真空冻干机(简称“冷冻干燥”)是指将含水物料预先冷冻成固态,然后在真空状态下将水从固态升华为气态以除去水分的方法并保存材料。冻干固体材料具有多孔结构,冷冻时保持体积,加水易溶解恢复。冷冻干燥过程是在低温真空条件下进行的,因此特别适用于许多热敏性和易氧化物质。冷冻干燥可去除95%~99%的水分,使干燥后的产品可长期保存而不变质。
本文在描述真空冻干机技术的原理和特点的基础上,对冻干各阶段的影响因素进行了分析和评价,分析了冻干设备和冻干产品在冻干过程中的常见问题。操作,并提出解决方案。
一、冻干技术原理
冷冻干燥的机理是将被干燥物料冷冻到其共晶点以下,使物料中的水分变成固态冰,然后在合适的真空环境中,冰直接升华成水蒸气而被除去。获得干燥产品。
2、冻干技术特点
与常规干燥、干燥、煮沸、喷雾干燥和真空干燥相比,冷冻干燥具有许多突出的优点:
A. 冷冻干燥在低温下进行,因此特别适用于许多热敏性材料。如蛋白质、微生物等,不会变性或失去生物活力。
B、在冷冻干燥过程中,微生物的生长和酶的作用不能进行,因此可以保持原有的性能。
C、低温干燥时,物质中某些挥发性成分和受热变性的养分损失小,适用于某些化学品、药品和食品的干燥。
D、由于是在冷冻状态下干燥,产品的体积和形状几乎不变,保持原有结构,不浓缩。干燥后的物料松散、多孔且呈海绵状。加水后迅速完全溶解,几乎立即恢复其原有性能。
E、真空干燥,当物料处于高度缺氧状态时,容易被氧化的物质受到保护。
F、干燥可去除95-99%以上的水分,使产品干燥后可长期保存不变质。
然而,冷冻干燥技术也有其缺点,如:工艺流程复杂、时间长、设备成本高、成本高、能耗高。工艺要求高。但总的来说,它带来的好处大于坏处。
3、冻干预处理工艺
对于不同的冻干物料,其预处理方法也不同。根据原料的特点,采用相应的加工方法:如选蔬菜、洗净、去皮、切块、烫漂、冷却等,将药物栽培、杀菌、分割、洗瓶、半满等,以及食品原料的拣选、清洗、切割、灭酶、包装等。
生物制品是活的或具有生物活性的物质。在冷冻干燥前,往往需要加入保护剂,以减少材料的低温破坏和脱水破坏。常用的保护剂包括蔗糖、海藻糖、甘露糖醇、山梨糖醇、氨基酸、氯化钠、氢氧化钠、脱脂牛奶等。为提高多孔层的稳定性,可在冻干前提高材料的热机械性能,如加入葡聚糖、甘露醇等热稳定性较高的赋形剂。