——冻干曲线
23
冻干过程是主要受温度和压力的影响，它可以通过控制单位 时间内的热交换量和抽气量来调控，因此，冻干过程还取决 于冻干设备。
通常采用的制冷技术装备有电压缩制冷系统和液氮气化制冷 系统，电压缩制冷系统提供的制冷能力可以使冻干机的搁板 工作温度达－55℃，冷凝器盘管的温度达－75℃；而液氮气 化制冷方式，可以使冻干机的搁板工作温度达－90℃，冷凝 器盘管的温度达－120℃，甚至更低。
一般，冻干过程中每小时降温速度应控制在５～６℃。预 冻不实，预冻温度不够低或保持时间不够长，药液未完全冻结， 真空升华干燥时，液体沸腾，造成喷瓶。
16
二、干燥阶段
干燥分为第一阶段干燥和第二阶段干燥。 第一阶段，即升华干燥过程。 （1）热量从搁板通过玻璃瓶或托盘传送到冻结冰晶体内，并
传导至制品的表面； （2）冰晶体升华过程产生的水蒸气通过制品枝状孔隙 (干燥通
⑥红外线加热 在干燥室安装红外线发生器产生红外线辐射。但由于其维持 费用相当高，故很少应用于冷冻干燥食品方面。
30
综上所述，各种加热方法各有其特点。人们在不 断认识冻干过程本质的基础上，探索出了多种加热、 辐射的组合，如传导-辐射加热法、传导-微波加热法、 辐射-微波加热法等。其目的都是期望能在保证产品 质量的前提下，提高干燥速率，降低能耗。
食品加工与保藏食品的干燥之一ppt课件
02.03.2021
精品课件
52
（四）操作条件对湿热转移的影响
传热介质与待干燥的食品物料间的温差越 大，热量向食品物料传递的速率也越大， 湿热转移就越快。
以空气为加热介质时，空气的流速越大、 湿度越低，能够带走的水蒸气越多，湿热 转移越快。
02.03.2021
精品课件
53
（四）操作条件对湿热转移的影响
02.03.2021
精品课件
14
三、食品的水分活度(aw)
是指食品物料表面水分的蒸汽压与相同 温度下纯水的饱和蒸汽压之比值。
aw
Pv Ps
02.03.2021
精品课件
15
三、食品的水分活度
物料中自由水的蒸汽压与同温度纯水的蒸汽 压接近；因此，如果物料中含有自由水，则 该物料的aw值接近于1。
02.03.2021
精品课件
3
一、食品水分含量的表示方法
（1）湿基含水量：是以湿物料为基准，水分 占湿物料总质量的百分比，即为食品物料 的湿基含水量。
（2）干基含水量：是以湿物料中的干物质为 基准，湿物料中水分与其中的干物质质量 的百分比，即为食品物料的干基含水量。
02.03.2021
精品课件
4
一、食品物料湿含量的表示方法
02.03.2021
精品课件
17
三、食品的水分活度
食品aw值的测定方法： ✓ 水分活度仪（仪器法） ✓ 扩散平衡法（康威氏扩散平衡法）
02.03.2021
精品课件
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四、食品水分含量与水分活度之间的关系
不同种类的食品，其水分含量与aw值间的关 系不同;一般来说，食品水分含量越高，其 aw值也越高。
对于理想的，与固体物质结合力为无限大的 水分（如化学结合水），其蒸汽压可假设为0， 所以它的aw值趋近于0。
热风干燥真空干燥冷冻干燥等PPT课件
45
五、喷雾干燥
喷雾干噪是将液态或浆状食品喷成雾状液滴， 悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的过程。干燥 机塔内保持真空状态，当细雾与热空气接触时， 水分闪蒸掉而食品变成微粒下落，湿热空气由风 机排出。因雾滴具有极大的表面积，传热传质速 度极快，因此干燥时间极短，一般在2-10s内完 成；物料温度低，受热损害小，适宜于热敏食品 的干燥。
33
34
特点
➢投资少、管理粗放、生产费用低，能在产地就地进行干燥； ➢能促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟； ➢自然干燥缓慢，干燥时间长。晒干时间随食品物料种类和气候 条件而异，一般2～3天，长则10多天，甚至更长时间； ➢干燥最终水分受到限制，常会受到气候条件的影响和限制。如 在阴雨季节就无法晒干，而难以制成品质优良的产品，甚至还会 造成原料的腐败变质； ➢自然干燥还需有大面积的晒场和大量劳动力，生产效率低，又 容易遭受灰尘、杂质、昆虫等污染和鸟类、啮齿动物等的侵袭， 制品的卫生安全性较难保证； ➢科学利用太阳能，充分利用天然能源。
类不同，耐旱能力不同，干酵母可保存活力 1年以上。
8
3、干制对酶活力的影响
▪ 水分减少时，酶活力下降；但底物、酶同 时增浓；
▪ 低水分时，酶仍有缓慢的活性，只有降到 1%以下，酶的活性才完全消失。
结论： 干制品在干燥前需要钝化酶
9
呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变
