冷冻浓缩与冷冻干燥
蛋白质的浓缩方法
蛋白质的浓缩方法目前蛋白浓缩方法基本主要有以下几种：1. 透析袋浓缩法利用透析袋浓缩蛋白质溶液是应用最广的一种。
将要浓缩的蛋白溶液放入透析袋（无透析袋可用玻璃纸代替），结扎，把高分子（6 000－12 000）聚合物如聚乙二醇（碳蜡）、聚乙烯吡咯、烷酮等或蔗糖撒在透析袋外即可。
也可将吸水剂配成30％－40％浓度的溶液，将装有蛋白液的透析袋放入即可。
吸水剂用过后，可放入温箱中烘干或自然干燥后，仍可再用。
主要用于更换蛋白质的缓冲液，有透析袋即可，不需要特殊的仪器。
2. 冷冻干燥浓缩法这是浓缩蛋白质的一种较好的办法，它既使蛋白质不易变性，又保持蛋白质中固有的成分。
它是在冰冻状态下直接升华去除水分。
具体做法是将蛋白液在低温下冰冻，然后移置干燥器内（干燥器内装有干燥剂，如NaOH、CaCl2和硅胶等）。
密闭，迅速抽空，并维持在抽空状态。
数小时后即可获得含有蛋白的干燥粉末。
干燥后的蛋白质保存方便，应用时可配成任意浓度使用。
也可采用冻干机进行冷冻干燥。
在冷冻状态下让扬品种的液体升华3. 吹干浓缩法将蛋白溶液装入透析袋内，放在电风扇下吹。
此法简单，但速度慢，且温度不能过高，最好不要超过15℃。
4. 超滤膜浓缩法此法是利用微孔纤维素膜通过高压将水分滤出，而蛋白质存留于膜上达到浓缩目的。
有两种方法进行浓缩：一种是用醋酸纤维素膜装入高压过滤器内，在不断搅拌之下过滤；另一种是将蛋白液装入透析袋内置于真空干燥器的通风口上，负压抽气，而使袋内液体渗出。
主要针对小体积蛋白质溶液（几ml）此法更不易引起变性，不过得有浓缩器，不是哪个实验室都有的。
5. 凝胶浓缩法选用孔径较小的凝胶，如SephadexG25或G50，将凝胶直接加入蛋白溶液中。
根据干胶的吸水量和蛋白液需浓缩的倍数而称取所需的干胶量。
放入冰箱内，凝胶粒子吸水后，通过离心除去。
6. 浓缩胶浓缩法浓缩胶是一种高分子网状结构的有机聚合物，具有很强的吸水性能。
每克干胶可吸水120ml～150ml。
冷冻浓缩.
(4)、液态原料干燥设备： 1、喷雾干燥设备：压力式，离心式，气流式。 2、流化床干燥设备：振动气流式，气流式，气流喷吹式，振动喷吹式。 3、泡沫层干燥设备。 4、滚筒式干燥设备。
(二)真空干燥设备
1．真空干燥的基本原理 由于气压愈低，水的沸点也愈低，因此，只有在低气压条件下才有可能用较
低的温度来干燥物料，当压力低至（2～0.1）mmHg(或266～13Pa)的高真空度时， 物体内的水分以冰晶体状态直接升华干燥。
带搅拌的渐进浓缩装置示意图 * 渐进冷却浓缩法最大的特点就是形成一个整体的冰结晶，固液界面小，使
得浓缩液与冰结晶的分离相对容易，同时，装置简单，控制方便 。
冷冻浓缩的应用状况
该项技术可以用于啤酒浓缩\橙汁浓缩\速溶咖啡\葡萄酒浓缩以及海水脱盐等方面.
设备投资大和日常维护费用高,以及对冰核生成及其生长机理的研究和数据积累 不足,致使该项技术的可操作性和操作的稳定性比较差.因此,目前主要还是实验研究 以及初步利用阶段.
