什么是真空冷凍干燥？

真空冷凍干燥又稱升華干燥，是將含水物料冷凍到冰點以下，使水轉變?yōu)楸?，然后在較高真空下將冰轉變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒?。物料可先在冷凍裝置內冷凍，再進行干燥。但也可直接在干燥室內經迅速抽成真空而冷凍。升華生成的水蒸氣借冷凝器除去。升華過程中所需的汽化熱量，一般用熱輻射供給。干燥后的物料保持原來的化學組成和物理性質（如多孔結構、膠體性質等），易于長期保存，復水性好，加水后能恢復到凍干前的形態(tài)，并且能保持其原有的生化特性。因此，冷凍干燥技術在化學工業(yè)、生物制品、食品等領域都得到廣泛應用。

冷凍干燥工藝

預凍：

預凍是為了固定產品,以便產品在高真空條件下干燥,并使成品具有與干燥前相同的形狀。預凍至關重要,眾多產品的成型問題、質量問題都是預凍條件控制不當造成的。預凍與溫度、時間、真空度(實際操作中,一般預凍時不考慮真空度)都有密不可分的關系。

升華干燥：

升華干燥是冷凍干燥的主要過程,其目的是將物料中的冰通過升華而逸出。升華有2個基本條件:一是保證冰不溶化;二是冰周圍的水蒸汽必須低于物料凍結點的飽和蒸汽壓。因此要求在升華干燥時一方面要將形成的水蒸氣抽走,使干燥箱內壓力低于要求的飽和蒸汽壓,另一方面要連續(xù)不斷地提供維持升華所需的熱量,加快干燥速度。這便需要對壓力和隔板溫度進行優(yōu)化控制,以保證升華干燥能快速、低耗的完成。影響此過程的因素主要為溫度和壓強。

解析干燥：

物料中所有的冰晶升華干燥后,物料內留下許多空穴,但物料的基質內還留有殘余的未凍結水分質量分數在10%左右,解析干燥就是要把殘余的未凍結水分降低,使其質量分數達到2%左右,最終得到干燥物料。該階段的最高溫度視產品性質及成品要求的含水量而定。為使含水量符合要求,可適當提高溫度(但以不破壞產品的生物活性為宜),一般控制為25~30℃[7]。再干燥階段的壓強需適當調高,這樣利于制品傳熱,加快升溫速度。當制品溫度*達到導熱媒設定的溫度時再恢復高真空,此時壓力控制的關鍵是恢復高真空的時間,這樣可加快升華速度,縮短干燥時間。

冷凍干燥技術的運用

食品領域冷凍干燥技術的應用

在航天、軍隊、航海、登山、探險等野外作業(yè)所用的食品中已廣泛使用真空冷凍干燥技術?？Х?、茶以及各種香、調料味為滿足人們的嗜好及對香味、滋味的感官要求，傳統(tǒng)的干燥方法難以滿足，而真空冷凍干燥低溫、高真空度的加工方式使其在該領域很快找到了用武之地。真空冷凍干燥制品能良好地保存加工原料的營養(yǎng)保健成份以及色、香、味、形。這一優(yōu)良性能在方便快餐食品中體現(xiàn)尤為出色，表現(xiàn)出了強勁的發(fā)展勢頭。

醫(yī)藥工業(yè)方面的應用

藥品冷凍干燥主要包括西藥和中藥兩部分。西藥冷凍干燥在國內已經得到了一定的發(fā)展，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設備。在針劑方面，冷凍干燥工藝采用的比較 多，提高了藥品質量和貯存期限，給醫(yī)患雙方都帶來了利益。但目前凍干藥品的品種不多，產品價格高，干燥工藝不先進。在中藥方面，目前還只局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍干，大量的中成藥還沒有采用凍干工藝，與國外差距較大。日本幾年前就開展了“漢藥西制"，改變了中藥的熬制方法，解決了中藥不能制成針劑或片劑的傳統(tǒng)，也解決了中藥不治急病的難題，因此我國中藥凍干工藝及產品的研究很有潛力。

生物工程領域的應用

冷凍干燥是保存生物特性敏感組織的最佳方法。在生物技術產品領域，凍干技術主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素、抗體以及藥品、微生物、酵母、生物研究用植物提取物等的干燥等藥品的生產；生物化學的檢查藥品、免疫學及細菌學的檢查藥品；血液、細菌、動脈、骨骼、皮膚、角膜、神經組織及各種器官長期保存等。中國是原料藥生產大國，因此該技術應用前景十分廣闊。

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