得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增
面上的平均干燥速度为10～20 kg·h-1。。
C,经过滚筒转动一周的干燥物料，其干物质可从3～30％增加到
90～98％，干燥时间仅需2秒到几分钟
D,根据进料的方式，滚筒干燥设备有浸泡进料、滚筒进料和顶部进
五、喷雾干燥
喷雾干噪是将液态或浆状食品喷成雾状液滴， 悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的过程。干燥 机塔内保持真空状态，当细雾与热空气接触时， 水分闪蒸掉而食品变成微粒下落，湿热空气由风 机排出。因雾滴具有极大的表面积，传热传质速 度极快，因此干燥时间极短，一般在2-10s内完 成；物料温度低，受热损害小，适宜于热敏食品 的干燥。
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特点
➢投资少、管理粗放、生产费用低，能在产地就地进行干燥； ➢能促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟； ➢自然干燥缓慢，干燥时间长。晒干时间随食品物料种类和气候 条件而异，一般2～3天，长则10多天，甚至更长时间； ➢干燥最终水分受到限制，常会受到气候条件的影响和限制。如 在阴雨季节就无法晒干，而难以制成品质优良的产品，甚至还会 造成原料的腐败变质； ➢自然干燥还需有大面积的晒场和大量劳动力，生产效率低，又 容易遭受灰尘、杂质、昆虫等污染和鸟类、啮齿动物等的侵袭， 制品的卫生安全性较难保证； ➢科学利用太阳能，充分利用天然能源。
类不同，耐旱能力不同，干酵母可保存活力 1年以上。
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3、干制对酶活力的影响
▪ 水分减少时，酶活力下降；但底物、酶同 时增浓；
▪ 低水分时，酶仍有缓慢的活性，只有降到 1%以下，酶的活性才完全消失。
结论： 干制品在干燥前需要钝化酶
9
呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变
得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增
面上的平均干燥速度为10～20 kg·h-1。。
C,经过滚筒转动一周的干燥物料，其干物质可从3～30％增加到
90～98％，干燥时间仅需2秒到几分钟
D,根据进料的方式，滚筒干燥设备有浸泡进料、滚筒进料和顶部进
真空冷冻干燥技术精美PPT
2.原理
• 真空冷冻干燥基本原理是基于水的三种变化。水 （H2O）有三种相态，即固态、液态和气态，三相 态既可以相互转换也可以共存。
• 三相点所对应的温度为0.0098℃，水蒸气为610.5 （4.58mmHg），在这样的温度和水蒸气压下，水 、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。
• 只有在三相点以下，冰才能由固相直接转变为气 相，这个过程成为升华。在高真空状态下，利用 升华原理，使预先冻结的物料中的水分（不经过 冰的融化）直接以冰态升华为水蒸气被除去，从 而达到冷冻干燥的目的。
• 由于冷冻食品保持坚硬，逸出的水分留下 通道，冻干食品组织呈多孔状，因此与氧 气接触的机会增加，为防止其吸收大量水 分和氧气，可采用真空包装或充氮包装。
• 为保持干制食品含水在5%以下，包装内应 放入干燥剂以吸附微量水分。包装材料要 是在低温下进行（-40℃）， 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物料的干燥 ，可以保留新鲜物料色、香、味及营 养成份不损失； • 干燥制品不 失原有的固 体骨架结构 ，保持物料 原有的形态 ；
3.流程
0
20
40
60
80 100
%
%
%
%
%
%
原料
前处理
预冻
脱水干燥
后处理
前处理
• 真空冷冻干燥食品的原料若按其组织形态 来分，可分为固态食品和液态食品。
• 对固态食品原料的预处理过程，包括选料 、清洗、切分、烫漂和装盘等。
• 其目的是清除杂物，易升华干燥。液态原 料一般采取真空低温浓缩或冷冻浓缩的方 法进行预处理。
干燥技术现状
• 30年来，我国实现了 许多干燥技术的工业 化。主要有：
• 喷雾干燥 • 流态化干燥 • 蒸汽回转干燥 • 真空干燥 • 气流干燥 • 冷冻干燥 • 微波干燥
05第五章 冷冻真空干燥(兽医生物制品学)
装量有关。表面积大、厚度小有利于水分子升华，冻干容易而质量理想。 通常装量为容器容量的1/4-1/5，厚度不超过10mm。 (3)预冻速度
溶液物质在冻结过程中由于机械效应和溶质效应而对细胞的活性有 一定破坏作用，因此每种物质都有不同的最低预冻温度、最短预冻时间 和最佳预冻速度。
