微波冷冻干燥技术的发展和有待解决的问题

食品的微波干燥技术(一)微波干燥特点和机制食品物料因储存、运输或其他目的常需要干燥脱水。

微波干燥方法可分为常压微波干燥、微波真空干燥和微波冷冻干燥。

微波干燥的特点主要有以下几个方面：1.由内向外干燥微波干燥过程中首先在物料内层形成干燥层，然后由里层向外扩展，这主要是因为微波能透人物料内部被吸收，其微波能量瞬时转为热能，使物料整体升温(包括里层物料及其所含有的水分温度)。

此时，里层水蒸气压力骤升，驱动水蒸气向物料表层排出。

因此，物料里层首先出现干燥层，并逐渐向外层扩展。

而一般干燥方法是食品外部首先受热，食品表面先干燥，然后是次外层受热、干燥。

微波加热是内部加热，物品的最内层首先干燥，最内层水分蒸发迁移至次内层或次内层的外层，这样就使得外层的水分越来越多，所以随着干燥过程的进行，其外层的传热系数不仅没有下降，反而有所提高。

因此在微波干燥过程中，水分由内层向外层的迁移速度很快，即干燥速度比一般的干燥速度快很多。

2.脱水后期干燥在低含水量(小于5％)的物料干燥过程中，微波干燥较常规干燥方法效率高。

微波干燥尤其适用于一般干燥脱水的后期干燥处理。

3.微波干燥节能采用微波加热技术对物料加热时，物料吸收微波能的量远大于微波加热区设备部件(箱体)对微波能的吸收。

因此，物料温升远大于箱体，即意味着微波加热设备能量利用率远大于常规加热设备。

(二)微波真空干燥技术及应用微波真空干燥技术是以微波加热为加热方式的真空干燥。

对于一些热敏性材料，宜在低温下干燥，采用微波真空干燥不仅可以降低干燥温度，而且还可大大缩短干燥时间，有利于产品质量的进一步提高。

微波真空干燥主要用于对果汁、谷物和种子的干燥。

草莓、木莓采用微波真空干燥时，其维生素C的保存率高于90％；对于果汁中的挥发性风味物质的保存情况，微波真空干燥的效果好于喷雾干燥和冷冻干燥，因为喷雾干燥温度较高，而冷冻干燥时问较长。

微波真空干燥技术除了用于浓缩果汁以外，还可以对蔬菜、水果进行低温干燥，较好的保持了蔬菜水果的色泽、风味和维生素成分。

药厂车间设计与设备题目：冷冻干燥设备综述学院专业学号学生姓名指导教师二〇一年月目录1.冻干技术原理 (2)2.冻干设备分类 (3)2.1.干燥搁板面积 (4)2.2.冻结方式 (4)2.3.干燥仓形状 (4)3.冷冻干燥机结构 (4)4.冻干基本过程 (4)4.1 前处理 (5)4.2 预冻 (5)4.3 干燥 (5)3.4 后处理 (6)5.冻干技术发展历史 (6)5.1 食品的冻干 (6)5.2 标本、医药品的冻干 (7)5.3 当今情况 (8)6.冻干设备医药领域应用 (8)6.1中药现代化 (8)6.2西药制备 (8)6.3生物制品的保存 (9)7.冻干设备主要厂商 (9)7.1国内主要厂商及产品 (9)7.2国外主要厂商及产品 (11)8.冻干发展现状和趋势 (11)8.1 制冷系统的发展现状和趋势 (12)8.2 控制系统的发展现状和趋势 (13)8.3 整合的冻干生产线 (13)8.4结论 (13)9.参考文献 (14)1.冻干技术原理真空冷冻干燥技术，也可称之为冷冻升华干燥，它是将经过一定处理的新鲜物料或者湿物料的温度降低到物料共晶点温度以下，使物料内部的水分完全冻结，形成固态的冰，然后适当抽取干燥仓内的空气，使其达到一定的真空度，之后对加热板进行加热达到适当的温度下，使冰直接升华为水蒸气，再利用真空系统的捕水器或者制冷系统的水气凝结器将水蒸气冷凝，从而得到干制品物料的一种技术。