机 械 搅 拌 式 干 燥 器
a、转筒式（回转式、管式）； b、转子式；c、涡轮式；d、转盘式； e、盘式干燥塔；f、螺旋式；g、振动式。
a、喷吹式；b、振动式；c、振吹式；d、单室式；e、多室式 流化床干燥器
a、管式；b、旋风分离器式；c、空气喷泉式；e、综合式 气流干燥器
(3)、块状物料干燥设备： 1、流化床干燥器; 2、喷吹式流化床干燥器; 3、振动流化床干燥器; 4、振动喷吹式流化床干燥器。
YZG真空干燥器
FZG真空干燥器
SZG系列双锥回转真空干燥机
真空干燥设备的应用
真空干燥技术应用于那些结构、质地、外观、风味和营 养成分在高温条件下容易发生变化或分解的食品，干燥 后的产品的速溶性和品质较好。
中草药提取液浓缩的方法
中草药提取液浓缩的方法
1.真空蒸发浓缩法
真空蒸发浓缩法主要利用真空蒸发设备，将草药提取液放入蒸发罐中，在低温条件下施加适当的真空，使提取液中的水分蒸发。
这种方法能够在
较低的温度下进行，有利于保留草药中的热敏性物质。
但是这种方法蒸发
速度较慢，且对设备要求较高。
2.浓缩干燥法
浓缩干燥法是将草药提取液在较高温下进行干燥，使其中的水分蒸发。
干燥过程中可以利用喷雾干燥器、流化床干燥器等设备，通过热空气或氮
气进行干燥。
这种方法干燥速度快，可以实现连续生产，但是需要控制好
温度，避免引起草药有效成分的分解。
3.冷冻浓缩法
冷冻浓缩法主要利用冷冻设备，将草药提取液在低温下进行冻结，然
后在真空条件下进行蒸发。
冷冻过程中，水分会在凝固状态下蒸发，从而
使草药溶液浓缩。
这种方法通过减小溶液中的溶质浓度，降低其蒸发温度，有利于保留草药的有效成分。
但是冷冻设备运行成本较高，且操作较为繁琐。
4.回流浓缩法
回流浓缩法是将草药提取液放入回流蒸发器中，在加热和冷却的作用下，使提取液中的水分蒸发。
在回流装置中，草药提取液通过循环泵进行
回流，实现多次蒸发浓缩。
这种方法比较经济实用，操作简便，适用于中
小规模的生产。
需要注意的是，在进行中草药浓缩的过程中，应严格控制温度和时间，避免草药有效成分的破坏。
此外，不同的浓缩方法适用于不同的中草药，
应根据草药的性质和需求选择适合的浓缩方法。
咖啡的浓缩工艺 (恢复)
朱艳丽
液态咖啡的浓缩工艺
——冷冻浓缩在液态咖啡生产中的 应用
冷冻浓缩原理
将稀溶液中的水冻结成冰晶，并将其从 溶液中分离出来，从而使溶液浓度增加 的一种浓缩方法。
相图说明
稀溶液的相图如图1 所示, 横坐标表示溶液的浓度X, 纵坐 标表示溶液的温度T。曲线DABCE 是溶液的冰点线,D 点是纯 水的冰点, E 是低共溶点。当溶液的浓度增加时, 其冰点是下 降的( 在一定的浓度范围内) 。 某一稀溶液起始浓度为X1, 温度在A1 点。对该溶液进行冷 却降温, 当温度降到冰点线A 点时, 如果溶液中无/ 冰种0, 则 溶液并不会结冰, 其温度将继续下降至C 点, 变成过冷液体。 过冷液体是不稳定液体, 受到外界干扰( 如振动) , 溶液中会 产生大量的冰晶, 并成长变大。此时, 溶液的浓度增大为X2, 冰晶的浓度为0( 即纯水) 。如果把溶液中的冰粒过滤出来,即 可达到浓缩目的。这个操作过程即为冷冻浓缩。
参考文献
1冯毅等.冷冻浓缩的原理、现状及实验研究 2林欣.冷冻浓缩及其在食品工业中的应用 3李云川.咖啡浓缩液的研制和加工技术 4李云川.袋泡咖啡的研制和加工技术 5高福成等. 现代食品工程高新技术. 北京: 中 国轻工业出版社. 1997. 6刘凌等. 冷冻浓缩技术的应用与研究简介. 化 学工业与工程. 1999, 16( 03) : 152- 157. 7 刘凌等. 液体食品的渐进冷冻浓缩. 食品与发 酵工业. 1999,25( 4) : 31- 34.