(2)~(3)三项数值可根据不同物质的共熔点、冻干机性能通过实验获 得。生物制品一般预冻时间为3-4h即可开始升华。
3．冻干曲线与时序 冷冻干燥过程实质是水的物态变化及转移过程，即含水物质先冻结成固
态，然后在真空下固态的冰升华为水汽，水汽再在冷疑器表面结成冰霜，待 冻干完成后，冰霜融化成水排出，而热量的传递则贯穿于冻干全过程。
冻干曲线和时序制定的依据及参数如下： （1）预冻速度和预冻时间
通常只能以预冻温度（低于共熔点温度）和装箱时间来推算确定。如 欲加快预冻，可将冻干箱预先降温，迅速装箱，在全部溶液物质冻结后再持 续最低温度2-3h。 （2）抽空时间
在冻干结束后即放人无菌干燥空气或氮气，开启冻干箱门，迅速加塞、 抽真空、封蜡，或加塞、压盖铝帽、再抽空。如制品数量多而封口时间过长 时，则可分批出箱或转移到另一干燥拒内后分批进行封口。
特点：
冷冻干燥技术在生物医学上应用具有许多特点。 1. 由于冷冻干燥全过程都在低温真空条件下进行，所以能有效地保护 热敏性物质的生物活性，如酶、微生物、激素等经冷冻干燥后生物活性 影响甚微。 2. 由于冷冻干燥在低温真空下进行，可有效地降低了氧分子对微生物、 酶等活性物质的作用，从而保护了物质的性状。 3. 物质是在冻结状态下升华干燥的，干燥物呈海绵状结构，体积几乎 不变，加水后能迅速溶解并恢复原来状态。 4. 通过冷冻干燥可除去需冻干制品中95%以上的水分，因此有利于 冻干物的长期保藏而不致变质。
溶液物质在冻结过程中由于机械效应和溶质效应而对细胞的活性有 一定破坏作用，因此每种物质都有不同的最低预冻温度、最短预冻时间 和最佳预冻速度。
(2)~(3)三项数值可根据不同物质的共熔点、冻干机性能通过实验获 得。生物制品一般预冻时间为3-4h即可开始升华。
3．冻干曲线与时序 冷冻干燥过程实质是水的物态变化及转移过程，即含水物质先冻结成固
态，然后在真空下固态的冰升华为水汽，水汽再在冷疑器表面结成冰霜，待 冻干完成后，冰霜融化成水排出，而热量的传递则贯穿于冻干全过程。
冻干曲线和时序制定的依据及参数如下： （1）预冻速度和预冻时间
通常只能以预冻温度（低于共熔点温度）和装箱时间来推算确定。如 欲加快预冻，可将冻干箱预先降温，迅速装箱，在全部溶液物质冻结后再持 续最低温度2-3h。 （2）抽空时间
在冻干结束后即放人无菌干燥空气或氮气，开启冻干箱门，迅速加塞、 抽真空、封蜡，或加塞、压盖铝帽、再抽空。如制品数量多而封口时间过长 时，则可分批出箱或转移到另一干燥拒内后分批进行封口。
特点：
冷冻干燥技术在生物医学上应用具有许多特点。 1. 由于冷冻干燥全过程都在低温真空条件下进行，所以能有效地保护 热敏性物质的生物活性，如酶、微生物、激素等经冷冻干燥后生物活性 影响甚微。 2. 由于冷冻干燥在低温真空下进行，可有效地降低了氧分子对微生物、 酶等活性物质的作用，从而保护了物质的性状。 3. 物质是在冻结状态下升华干燥的，干燥物呈海绵状结构，体积几乎 不变，加水后能迅速溶解并恢复原来状态。 4. 通过冷冻干燥可除去需冻干制品中95%以上的水分，因此有利于 冻干物的长期保藏而不致变质。
食品真空冷冻干燥技术共80页文档
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
食品真空冷冻干燥技术
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
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冷藏与制冷技术
2.物料的冷却固化过程
（1）预冻温度 冷却固化过程的最终温度应当是完全固化温度，
它应低于物料的共晶温度，一般预冻温度要比 共晶点温度低5—10°C。
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冷藏与制冷技术
2.物料的冷却固化过程
（2）预冻速率 冻结对冷冻干燥的影响主要是冻结速率。 物料预冻时形成冰晶，冰晶升华后留下的空隙
干燥过程是水的物态变化和移动的过程。
2
精品资料
冷藏与制冷技术
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
燥。即：
水分
湿物料
预冻
(物料冻结)
升华干燥
(除去结晶水)
解析干燥
(除残余水分)
真空冷冻干燥流程框图 冻干产品
11
冷藏与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
冷冻真空干燥优点 1、因物料的干燥是在真空条件下进行，系统中 高度缺氧，能较好地抑制微生物的生长，使易氧 化的物料受到较好的保护。 2、由于物料的干燥是在冷冻下进行操作，物料 中的水分由冰直接升华为水蒸气被移出，使得物 料中的一些挥发性成分或营养成分损失很小，比 较适合一些生化制品或食品的干燥。