真空冷冻干燥技术其干燥过程是物料内部水分的物理状态变化并且逐渐移动的过程，由于这种变化和移动是发生在低温低压条件下的，因此，真空冷冻干燥技术的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。

在低压下水的相变过程和常压下大体相似，但相变时的具体温度不同。

例如在103 Pa压力下，固态冰转化为液态水的温度略高于0℃，而液态水转化为蒸汽的温度为6.3℃，可见降低压力后冰点变化不大，而沸点却大大降低了。

可以想象，当压力降低到某一值时，沸点即与冰点相重合，固态冰就可以不经液态而直接变为气态，这时的压力称为三相点压力，相应的温度称为三相点温度。

微波干燥法：是通过微波加热原理使物料内部水分加热蒸发得到干燥效果的一种干燥方式。

如果物料的初始含水率很高，物料内部的压力非常快地升高，则水分可能在压力梯度的作用下从物料中排除。

微波干燥过程中，温度梯度、传热和蒸汽压迁移方向均一致，从而大大改善了干燥过程中的水分迁移条件，当然要优于常规干燥。

同时由于压力迁移动力的存在，使微波干燥具有由内向外的干燥特点。

即对物料整体而言，将是物料内层首先干燥，这就克服了在常规干燥中因物料外层微波干燥原理：原理微波是一种波长极短的电磁波，波长在1mm到1m之间，其相应频率在300GHz至300MHz之间。

为了防止微波对无线电通信、广播和雷达的干扰，国际上规定用于微波加热和微波干燥的频率有四段，分别为：L段，频率为890～940MHz，中心波长330mm；S段，频率为2400～2500MHz，中心波长为122mm；C段，频率为5725～5875MHz，中心波长为52mm；K段，频率为22000～22250MHz，中心波长8mm。

家用微波炉中仅用L段和S段。

微波是在电真空器件或半导体器件上通以直流电或50Hz的交流电，利用电子在磁场中作特殊运动来获得的。

这种运动可以简单的这样来解释一下：介质从电结构看，一类分子叫无极分子电介质，另一类叫有极分子电介质。

在一般情况下，它们都呈无规则排列，如果把它们置于交变的电场之中，这些介质的极性分子取向也随着电场的极性变化而变化，这就叫做极化。

外加电场越强，极化作用也就越强，外加电场极性变化得越快，极化得也越快，分子的热运动和相邻分子之间的摩擦作用也就越剧烈。

在此过程中即完成了电磁能向热能的转换，当被加热物质放在微波场中时，其极性分子随微波频率以每秒几十亿次的高频来回摆动、摩擦，产生的热量足以使物料在很短的时间内达到热干的目的。

