冷冻干燥技术在食品工业中的应用
常压冷冻干燥技术在食品中的应用研究
料特性 如尺寸 和浓度对冻 干过程机 制的影 响 ， 指 出在
一
定 范围 内 ， 溶 液浓度增 大时 ， 干燥 时间增长 ； 冻结 物
料尺 寸较小 时 ， 干燥 速率加 快 。并通 过理论 分析指 出
加快干燥过程 的若 干途径 。 Ｇ ｉ ｂ ｅ ｒ ｔ ｌ ｎ 】 以活性 氧化 铝为吸 附剂 ， 对胡萝 卜 片进行 了流化床常压 冷冻处 理 的试 验
燥 过程所用 口 １ 。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 。 常压吸附流化床冷冻干燥流程如图 １ 所示 。
干燥 表 明微 波辐 射应 用 于 固定 床 和流动 床 的常 压冷
器
冻干燥可有 效 的减少 干燥时 间（ ５ ０％） ， 能效也有 所提 高（ ３ ０ ％） ， 且 固定床 干燥 的产品要 优于流动床 。 国内关 于常压吸 附流化冷冻干燥 试验 的主要有 ： 李心刚等 对 固态食 品进行 了吸 附剂流 化床常压冷冻 处理 ， 通 过与冷 冻进行 比较 ， 认 为 吸 附流化 床 常压冷 冻具有发展 和应用前景 。李惟毅 等ｆ ｌ ８ １ 对 粒状马铃薯 的
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
用 于流化床 常压冷冻试 验。按照其 发明 ， 物 料通过 与
吸附剂进 行质 热交换 而 被干燥 ， 之后 ， 吸 附剂 再经 过 热蒸 汽进行再生 。 Ｍａ ｔ ｔ ｅ ｏ ｔ ４ ］ 对土豆 的吸附剂 流化 床常压
空冷 冻干燥技术 ， 另一方面努力 探索新 型的冷冻 干燥
方法 。常压 冷冻干燥 （ Ａ Ｆ Ｄ， Ａ ｔ ｍ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｉ ｒ ｃ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｅ ｄ ｙｉ ｒ ｎ ｇ ）
冷冻干燥的原理及操作步骤
冷冻干燥的原理及操作步骤冷冻干燥（Freeze Drying），也叫冷冻真空干燥，是一种将物质经冷冻处理后，在低压下蒸发水分的技术。
它广泛应用于食品工业、制药工业、生物工程等领域。
冷冻干燥的原理是利用物质在减压条件下过冷时，从固态直接转变为气态，这个过程称为升华。
在这个过程中，物质的水分被蒸发掉，而其他营养成分、香气和味道得以保持和最大限度地保留。
冷冻干燥的操作步骤如下：1. 物料准备：根据需要冷冻干燥的物料，选择合适的原料，保证其质量和营养价值。
对于食品来说，要选择新鲜和优质的食材，而对于药品来说，要选择合适的活性成分。
2. 冷冻：将物料以适当的方式冷冻，通常是通过低温环境下进行快速冷冻，以保留物料的营养成分和品质。
冷冻温度和冷冻时间取决于物料的性质和要求。
3. 主要：将冷冻好的物料转移到冷冻干燥设备的主要部分。
主要部分通常包括真空腔室、加热板和冷凝器等。
将物料放置在加热板上，并在真空腔室中建立适当的真空环境。
4. 升华：加热加热板，使物料升华。
通过提供适当的加热和真空条件，将物料中的水分从固态转变为气态。
水分从物料中蒸发出来，并在冷凝器中凝结。
5. 脱气：将水分从设备中排出，以便维持较低的压力。
这一步骤通常需要反复进行，以确保设备中没有多余的水分。
可用加热或局部真空回退等方式来加速脱气过程。
6. 收回：将冷凝的水分收回，以便进一步利用。