应用背景
在速溶咖啡工业最早在工业上应用的是冷冻干 噪和喷雾干澡。 冷冻干燥是一个非常好的加工过程。它可保留 更多的芳香物质, 并生产出优质的可溶咖啡， 但是干燥费用昂贵。 冷冻浓缩的费用要低的多, 与冷冻干噪相结合 使用, 可使整个加工费用降低。液态咖啡市场 发展非常迅猛。咖啡提取物浓缩后可不需进一 步的干噪。这些浓缩物可直接装瓶出售, 供给 干噪工厂, 并可用于配制食品体系中。
溶液的浓缩方法
溶液的浓缩方法溶液的浓缩方法是指将稀溶液中的溶质浓缩到一定浓度的过程，通常需要缩小溶液的体积，使得溶液中的溶质浓度增大。
常用的浓缩方法有蒸发法、冷冻干燥法、透析法、萃取法以及膜分离法等。
下面，本文将分步骤阐述这些方法的具体过程。
蒸发法：将稀溶液不断加热蒸发，从而使水分不断蒸出，剩余的浓缩液体内含有较高质量浓度的物质。
具体步骤如下：（1）将稀溶液装入蒸发皿中；（2）把蒸发皿置于沸腾器中，加热蒸发，使水分不断蒸发，浓缩液体逐渐变浓；（3）重复上述操作，直到达到理想的浓度。
冷冻干燥法：将溶液在低温条件下冷冻成固态，然后将固态溶液在低压条件下升华，获得浓缩的溶液。
具体步骤如下：（1）将待浓缩的溶液通过过滤后，净化后装入干燥器中；（2）对溶液进行冷却，在极低温下将溶液冻结成固态；（3）在恒定的低压下让固态逐渐升华，通过减轻压力，使其挥发，达到浓缩的效果。
透析法：通过半透膜使分子大小不同的物质在膜上分离，并分别收集分离出的物质，达到将物质浓缩的目的。
具体步骤如下：（1）在半透膜中灌入溶液后，让它自然搅拌均匀；（2）在透析膜两侧分别加入等体积的去离子水，等待片刻；（3）此时，使竖立的透析膜用吸水纸轻含，吸去膜上的水分；（4）然后把膜两侧的液体分别收集起来，即可浓缩物质。
萃取法：利用二相（有机相和水相）间的物质分配特性，将溶质从稀溶液中抽取至浓溶液中，达到浓缩效果。
具体步骤如下：（1）将稀溶液倒入萃取漏斗中，加入足量的萃取剂（常用的有乙醇、石油醚、苯、乙酸萃等）后摇匀；（2）将溶液进行分离，并用蒸馏水或盐酸等酸溶剂或氢氧化钠等碱性溶剂进行水相层的后处理；（3）将收集的萃取液经过蒸馏或挥发即可获得浓缩的物质。
膜分离法：通过过滤系统，利用膜的微孔隙和空隙，将溶质逐步浓缩。
此方法据根据膜分离的不同，又可分为超滤法、微滤法和纳滤法等。
具体步骤如下：（1）液体经过初步的净化后，再进入膜分离装置；（2）根据所采用的膜的不同，可以采用压力、电解法等进行操作；（3）进入系统后的液体经过膜的筛选，大分子物质无法通过，而小分子化合物通过膜隙渗透到对应的质量计中；（4）经过多次反复操作后，即可将液体中的化合物浓缩至一定的浓度。
细胞上清液浓缩方法
细胞上清液浓缩方法
细胞上清液是指培养基或细胞培养液中经过培养细胞后分离出
的液体部分，其中含有细胞分泌的蛋白质、细胞外囊泡等物质。
浓
缩细胞上清液的方法可以根据实验需求和样品性质选择不同的技术，以下是几种常见的浓缩方法：
1. 超滤浓缩，超滤是一种常用的浓缩方法，通过选择合适的分
子量截留膜，将细胞上清液中的溶质浓缩。
超滤浓缩可根据需要选
择不同的截留分子量，通常使用的截留膜孔径为10kDa或30kDa。
这种方法操作简单，但需要注意对膜的选择和操作条件的控制。
2. 离心浓缩，离心是一种常见的样品浓缩方法，可以通过超速
离心将细胞上清液中的溶质沉淀成为沉淀物，然后将上清液去除或
者浓缩。
这种方法操作简单，但需要离心机和离心管等设备，且对
样品的处理和操作技巧要求较高。
3. 冷冻干燥，冷冻干燥是一种将细胞上清液在低温下冷冻，然
后通过升华的方式去除水分，从而实现浓缩的方法。
这种方法适用
于对样品中蛋白质等生物大分子的保护较好，但操作相对复杂，需