微波是指波长在lmm一lm，也即频率在300--300000 MHz之间的电磁波。

微波干燥利用磁场方向的高频转变，使极性分子产生运动和摩擦，从而产生热量。

微波干燥玉米的研究引言：微波干燥是一种常见的粮食干燥方法，它具有高效、快速和均匀的特点。

玉米是世界上最重要的粮食作物之一，对其进行有效的干燥是保障粮食质量和储存的重要环节。

本文将从微波干燥玉米的原理、方法、优缺点以及影响干燥效果的因素等方面进行探讨和研究。

一、微波干燥原理：微波干燥是利用玉米本身的导电性、极化性和渗透性等特性，将微波能量传导入内部，使玉米中的水分分子振动产生热量，从而实现玉米的干燥。

二、微波干燥方法：三、微波干燥优缺点：1.优点：a.高效快速：微波干燥相较于传统的热空气干燥具有更高的干燥速度，缩短了干燥时间。

b.均匀干燥：微波能量可以均匀分布在玉米中，使得玉米得以从内部和外部同步干燥，避免了外部过干内部过湿或外部过湿内部过干的情况。

c.保持食品品质：微波干燥可以减少干燥过程中的质量损失，同时能保持玉米的口感、颜色和营养成分。

2.缺点：a.设备成本高：微波干燥设备相较于传统干燥设备来说，需要更高的投资成本。

b.能耗大：微波干燥过程中需要消耗大量的电能。

四、影响微波干燥效果的因素：1.微波功率：合理选择合适的微波功率可以提高干燥效率，但过高的功率会导致局部温度过高和玉米表面过热。

2.玉米初始含水率：初始含水率越高，干燥时间越长。

3.玉米颗粒大小：颗粒大小影响微波能量的透射和吸收效果，过大或过小的颗粒会影响干燥效果。

4.干燥温度：适宜的干燥温度可以提高干燥速度，但过高的温度会导致玉米质量下降。

5.玉米形状：玉米形状的不同会影响微波能量的分布和吸收情况，从而影响干燥结果。

结论：微波干燥是一种高效、快速和均匀的干燥方法，对于保持玉米的品质和营养成分具有重要意义。

在微波干燥过程中，合理选择微波功率、控制干燥温度和调节初始含水率等因素都对干燥效果具有显著影响。

未来的研究还可以探索微波干燥玉米的优化方法，如调整干燥参数、利用微波和其他方法的联合干燥等，更好地开发和利用微波干燥技术。

真空冷冻干燥，应让食品在低温低压下，进行水分蒸发，从而得到质量较高的食品。

这种视频处理方法，主要利用冰品升华原理，在高真空的环境下，将冷冻食品中水分，不通过并融化，直接从固态转化为水蒸汽进行干燥。

其优势在与能够保持食品形态，防止食品出现色香味等方面的流失，避免营养物质大量损失等。

真空冷冻干燥的设备系统真空冷冻干燥方法需要依靠制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统以及控制系统实现，分别进行有效处理，根据这些流程运作实现真空冷冻干燥加工技术。

首先是冷冻干燥室和低温冷凝室，这两个系统主要是为食品加工提供一个有利的环境。

系统要始终保持低温，并拥有物料冰晶升华的热量。

低温冷凝室要进行封闭处理，能够与真空泵、制冷机以及热交换器相连，从而获取环境中的除霜热量。

真空系统、制冷系统、加热系统以及控制系统，都是真空冷冻干燥的重要作用流程，做好配置，实现加工技术。

真空冷冻干燥食品加工的技术应用加工生产的技术流程。

首先要进行前处理，然后预冻，之后速冻，最后升华干燥，成为加工品。

具体如下图所示：其中前处理，主要对食品进行分选、清洗、切分、漂烫以及杀菌。

这个过程能够有效预防虫及卵或泥砂的残留。

整个过程要避免过度加热，严格包好前处理管，保障冻干食品的高品质。

在预冻过程中，先进行预冻，再进行真空处理。

如果先抽真空，会导致溶解在水中的气体，在外界的压力下快速逸出，从而增加气泡，出现“沸腾”状态，导致加工失败。

所以应先进行预冻，再抽真空。

当水分蒸发时，食品内部热量被抽取结成冰，然后饼再汽化，内部有多孔。

针对预冻温度的选择，要控制在物料共熔点5℃左右。

加工流程需要充分的预冻时间，超过2h。

针对其预冻温度降低速度，要控制在每分钟1-4℃为宜，避免其变化过大影响食品的质量，不同物料的预冻速度，应由试验断定。

速冻主要是将前处理的食品进行速冻，冻结速度越快，食品内部的结晶越小，对食品结构的破坏也越小。

针对升华干燥，应在速冻后立即实行，应保证真空度能够快速达到升华压力，及时提供热量，其热量主要通过辐射实现。

综述微波干燥技术姓名学号班别专业名称所属系指导老师综述提交日期微波干燥技术Xxx（广东xxxx职业学院制药工程学院广州510520）【摘要】通过分析微波干燥的应用、机理特点，以及与传统干燥方法的比较，提出微波干燥与常规干燥方法相互配合使用，可更好的发挥不同干燥方法的优势，达到优化节能的目的。