收回的水分可以作为再利用的水源，以减少水资源的浪费。
7. 制品包装：冷冻干燥后的制品通常需要进行包装，以保持其干燥状态。
透明的塑料袋、瓶子或铝罐等都可以作为合适的包装材料。
包装后的制品应存放在干燥、低温和密封的环境中，以保持其质量和保存期限。
冷冻干燥技术广泛应用于食品工业、制药工业和生物工程等领域。
它可以保持食品的营养成分和风味，并延长其保质期；在制药工业中，冷冻干燥可以保留药品的活性成分并提高其稳定性；在生物工程中，冷冻干燥可以保留细胞活性和酶的活性。
冷冻干燥的原理和操作步骤对于实现物料的干燥和长期储存具有重要意义。
冻干技术的原理、工艺过程及常见问题_概述及解释说明
冻干技术的原理、工艺过程及常见问题概述及解释说明1. 引言1.1 概述冻干技术，也被称为低温真空干燥技术，是一种将物质在低温和真空条件下获得固态而去除水分的方法。
该技术通过冷冻样品并施加真空，使水分直接从固态转变为气态，从而避免了液态中间阶段的形成。
这种技术特别适用于保留样品中的活性成分、延长产品的保质期以及提高药物和食品的稳定性。
1.2 文章结构本文将首先介绍冻干技术的原理，包括其定义、背景和原理解释。
然后，我们将讨论该技术在不同领域中的应用。
接下来，我们将详细描述冻干技术的工艺过程，包括前处理步骤、冷冻步骤和干燥步骤。
此外，在第四部分中，我们还将探讨常见问题，并提供解决方法，涵盖质量问题与控制措施、设备故障与维护工作以及工艺优化与提高产能措施。
最后，在结论部分，我们将总结冻干技术的重要性和应用价值，展望未来的发展趋势，并给出本文的结束语。
1.3 目的本文旨在全面介绍冻干技术的原理、工艺过程以及常见问题与解决方法。
通过对这些方面的详细说明，读者将能够更好地了解冻干技术的基本概念和操作流程，并掌握解决常见问题所需的知识和技能。
同时，通过对该技术在不同领域中的应用案例进行分析，读者将明确冻干技术在现实生产中的重要性，并为未来发展提供参考建议。
2. 冻干技术的原理2.1 定义和背景冻干技术，也叫冷冻干燥技术，是一种将湿润的物质（例如食品、药物或生物制品）通过低温冷冻和真空脱水处理使其直接从固态转变为气态的过程。
这种技术可以有效地保留物质中的大部分营养成分和化学性质，并延长其保存期限。
因此，在食品工业、医药工业以及生物科学领域得到了广泛应用。
2.2 原理解释冻干技术基于三个关键原理：低温固化原理、减压脱水原理和由气体直接向固体状态转移的升华原理。
- 低温固化原理：在冷冻步骤中，物质被迅速降温至低于其平衡点以下，使水分凝固并形成冰晶。
这些冰晶在后续的干燥过程中起到支撑作用，防止物质结构塌陷并加速水分蒸发。
冷冻干燥的原理及特点
冷冻干燥的原理及特点冷冻干燥是一种将物质从液态直接转化为气态，并在保持物质原有性质的同时将其固定在干燥剂中的技术。
它被广泛应用于生物技术、食品工业、药品工业和材料科学等领域。
以下是冷冻干燥的原理及特点的详细介绍。
1. 原理冷冻干燥的原理是将液态物质在低温情况下进行冷冻，然后通过减压使水分转移到气态，达到干燥的目的。
在干燥过程中，物质的温度和压力均控制在特定的范围内，以避免物质的化学和物理变化，同时也能保持原有的物理和化学性质。
最终生产出来的干燥物质是一种非常稳定的产品，其质量和保质期可大大提高。
2. 特点（1）保持物质的原有性质由于冷冻干燥的干燥过程是在低温下进行的，而且在干燥的过程中尽可能地采用了低压减少蒸发，这样就保证了物质的原有性质不会发生改变，包括物质的颜色、形状、味道和化学性质等。