要专门的冷冻干燥设备。
4. 沉淀法，利用盐类或有机溶剂等将细胞上清液中的蛋白质或
其他目标物质沉淀下来，然后去除上清液中的溶剂，从而实现浓缩。
这种方法操作简单，但对沉淀条件和去除溶剂的技巧要求较高。
总的来说，选择合适的细胞上清液浓缩方法需要考虑样品性质、实验需求、设备条件等多方面因素，合理选择浓缩方法并严格控制
操作条件是确保浓缩效果和样品质量的关键。
常用的浓缩方法的1减压加温蒸发浓缩通过降低液面压力使液体
常用的浓缩方法的：1、减压加温蒸发浓缩通过降低液面压力使液体沸点降低，减压的真空度愈高，液体沸点降得愈低，蒸发愈快，此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。
2、空气流动蒸发浓缩空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液，表面不断通过空气流；或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室，用电扇对准吹风，使透过膜外的溶剂不沁蒸发，而达到浓缩目的，此法浓缩速度慢，不适于大量溶液的浓缩。
3、冰冻法生物大分子在低温结成冰，盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中，操作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体，然后缓慢地融解，利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。
如蛋白质和酶的盐溶液用此法浓缩时，不含蛋白质和酶的纯冰结晶浮于液面，蛋白质和酶则集中于下层溶液中，移去上层冰块，可得蛋白质和酶的浓缩液。
4、吸收法通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。
所用的吸收剂必需与溶液不起化学反应，对生物大分子不吸附，易与溶液分开。
常用的吸收剂有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等，使用聚乙二醇吸收剂时，先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里，外加聚乙二醇复盖置于4度下，袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。
5、超滤法超滤法是使用一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的方法，不液体在一定压力下（氮气压或真空泵压）通过膜时，溶剂和小分子透过，大分子受阻保留，这是近年来发展起来的新方法，最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐，并具有成本低，操作方便，条件温和，能较好地保持生物大分子的活性，回收率高等优点。
应用超滤法关键在于膜的选择，不同类型和规格的膜，水的流速，分子量截止值（即大体上能被膜保留分子最小分子量值）等参数均不同，必须根据工作需要来选用。
另外，超滤装置形式，溶质成份及性质、溶液浓度等都对超滤效果的一定影响。
Diaflo 超滤膜的分子量截留值：膜名称分子量截留值孔的大的平均直径XM－300300，000140XM－200100，00055XM－5050，00030PM－3030，00022UM－2020，00018PM－1010，00015UM－21，00012UM0550010用上面的超滤膜制成空心的纤维管，将很多根这样的管拢成一束，管的两端与低离子强度的缓冲液相连，使缓冲液不断地在管中流动。