【关键词】微波干燥；应用；机理Microwave drying technology[Abstract]Through the analysis of the application of microwave drying mechanism, characteristics, and the comparison of the traditional drying methods, and puts forward the microwave drying and conventional drying methods used in conjunction, can better play to the advantages of different drying methods to optimize the purpose of saving energy.[Key words] Microwave drying;The application of microwave drying微波能穿透到物料内部，使物料表里同时产生热能，不会产生外焦内生现象。

随着物料表面水分不断蒸发，物料表面温度将略低于里层温度，形成的温度梯度由内指向外，与加热过程中伴随发生的蒸汽压的迁移方向与热量迁移方向一致。

据物料干燥理论，这种加热状态是极有利于物料干燥的。

1微波干燥的原理1.1原理微波是一种波长极短的电磁波，它和无线电波、红外线、可见光一样，都属于电磁波，微波的频率范围从300MHz到300KMHz，即波长从1毫米到1米的范围。

微波技术在食品加工中的应用概述微波技术是一种高频电磁波技术，被广泛地应用于食品加工领域。

相比于传统的热处理技术，微波技术有着更快的加热速度、更高的加热效率以及更加均匀的加热效果等诸多优势。

微波技术在食品加工中的应用，可以大大提高食品的品质，并且可以节约时间和成本。

一、微波技术在食品加热中的应用1. 微波速冻技术微波速冻技术是一种高速冷冻技术，它可以在极短的时间内将食品迅速冷冻，使得食品的营养成分得以保存。

同时，由于微波技术可以加速食品内部的温度升高，从而促进了食品中水的结冰速度，实现了食品快速冷冻的目的。

2. 微波真空干燥技术微波真空干燥技术是一种高效率的干燥技术，它可以通过微波能量使食品中的水分得以快速蒸发而达到干燥的目的。

与传统的干燥方法相比，微波真空干燥技术可以大大减少干燥时间，同时还可以更好地保留食品中的营养成分。

3. 微波加热技术微波加热技术是一种高效率的加热方法，它可以快速加热食品并且可以有效地控制食品的加热温度和时间，从而实现更好的加热效果。

同时微波加热技术还能避免传统加热方法中常见的“边热中心冷”的问题，从而能够更好地保持食品的质量和口感。

4. 微波杀菌技术微波杀菌技术是一种高效率的杀菌技术，它可以通过微波能量破坏细菌的细胞壁，从而达到杀菌的目的。

相比于传统的杀菌方法，微波杀菌技术可以大大缩短杀菌时间，并且可以更加均匀地杀灭食品中的细菌。

二、微波技术在食品加工中的优点1. 高效率微波技术的加热速度非常快，可以在极短的时间内将食品均匀地加热或冷冻。

同时微波技术可以有效地控制加热温度和时间，从而可以更好地保持食品的质量和口感。

2. 节约能源微波技术比传统的热处理方法更加节能。

传统的加热方法需要大量的能源来加热食品，而微波技术可以利用微波能量直接将食品内部的水分加热，从而节约能源。

3. 均匀加热微波技术可以实现更加均匀的加热效果，从而避免了传统加热方法中常见的“边热中心冷”的问题。

这种均匀加热方法可以大大提高食品的品质。

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●微波加热干燥农产品时，微波能穿透产品，因此热传递比其他形式的能更为有效。