（2）长期保存冷冻干燥制成的产品寿命很长，通常可以保存3-5年，这是由于干燥处理过程中将水份蒸发掉，完全除去了霉菌和细菌，使制品的耐储性大大提高了。
（3）不影响营养相比其他干燥方法，冷冻干燥过程虽然更加复杂，但干燥后的产品却能够保留更多的营养成分。
这是因为在低温冷冻的过程中，物质的营养成分不会随水一并挥发。
所以冷冻干燥特别适用于干燥奶制品、水果、蔬菜等食品。
（4）压力低冷冻干燥的过程和产品特点决定了其干燥时间长、所需压力小，因此干燥质量更容易控制，同时也降低了成本。
总之，冷冻干燥对不同领域的材料和产品的干燥都非常适用。
它保留了物质原有的性质，在干燥的同时不会影响其营养，并且干燥制成的产品具有极长的保质期。
因此，冷冻干燥成为现代科研、工农业等领域中不可替代的重要技术。
冷冻干燥的原理
冷冻干燥的原理冷冻干燥是一种通过低温和低压的工艺，将水分从物质中蒸发而去的方法。
它被广泛应用于食品、药品、生物制品等领域，以实现长期保存和保持原有质量特性的目的。
冷冻干燥的原理是基于物质的三态变化过程，即固态、液态和气态之间的相互转变。
冷冻干燥过程主要包括预处理、冷冻、真空干燥和恢复四个阶段。
首先是预处理阶段，目的是去除物质中的杂质和水分。
在这一阶段，物质经过清洗、切割、浸泡等处理，以确保物质表面的干净和内部结构的完整。
接下来是冷冻阶段，物质被放置在低温环境中，使其温度迅速降低到冰点以下。
冷冻的目的是将物质中的水分转化为固态，形成冰晶。
冰晶的形成会使水分分子间距离增大，从而减少水分分子之间的相互作用力，为后续的干燥创造条件。
然后是真空干燥阶段，冷冻的物质被放置在真空容器中，施加低压。
在低压的作用下，冰晶在低温下直接从固态转变为气态，即从冰直接蒸发，绕过液态的过程。
这个过程称为升华。
升华的优点在于，物质在干燥的同时几乎不与液体接触，从而避免了水分分子在液态下对物质结构的破坏。
最后是恢复阶段，干燥后的物质被密封或包装，以避免再次吸湿。
当物质需要使用时，只需加入适量的水分，物质便可恢复到原来的状态，而且几乎不会有质量损失。
冷冻干燥的原理是利用低温和低压的条件，使水分从物质中蒸发而去。
相较于传统的加热干燥方法，冷冻干燥的优势在于能够在较低的温度和压力下进行，从而减少了对物质结构和化学性质的影响。
此外，冷冻干燥还可以保持物质的原有形态和特性，如保持食品的口感和营养成分、保持药品的活性和稳定性等。
冷冻干燥技术在食品工业中得到了广泛应用。
例如，水果和蔬菜可以通过冷冻干燥技术制成速溶水果粉和蔬菜粉，以便于储存和食用。
同时，冷冻干燥还可以用于制备冷冻干燥肉制品、冷冻干燥奶制品等。
这些冷冻干燥的食品不仅具有较长的保质期，而且在恢复后仍然可以保持原有的风味和食用品质。
在药品工业中，冷冻干燥被广泛应用于制备药物制剂。
通过冷冻干燥技术，可以将药物制剂转化为干燥粉末，以提高其稳定性和储存寿命。
真空冷冻干燥技术对食品品质的影响
真空冷冻干燥技术对食品品质的影响Abstract：In this paper，the material quality and strcture features，colour，sugar，protein，VC，total phenol and flavonoids of food dried by the vacuum freeze-drying technology were analyzed and compared with other drying methods. Discussed the change principle