提取液的浓缩与干燥
第七章提取液的浓缩与干燥第一节浓缩一、含义：应用一定的技术除去部分溶剂使药液有效成分浓度增加的过程。
二、常用的技术:蒸发浓缩法、反渗透法、超滤法等；蒸发是浓缩药液的重要手段,即用加热的方法使溶剂气化除去的过程.浓缩是中药制剂原料成型前处理的重要单元操作。
中药提取液经浓缩制成一定规格的半成品，或进一步制成成品，或浓缩成过饱和溶液使析出结晶。
浓缩与蒸馏皆是在沸腾状态下，经传热过程，将挥发性不同的物质进行分离的一种工艺操作。
浓缩不以收集挥散的蒸气为目的；蒸馏必须收集挥散的蒸气。
影响蒸发(浓缩)的因素有:蒸气压差；蒸发面积；温差；搅拌；压力等；三、常用蒸发(浓缩)方法与器械1、常压蒸发：夹层蒸锅2、减压蒸发（真空浓缩）：3、薄膜蒸发：使药液形成薄膜而进行的蒸发。
薄膜蒸发是使料液在蒸发时形成薄膜，增加汽化表面进行蒸发的方法，又称薄膜浓缩。
其特点是:蒸发速度快，受热时间短；不受料液静压和过热影响，成分不易被破坏；可在常压或减压下连续操作；能将溶剂回收重复利用。
薄膜蒸发的进行方式有两种：一是使液膜快速流过加热面进行蒸发。
另一是使药液剧烈地沸腾使产生大量泡沫，以泡沫的内外表面为蒸发面进行蒸发。
常见设备类型：升膜式蒸发器、刮板式蒸发器、离心薄膜、降膜式蒸发器等。
反渗透法与超滤法是利用膜技术,在常温, 一定压力下,使小分子溶剂透过膜而除去达到浓缩的目的.与蒸发浓缩比较:1.蒸发须通过加热,适用于有效成分耐热性较强的提取液,工艺掌握不当对药液颜色有影响;2.膜技术则是在常温下进行,不破坏有效成分,溶液颜色不影响,但选择适宜的膜是关键.第二节干燥1、含义：利用热能使物料中的水分或其它溶剂气化除去，从而获得干燥物品的工艺操作。
2、目的：提高稳定性，使成品具有一定规格，利于进一步处理。
3、影响干燥的因素(自学):1).水分存在的方式2)物料的性状3)干燥介质的温度.湿度与流速4)干燥速度与干燥方法5)干燥压力常用干燥方法及其适用性常压干燥减压干燥喷雾干燥沸腾干燥冷冻干燥其它：红外线干燥,微波干燥等.常压干燥常用的有烘干干燥------所用设备主要有烘房和烘箱.特点:1)在常压条件下,利用干热空气进行干燥的方法.2)操作简单易行,适用于对热稳定的药物的干燥.3)干燥时间长,易引起某些药物成分的破坏,干燥品板结较难粉碎.减压干燥(又称真空干燥)在密闭的容器中抽真空并进行加热干燥的一种方法.特点:1)干燥温度低,干燥速度快.2)可减少物料与空气的接触,避免污染或氧化变质.3)干燥产品疏松易于粉碎.4)适用于稠膏、热敏性物料的干燥.喷雾干燥法是流态化技术用于液态物料干燥的较好方法。
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蒸汽喷射加热流程
1—水槽 2—水泵 3—蒸汽 4—蒸汽喷射器 5—加热板 6—真空泵
加热系统
供热不足：升华热补充 不上，造成冻干品温度 下降，饱和蒸气压随之 下降，在捕水器温度不 变情况下，水蒸气驱动 压差减小。
供热过多：升华界面容 易融化，此外，升华干 燥层可能出现塌陷。
接触加热法 辐射加热法
在一定的溶液过冷度下，与溶液成平衡的晶体直 径，称为临界直径。
溶液主体过冷度与晶体临界直径的关系图
思考：在悬浮冻结中，如果将小晶体悬浮液与大晶体悬浮液混合在一起
冷冻干燥
冬天结冰衣服风干？ 真空冷冻干燥 1、增加压差 2、减少阻力
温度 ℃
升华/汽化热 kJ/kg
饱和蒸气压 Pa
10 0 -10 -20 -30 -40 -50
动压测量技术
冻干终点判断
2
3 4 5 6
常规方法： 冻干品温度内外一致 （升华干燥结束） 捕水器温度下降（升华干 燥结束） 干燥箱压力下降 解吸干燥结束（试验确定）