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冷藏与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
升华曲线是固态物质在温度低于三相点时温度的 饱和蒸汽压曲线。冰的温度不同，对应的饱和蒸 汽压也不同，只有在环境压强低于对应的冰的蒸 汽压时，才会发生升华。
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冷藏与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
在三相点以下，不存在液相。若将冰面的压力 保持低于610 Pa，且给冰加热，冰就会不经过 液相直接变为气相，这一过程为升华。
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冷藏与制冷技术
冻干蔬菜
冻干香蕉
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冷ห้องสมุดไป่ตู้与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
冷冻真空干燥应用
生物制品方面 疫苗、诊断制剂、血清制品等的冻干
医药工业方面 抗生素、维生素、酶制剂、血液制品等的冻干
食品和化学工业方面 速溶咖啡、果汁、催化剂等的冻干
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冷藏与制冷技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程
12
冷藏与制冷技术
冷冻真空干燥优点
3、真空冷冻干燥是在较低温度（低于水的冰点） 下进行操作，对于许多热敏性物质的干燥特别 适用。 例如，对蛋白质、微生物等物质，采用真空冷 冻干燥不会发生变性或失去生物活性。因此在 医药上得到广泛应用。
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冷冻真空干燥优点
冷藏与制冷技术
4、物料在真空冷冻操作下干燥，可排出物料中 95%-99％左右的水分，使得到的干燥产品不易收缩， 不易变质，能较好地保留物料的构造（营养纤维和 固状物），使其加水后能迅速水化，恢复原来的性 状。因此，采用真空冷冻干燥方法生产的食品更接 近新鲜食品的风味。
是后续冰晶升华时，水蒸气的逸出通道。 当预冻速率较慢时，形成大而连续的六方体，
冰晶在物料中形成网状的骨架结构。冰晶升华 后，空出的网状通道空隙大，后续冰晶升华时， 水蒸气逸出的阻力小，制品干燥快。
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冷藏与制冷技术
（2）预冻速率
当预冻速率较快时，形成的树枝形和不连续的 球状冰晶升华后其通道小或不连续，水蒸气靠 扩散或渗透方能逸出，因而干燥速度慢。
仅从干燥速率来说，以慢冻为好，但是慢速冻 结对食品原料组织结构破坏较大，影响制品品 质。
因此应确定合适的预冻速率，既使物料组织造 成破坏小，又能形成有利于以后升华传质的冰 晶结构。
冷藏与制冷技术
冷冻真空干燥 是一种常用的物质干燥方法
5
冷藏与制冷技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
水的平衡相图
生产中采用真空冷冻技术对固体湿物料的干燥， 通常是除去物料中的水分。因此，要了解真空冷 冻原理，首先须了解水的有关物性。
冰(s)
熔化
气化
水(l)
水蒸气(g)
5.1.2真空冷冻干燥基本过程 食品物料真空冷冻干燥主要由以下几个过程组
成：物料的预处理，物料的预冻，升华干燥，
解吸干燥，封装和储存。
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冷藏与制冷技术
5.1.2真空冷冻干燥基本过程
1.物料的预处理 在对食品冷冻干燥之前，必须对其进行一些必
要的物理、化学处理，包括清洗、分级、切片、 烫漂、杀菌、浓缩等。 对于不同的食品，预处理内容也有所不同，食 品冷冻干燥时，一般不加添加剂，在对药品和 细胞冷冻干燥之前，必须加一些添加剂，以保 证冻干产品效果良好，保持药品的活性和保持 细胞的存活。
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冷藏与制冷技术
5.1.2真空冷冻干燥基本过程
2.物料的冷却固化过程 冷冻干燥的预备操作，也称为冻结或预冻。物料