of food nutritional quality and the development prospect of the vacuum freeze-drying technology.Key words：vacuum freeze-drying technology；quality；priciple；prospect食品在加工、贮藏和运输过程中会发生各种物理、化学和生物变化，这些变化会导致食品的外观、营养成分发生变化，特别是在加工高价值食品时。
干燥是一种古老的加工和保藏食品的方法，可将物料中水分含量降低，有效阻碍物料内部微生物的滋生和以水为介质的化学反应发生，从而延长货架期、降低货运成本。
目前，已有的干燥方式有风干、晒干、阴干、热风干燥、远红外干燥、微波干燥、真空干燥、真空冷冻干燥、变温压差膨化干燥，以及多种方式联合干燥的技术。
在众多干燥方法中，真空冷冻干燥技术是保留食品品质较好的方法[2-3]。
真空冷冻干燥（Vocuum Freeze-drying）技术是一种已在食品加工业广泛研究并应用的食品干燥技术，是将物料冻结到共晶点温度以下，在低压状态下，通过升华除去物料中水分的一种干燥方式。
真空冷冻干燥可以很好地保持物料原有的色、香、味及形态。
近年来，果蔬脆片休闲食品悄然进入市场，愈来愈受到消费者的青睐，国内部分企业也瞄准该市场积极筹划果蔬干制休闲食品加工项目[4-5]。
食品的干制保藏技术
食品的干制保藏技术1. 引言食品的干制保藏技术是一种常用的食品保鲜方法，通过减少水分含量来防止食品变质和细菌滋生。
本文将介绍食品的干制保藏技术的原理、方法和应用。
2. 原理食品的干制保藏技术基于食物中的水分是微生物滋生和食品腐败的主要原因。
降低食品的水分含量可以限制微生物的生长，延长食品的保鲜期。
食品的干制保藏技术主要有以下几种原理：2.1 蒸发干燥蒸发干燥是一种将食物暴露在高温环境中，利用热量将水分蒸发的方法。
常见的蒸发干燥方法有太阳晒干、空气干燥和热风干燥等。
2.2 冷冻干燥冷冻干燥是一种将食物冷冻并在低温下蒸发其中水分的方法。
这种方法可以保持食品的营养成分和味道，并延长保鲜期。
2.3 盐腌干燥盐腌干燥是一种将食物浸泡在盐水中，通过渗透作用将水分排出的方法。
盐腌干燥可以增加食品的咸味，并具有抑制微生物生长的作用。
3. 方法食品的干制保藏技术有多种方法，选择适合的方法取决于食品的特性和需求。
以下是几种常见的干制保藏技术方法：3.1 太阳晒干太阳晒干是一种简单且常见的干制方法。
将食物摆放在干燥通风的地方，暴露在阳光下使其水分蒸发。
这种方法适用于蔬菜、水果和海产品等食物。
3.2 电热干燥电热干燥使用电热器具将食物加热至一定温度，使其水分蒸发。
这种方法适用于肉类、坚果和谷物等食物。
3.3 冷冻干燥冷冻干燥是一种将食物冷冻并在真空环境下蒸发其中水分的方法。
这种方法适用于水果、奶制品和咖啡等食物。
3.4 盐腌干燥盐腌干燥是将食物放入盐水中浸泡一段时间，使其水分排出。
这种方法适用于鱼类、肉类和蔬菜等食物。
4. 应用食品的干制保藏技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：4.1 旅行和露营在旅行和露营期间，使用干制保藏技术可以延长食品的保鲜期，减少食品的重量和体积，便于携带。
例如，干果和肉干常是旅行和露营的理想食品选择。
4.2 紧急救援在紧急救援和救灾情况下，干制保藏技术可以为人们提供长久耐用的食品供应。
冻干机选型之温度和真空度的要求.