而真空干燥后产品膨化性能提高，口感酥脆●由此微波真空干燥技术就应运而生，它表现出两者的优点：●既降低了干燥温度又加快了干燥速度，产品的口感、风味和复水性都较佳。

微波辐射加热技术在食品加工中的应用微波辐射加热技术是近年来在食品加工领域中广泛应用的一种新型加热方式。

与传统加热方式相比，微波辐射加热技术具有加热均匀、加热速度快、保持营养成分不流失等优点。

本篇文章旨在探讨微波辐射加热技术在食品加工中的应用，并分析其发展趋势。

一、微波辐射加热技术在食品加工中的应用1.微波蒸煮微波蒸煮是将食品置于微波蒸煮器中，通过微波辐射的能量进行蒸煮。

因为微波辐射可以直接进入食品中的水分子，所以加热速度快且均匀。

此外，微波蒸煮可以保持食品的营养成分和口感，特别适合烹饪蔬菜、水果等脆嫩食材。

2.微波干燥微波干燥是通过微波辐射将水分从食品中蒸发出来，使其达到干燥的目的。

与传统干燥方式比较，微波干燥的速度快，低温干燥，可以有效地保留食品的色、香、味和营养成分。

3.微波加热微波加热是将食品放置于微波辐射加热设备中，利用微波能量将其加热。

微波加热不仅比传统加热方式更快，还可以避免食品因过度加热而造成的脆弱、干燥等质量下降问题。

微波加热适用于各种食品的加热，特别适用于速冻食品、烘焙食品、方便面等加工处理。

二、微波辐射加热技术的发展趋势1.智能化随着智能技术的发展，未来的微波辐射加热设备将会越来越智能化。

未来的微波加热设备将配备智能控制系统，能够自动控制加热时间和温度等参数，从而实现精准加热和智能化控制。

2.绿色化随着环境保护意识的提高，未来的微波辐射加热设备将会越来越注重绿色化和节能。

未来的微波辐射加热设备将会采用绿色环保材料制造，加大节能力度，降低能耗，从而降低对环境的污染。

3.多功能化未来的微波辐射加热设备将会越来越多功能化。

未来的微波辐射加热设备将不仅仅只能加热，还可以将不同的工艺流程集成在一起，使得设备可以同时完成多个加工步骤。

这样不仅能够提高加工效率，还可以降低设备和运营成本。

结论：微波辐射加热技术在食品加工领域中有广泛的应用。

未来，随着科技的进步和创新，微波辐射加热设备将会越来越智能化、绿色化、多功能化。

现代食品干燥技术研究进展在查阅资料的过程中，我了解到现代比较先进的食品干燥技术主要有常压冷冻干燥、超声干燥、低温吸附干燥、过热蒸汽干燥、折射窗薄层干燥等。

在参考论文中我发现很少有论文非常全面地介绍一种干燥技术，几乎每篇都有侧重点，也就导致有所忽略，这对读者系统性地学习干燥技术有不便之处。

所以我想在自己已阅读论文的基础上做一些力所能及的梳理工作，尽可能全面地介绍某种干燥技术的原理、特点、适用条件、相关实验结论、问题和解决方法以及生产实践运用等方面。

以下是我对常压冷冻干燥、低温吸附干燥及折射窗薄层干燥研究发展现状的归纳整理以及学习心得与感想。

常压冷冻干燥（AFD,Atmospheric Freeze Drying)兼有冷冻干燥( 高品质) 和对流干燥( 低成本) 两者优点的干燥技术—常压冷冻干燥技术。

1. 基本原理在常压或接近常压下，低温空气中的水蒸气压较低，冷冻物料中的水分得以升华。

2. 特点（1）干燥是在低于水的三相点压力下:610.5pa;和低温:0℃以下进行的，故特别适用于极为热敏和易氧化的物料，并可抑制菌类繁殖，产品干燥后，保存时间长。

（2）避免了蒸发干燥因水分携带溶质至物料表面而造成表面硬化，食品可保持原有的营养及色、香、味。

（3）物料在预冻结后，形成稳定的固体骨架，升华干燥后物料固体骨架基本保持不变，并呈多孔结构，具有速溶性和快速复水性。

（4）产品品质与真空冷冻干燥基本一致，较前者节约能量约三分之一，但冻干时间较长。

3. 分类（1）基于吸附固定床的常压冷冻干燥用吸附剂来代替真空泵，但干燥周期太长。

（2）基于吸附流化床的常压冷冻干燥a.原理：常压吸附流化床冷冻干燥是指将冻结物料浸没在保持低温低压的流化吸附剂中进行干燥，其中吸附剂吸附干燥过程产生的水分，以使待干物料周围的水蒸汽分压始终低于三相点水平，吸附放出的热量可以供干燥过程所用。

这样可确保冻结物料中冰的升华和湿分由物料向干燥介质的传递。