的冷却固化过程是将物料充分冷却，不仅要使物 料中的自由水完全结成冰，还要使物料中其他部 分也完全固化，使干燥后产品与干燥前具有相同 的形态，防止真空干燥时起泡，浓缩，收缩和溶 质移动等不可逆变化产生。 物料的预冻可以在干燥箱内进行，也可以先在干 燥箱外进行，再将已预冻的物料移入干燥箱内。
升华相变的过程一般为吸热过程，这一相变热 称为升华热。冰的升华热为2.84KJ/kg，约为 融化热和汽化热之和。
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冷藏与制冷技术
真空冷冻干燥原理
真空冷冻干燥就是先将固体
湿料冷冻到“三相点”以下，使
湿料中的水分变成固态（冰）；
然后在真空环境下加热，使冰直
接升华为水蒸气逸出；并通过不
断移走水蒸气，使物料脱水而干
凝固 升华 液化
凝华 6
冷藏与制冷技术
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
1.水的平衡相图
物质的聚集态由一定的温度和压强条件决定， 分子间的相互位置随这些外部条件的改变而改 变。
O点是固液气三相共存的状态点，称为三相点， 其温度为0.01°C,压强为610Pa。
7
水的相图
冷藏与制冷技术
冰的饱和蒸汽压变化
第5章 食品真空冷冻干燥技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程 5.2食品真空冷冻干燥设备 5.3食品真空冷冻干燥工艺
ppt课件
1
冷藏与制冷技术
第5章 食品真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥是先将湿物料冻结到共晶点温度 以下，使水分变成固态的冰，然后在适当的温 度和真空度下，使冰升华为水蒸气，再用真空 系统的捕水器（水汽凝结器）将水蒸气冷凝， 从而获得干燥制品的技术。
冷藏与制冷技术
2.物料的冷却固化过程
（1）预冻温度 冷却固化过程的最终温度应当是完全固化温度，
它应低于物料的共晶温度，一般预冻温度要比 共晶点温度低5—10°C。
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2.物料的冷却固化过程
（2）预冻速率 冻结对冷冻干燥的影响主要是冻结速率。 物料预冻时形成冰晶，冰晶升华后留下的空隙
干燥过程是水的物态变化和移动的过程。
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• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
燥。即：
水分
湿物料
预冻
(物料冻结)
升华干燥
(除去结晶水)
解析干燥
(除残余水分)
真空冷冻干燥流程框图 冻干产品
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5.1.1真空冷冻干燥基本原理
冷冻真空干燥优点 1、因物料的干燥是在真空条件下进行，系统中 高度缺氧，能较好地抑制微生物的生长，使易氧 化的物料受到较好的保护。 2、由于物料的干燥是在冷冻下进行操作，物料 中的水分由冰直接升华为水蒸气被移出，使得物 料中的一些挥发性成分或营养成分损失很小，比 较适合一些生化制品或食品的干燥。
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5.1.1真空冷冻干燥基本原理
升华曲线是固态物质在温度低于三相点时温度的 饱和蒸汽压曲线。冰的温度不同，对应的饱和蒸 汽压也不同，只有在环境压强低于对应的冰的蒸 汽压时，才会发生升华。
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5.1.1真空冷冻干燥基本原理
在三相点以下，不存在液相。若将冰面的压力 保持低于610 Pa，且给冰加热，冰就会不经过 液相直接变为气相，这一过程为升华。
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冻干蔬菜
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5.1.1真空冷冻干燥基本原理
冷冻真空干燥应用
生物制品方面 疫苗、诊断制剂、血清制品等的冻干
医药工业方面 抗生素、维生素、酶制剂、血液制品等的冻干
食品和化学工业方面 速溶咖啡、果汁、催化剂等的冻干
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5.1真空冷冻干燥基本原理和过程
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冷冻真空干燥优点
3、真空冷冻干燥是在较低温度（低于水的冰点） 下进行操作，对于许多热敏性物质的干燥特别 适用。 例如，对蛋白质、微生物等物质，采用真空冷 冻干燥不会发生变性或失去生物活性。因此在 医药上得到广泛应用。