冻干机选型之温度和真空度的要求真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学和农副产品深加工等领域有着广泛的应用。
药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。
西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展，很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。
在针剂方面，冷冻干燥工艺采用的比较多，提高了药品质量和贮存期限，给医患双方都带来了利益。
但目前冻干药品的品种不多，产品价格高，干燥工艺不先进。
在中药方面，目前还只局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干，大量的中成药还没有采用冻干工艺，与国外差距较大。
日本几年前就开展了“汉药西制”，改变了中药的熬制方法，解决了中药不能制成针剂或片剂的传统，也解决了中药不治急病的难题，因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。
在生物技术产品领域，冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产；生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品；血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存等。
冻干机板层的制冷温度范围和冷凝器温度大致有三种类型。
一种是冷冻系统采用单级制冷压缩循环，板层的制冷温度约为-35~-40℃。
冷凝器的制冷温度为-50℃左右。
这种冻干机适用于一些容易冻干产品的生产。
另一种是冷冻系统采用双级制冷压缩循环，板层的制冷温度约为-45~-50℃。
冷凝器的制冷温度为-65℃左右。
这种冻干机适用于大部分医药产品的冻干。
再一种是冷冻系统采用复叠式制冷循环，板层的制冷温度约为-55~-60℃。
冷凝器的制冷温度为-75℃左右。
这种冻干机适用于一些特殊产品的冻干。
上述温度范围的选择是根据冻干产品的共晶点所决定的，共晶点低的产品要求板层的制冷温度低些，冷凝器的温度也相应地低些。
此外，板层温度的均匀性，对产品质量的一致性有很大的影响，温度均匀性好，则冻干产品质量的一致性也越好，因此宜选择使用中间流体间接制冷板层的冻干机。
这种冻干机板层为空心夹层结构，内部有许多流体通道，板层的制冷和加热均通过中间流体的循环来实现，因此板层温度均匀一致。
食品干燥新技术
实用技术·贮藏与加工·新农村2019.4干燥是最古老的食品保存方法之一，由于在传统的食品干燥脱水过程中，长时间高温干燥会使产品品质发生不良变化，因此选择合适的干燥方法尤其重要。
食品干燥技术的种类多，对应干燥设备的类型也很多，目前的干燥新技术主要有真空冷冻干燥、红外辐射干燥、微波干燥、过热蒸汽干燥、冷冻干燥等。
现简要介绍如下。
真空冷冻干燥：与通常的晒干、烘干相比，其特点是可以保留新鲜物料的色、香、味、形，避免了营养损失。
目前，国内外一致认为真空冷冻干燥技术是生产高品质食品的加工方法，但其价格也高于热风干燥食品和速冻食品。
红外辐射干燥：是红外线穿透物料一定的深度并提高它的温度，随着温度的提高，水的扩散速率提高，水分蒸发到物料表面，被干燥空气带走，从而获得较快的干燥速率。
利用红外线辐射技术干燥食品干燥时间短、热效高，最终产品品质较好，产品干燥过程中温度均一，不需要有气流穿过物料。
红外辐射加工可以和传统的干燥技术联合使用。
微波干燥：在食品加工中的应用很广泛。
微波干燥比传统热风干燥更快、能效更高、产品品质更均一。
微波干燥系统能量集中，与传统的热风干燥设备比较，只占用其20%～30%的空间，能实现快速、有效的热处理，防止产品品质下降。
微波技术可应用在冷冻和真空干燥中，即微波冷冻联合干燥和微波真空干燥法。
过热蒸汽干燥：是一种以过热蒸汽直接与湿物料接触而去除水分的干燥方法。