1
压 力 （ Pa）
时 间 （ s）
包装与贮藏(后处理)
尽管冷冻干燥食品的含水率很低，若酶活性未被钝 化，仍会发生酶促反应。此外，多孔疏松结构使食品极 易吸湿和氧化，尤其是含糖和有机酸较高的果汁等食品 ，尽管在真空状态下贮藏，如果贮藏温度偏高，也极易 出现结块、塌陷、变色等现象，使果汁粉末失去其速溶 性而变成不易溶解的块状体。因此，冷冻干燥食品的包 装与贮藏是一个重要的生产环节。 一般要求包装材料安全、无毒副作用、不吸湿、不 透气、能遮光并有一定的机械强度，能适合于机械填充 、密封以及容易贮运和使用。 常见的包装容器有：复合薄膜袋、马口铁罐、铝拉罐 、棕色玻璃瓶和聚丙烯杯等。
b2
H
B
E
We
共晶点和共熔点的测定方法主要有电阻测定法、热差分析测定法、低 温显微镜直接观察法和数字公式计算法
食品冻干工艺
包装 预处理 装盘
捕水器温度降至－40℃以下
解吸干燥 升华干燥 加热
速冻
真空
预处理
指冻结前对食品进行必要的物理和化学处理。 主要内容有：清洗、分级、切分、漂烫、杀菌、添加抗氧 化等反应制剂、浓缩等。食品材料不同，预处理内容也不 同。
5—冷凝器 6—热交换器 7—冷阱进口阀 8—膨胀阀
上搁板
冻干过程
Q3
Q1
样品瓶
干燥层 升华界面 冻结层 下搁板
Q2
除自由水（游离水）
除束缚水（结合水）
冻结和干燥过程中物料的温度和含 a2
共晶点、共熔点
共晶点是冷冻过程中全部结冰的温度点， 共熔点是升温过程中的开始融化温度点
冷冻浓缩与冷冻干燥
冷冻浓缩 一、冷冻浓缩的原理
冷冻浓缩：利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理
而实现分离的方法。采用冷冻浓缩时，溶液的浓度 必须低于低共熔浓度。
（一）冷冻浓缩中的相平衡
冷冻浓缩
溶液浓度必须低于低 共熔点 平衡相为冰晶和溶剂
冰点下降：： T i 稀溶液：
RT 0 rm
RT 0 rm
使物料升温熔化。 一般冷冻干燥采取的绝对压强为0.2kPa左
右。升华产生的大量水蒸气以及不凝气经冷阱除去大部分水 蒸气后由其后的真空泵抽走。
（3）解吸干燥:在真空下提高物料温度，一般采用30~60℃。
待物料干燥到预期的含水量时，解除真空，取出产品。
（四）冷冻干燥中的传热和传质
1—干燥室
2—产品 3—热板 4—冷凝器（冷阱） 5—真空系统 6—制冷剂进 7—制冷剂出
最优冰晶尺寸
结晶形式 结晶条件 分离器形式 浓缩液价值
最主要因素
在冰晶晶核形成的情况下，也不是所有冷点所发 生的晶核都能保存下来。 在一定浓度的溶液中，与晶体成平衡的温度（称 为平衡温度）与晶体的大小有关，只有当晶体直径 相当大时，才等于溶液的冰点。 小晶体的平衡温度比大晶体低，所以与小晶体成 平衡的溶液，其过冷度要大些。
微波加热法
接触、辐射混合加热 法
（3）蒸汽和不凝结气体的排除系统
多采用低温
冷凝器（冷阱）。物料中升华的水蒸汽在冷阱中大 部分结霜除去后，还有部分的水蒸汽和不凝结气体 必须通过真空泵抽走。这样就构成了冷阱—真空泵 的组合系统。
（二）冷冻干燥装置的型式 1．间歇式冷冻干燥装置
1—干燥箱 2—冷阱 3—真空泵 4—制冷压缩机
品以及易氧化食品的干燥；
（2）由于物料中水分存在的空间在水分升华以后基本维 持不变，故干燥后制品不失原有的固体框架结构，保持
原有的形状；
（3）升华时原来均匀地溶于水中的无机盐就地析出，避 免了因物料内部水分向表面扩散时携带无机盐而造成的表 面硬化现象，制品复水后易恢复原有的性质和形状； （4）升华所需的热可用常温或温度稍高的加热剂提供， 热能利用的经济性好； （5）操作是在高真空和低温下进行，需要有一整套高真 空获得设备和制冷设备，故投资和操作费用都大，生产成