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4、物料在真空冷冻操作下干燥，可排出物料中 95%-99％左右的水分，使得到的干燥产品不易收缩， 不易变质，能较好地保留物料的构造（营养纤维和 固状物），使其加水后能迅速水化，恢复原来的性 状。因此，采用真空冷冻干燥方法生产的食品更接 近新鲜食品的风味。
是后续冰晶升华时，水蒸气的逸出通道。 当预冻速率较慢时，形成大而连续的六方体，
冰晶在物料中形成网状的骨架结构。冰晶升华 后，空出的网状通道空隙大，后续冰晶升华时， 水蒸气逸出的阻力小，制品干燥快。
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（2）预冻速率
当预冻速率较快时，形成的树枝形和不连续的 球状冰晶升华后其通道小或不连续，水蒸气靠 扩散或渗透方能逸出，因而干燥速度慢。
仅从干燥速率来说，以慢冻为好，但是慢速冻 结对食品原料组织结构破坏较大，影响制品品 质。
因此应确定合适的预冻速率，既使物料组织造 成破坏小，又能形成有利于以后升华传质的冰 晶结构。
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冷冻真空干燥 是一种常用的物质干燥方法
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冷藏与制冷技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程
5.1.1真空冷冻干燥基本原理
水的平衡相图
生产中采用真空冷冻技术对固体湿物料的干燥， 通常是除去物料中的水分。因此，要了解真空冷 冻原理，首先须了解水的有关物性。
冰(s)
熔化
气化
水(l)
水蒸气(g)
5.1.2真空冷冻干燥基本过程 食品物料真空冷冻干燥主要由以下几个过程组
成：物料的预处理，物料的预冻，升华干燥，
解吸干燥，封装和储存。
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5.1.2真空冷冻干燥基本过程
1.物料的预处理 在对食品冷冻干燥之前，必须对其进行一些必
要的物理、化学处理，包括清洗、分级、切片、 烫漂、杀菌、浓缩等。 对于不同的食品，预处理内容也有所不同，食 品冷冻干燥时，一般不加添加剂，在对药品和 细胞冷冻干燥之前，必须加一些添加剂，以保 证冻干产品效果良好，保持药品的活性和保持 细胞的存活。
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5.1.2真空冷冻干燥基本过程
2.物料的冷却固化过程 冷冻干燥的预备操作，也称为冻结或预冻。物料
的冷却固化过程是将物料充分冷却，不仅要使物 料中的自由水完全结成冰，还要使物料中其他部 分也完全固化，使干燥后产品与干燥前具有相同 的形态，防止真空干燥时起泡，浓缩，收缩和溶 质移动等不可逆变化产生。 物料的预冻可以在干燥箱内进行，也可以先在干 燥箱外进行，再将已预冻的物料移入干燥箱内。
升华相变的过程一般为吸热过程，这一相变热 称为升华热。冰的升华热为2.84KJ/kg，约为 融化热和汽化热之和。
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真空冷冻干燥原理
真空冷冻干燥就是先将固体
湿料冷冻到“三相点”以下，使
湿料中的水分变成固态（冰）；
然后在真空环境下加热，使冰直
接升华为水蒸气逸出；并通过不
断移走水蒸气，使物料脱水而干
凝固 升华 液化
凝华 6
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5.1.1真空冷冻干燥基本原理
1.水的平衡相图
物质的聚集态由一定的温度和压强条件决定， 分子间的相互位置随这些外部条件的改变而改 变。
O点是固液气三相共存的状态点，称为三相点， 其温度为0.01°C,压强为610Pa。
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水的相图
冷藏与制冷技术
冰的饱和蒸汽压变化
第5章 食品真空冷冻干燥技术
5.1真空冷冻干燥基本原理和过程 5.2食品真空冷冻干燥设备 5.3食品真空冷冻干燥工艺
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第5章 食品真空冷冻干燥技术
真空冷冻干燥是先将湿物料冻结到共晶点温度 以下，使水分变成固态的冰，然后在适当的温 度和真空度下，使冰升华为水蒸气，再用真空 系统的捕水器（水汽凝结器）将水蒸气冷凝， 从而获得干燥制品的技术。