1．果蔬类食品的预处理:漂烫、切分成型 目的是尽量减少其营养成分和色、香、味在加工、贮运中的损失，同时 利于传热与传质。 漂烫是钝化蔬菜中酶活性的常用方法(表8-3)。通常将其在沸水中 (95~100℃)浸泡数分钟，或用蒸汽熏蒸数分钟均可达到很好效果。水果预 处理可用漂烫或用硫磺熏蒸 切分成型也是预处理工艺中的主要内容，尺寸大小和切分形状应该根据 是否有利于冷冻干燥中的传热与传质，是否符合食用习惯，是否有利于包装 贮运等因素而定 2．肉类、鱼类食品预处理: 剔除肥膘、切分、蒸煮和添加必要的抗氧化剂等 3．液体食品的预处理: 主要指果汁、咖啡、蔬菜汁、茶叶和调味品提取汁、蛋汤等食品。杀菌、 浓缩、制粒、添加各种抗氧化、抗结块等制剂。
冻干食品的特点
优质：基本保持食品原有的色、香、味、形，维生素 和蛋 白质等营养物质损失少。
方便：食用或加工前，复水快，可直接食用或烹调。
不用冷藏：密封包装后，可在常温下长期贮存、运输 和销售。 重量轻：满足宇航、旅游等人员需求。 成本高：冻干食品成本是热风干燥食品的4～6倍。
2477.1 2500.8/2835 2836.5 2838.0 2838.7 2838.6 2837.8 2836.3
1228 611.2 259.9 103.3 38.0 12.8 3.9 1.08
1Torr（托）＝1mmHg＝133Pa
-60
一、冷冻干燥的原理
冷冻干燥：使含水物质温度降至冰点以下，再使由水凝 固的冰在较高真空度下直接升华而除去的干燥方法。 冷冻干燥具有如下特点： （1）冷冻干燥在低压低温下进行，可以保留新鲜食品的 色、香、味及维生素C等营养物质，特别适用于热敏性食
2
2
w
Ti
ln( 1 w )
T0: 纯溶剂的冰点，K；w：浓度 rm：溶解热，J/kg
流体食品的冻结曲线
1—咖啡 2—蔗糖 3—苹果汁 4—葡萄糖 5—果糖
（二）冷冻浓缩中的结晶过程
冰晶颗粒
大，结晶操作成本 高；分离容易；溶 质夹带损失少
小，结晶操作成本低； 分离困难；溶质夹带 损失大
或者不连续，水蒸汽靠扩散或渗透方能逸出，因而干燥速度
慢。 因此，仅从干燥速率来说，以慢冻为好。 但从干燥品质来说，以速冻为好。
（三）冷冻干燥过程
（1）物料的预冻:通过实验确定合适的冻结速度，使物料组织 造成的破坏小，又能形成有利于以后升华传质的冰晶结构。 （2）升华干燥:对物料进行供热,使供热仅转变为升华热而不
2 确定低共熔温度以及防止冻结层熔解； 3 控制冻结过程的条件，使生成的纯冰晶的形状、大小、排列适当； 4 冻结体的形态要好。
（2）供热系统
供热系统主要提供冻结制品水分不断升华
所需的热量，其次是间歇性地提供低温凝结器（冷阱）积
霜熔化所需的熔解热。传热方式主要采用传导和辐射两种。 工厂常用喷射混合换热法。
8—加热流体进
9—加热流体出
冷冻干燥物中水分分布
主要组成
二、冷冻干燥装置
二、主要组成
干燥机
制冷
真空
加热
控制
清洗
消毒
（一）冷冻干燥装置的主要构成
（1）预冻系统
对固态物料，应用最多的预冻手段为鼓风式和接触式 冻结法。
对液态物料，也可用真空喷雾冻结法进行预冻。
冻结技术必须具备的条件
1 应避免物料因冻结而引起破坏和损害；
本高。
（一）水的相图
技术装备示意图
加热系统
控 制 系 统 干燥箱
捕
水 器
真 空 系 统
制冷系统
（二）冻结速率对冷冻干燥的影响
冰晶升华后留下的空隙是后续冰晶升华时水蒸汽的逸出
通道，慢冻时形成的大而连续的六方晶体升华后形成的空隙
通道大，水蒸汽逸出的阻力小，因而制品干速度快； 反之，速冻时形成的树枝形和不连续的球状冰晶通道小