过热蒸汽干燥的特点为：过热蒸汽的热容高于空气，传递同样的热量所需要的量减少；过热蒸汽不含氧气，可以避免物料氧化；物料表面没有空气边界层，可以减少传热会介质阻力等。
冷冻干燥：又称升华干燥，它利用冰晶升华的原理，将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法。
其主要优点：一是干燥后的物料保持原来的化学组成和物理性质（如多孔结构、胶体性质等），保持原有营养物质；二是热量消耗比其他干燥方法少。
冻干工艺的优化
VS
详细描述
在食品冻干工艺的优化中，研究者针对不 同的食品种类，改进了预处理方法，如切 分大小、灭酶等。同时，调整了干燥温度 和时间，以获得最佳的干燥效果。优化后 的工艺使得冻干食品具有更好的复水性和 口感，能够更好地保留食品原有的营养成 分和风味。
某生物制品冻干工艺的优化
总结词
通过选择合适的保护剂和优化冻干过程中的 参数，保护生物制品的活性和稳定性。
在药品冻干工艺的优化过程中，通过实验研究，调整了冻干过程中的升华温度、解析温度和时间等关键参数。优 化后的工艺显著提高了药品的干燥效果，减少了残留水分，增强了药品的稳定性，为药品的质量和保存期提供了 更好的保障。
某食品冻干工艺的优化
总结词
通过改进食品的预处理、干燥温度和时 间的设置，提高食品的复水性和口感。
冻干工艺的优化
汇报人： 2024-01-08
目录
• 冻干工艺简介 • 冻干工艺的优化目标 • 冻干工艺的优化方法 • 冻干工艺的优化实例 • 冻干工艺的未来发展
01
冻干工艺简介
冻干工艺的定义
• 冻干工艺是一种通过冷冻和升华过程去除水分的方法，将含水 物料冷冻成固态，然后在真空条件下使冰直接升华为水蒸气， 从而获得干燥产品。
详细描述
在某生物制品冻干工艺的优化中，研究者筛 选了多种保护剂，并确定了最佳配比。同时 ，通过实验确定了最佳的冻干参数，如降温 速度、升华和解析温度等。优化后的工艺有 效地保护了生物制品的活性和稳定性，为其 长期保存和运输提供了更好的解决方案。
05
冻干工艺的未来发展
新型冻干技术的研发
真空压力控制技术
控制干燥过程
通过精确控制干燥温度、 压力和时间，确保产品在 干燥过程中保持最佳状态 ，避免产品变性或降解。
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冷冻干燥技术在食品工业中的应用
冷冻干燥技术是一种将食品在低温下冷冻，并通过减压、升温的方法将水分直接从冰态转变为气态的干燥方法。
这种技术被广泛应用于食品工业中，以提高食品的质量和保持其营养成分。
本文将重点介绍冷冻干燥技术在食品工业中的应用。
冷冻干燥技术可以应用于水果和蔬菜的加工过程中。
通过冷冻干燥，水果和蔬菜中的水分可以迅速被蒸发，保持其原有的形状和营养成分，同时延长其保质期。
例如，冷冻干燥的草莓片可以保持其天然的颜色、口感和营养价值，可以作为零食或配料使用。
此外，冷冻干燥还可以用于蔬菜粉的生产，这种粉末可以用于调味料、汤料和保健品等食品的制造。
冷冻干燥技术在肉类加工中也有广泛的应用。
通过冷冻干燥，肉制品中的水分可以被迅速蒸发，从而防止细菌和霉菌的生长，延长肉制品的保质期。
同时，冷冻干燥还可以保持肉制品的营养成分和口感，使其更加美味可口。
例如，冷冻干燥的牛肉片可以作为方便食品，既方便携带又保持了牛肉的原有风味和营养成分。
冷冻干燥技术还可以应用于乳制品和海产品的加工中。
对于乳制品，冷冻干燥可以去除其中的水分，减少细菌的滋生，延长其保质期。
同时，冷冻干燥还可以保持乳制品的营养成分和口感，使其更加适合婴幼儿食品和保健品的生产。
对于海产品，冷冻干燥可以去除其
中的水分，防止腐败，同时保持其鲜美的口感和营养成分。
例如，冷冻干燥的虾仁可以作为高蛋白的零食或配料使用。
冷冻干燥技术还可以应用于咖啡和茶叶的加工中。
通过冷冻干燥，咖啡和茶叶中的水分可以被迅速蒸发，保持其原有的香气和口感。
同时，冷冻干燥还可以减少咖啡和茶叶中的苦味和酸味，使其更加柔和和口感。
冷冻干燥的咖啡和茶叶可以用于即溶咖啡和茶包等食品的制造，方便消费者的使用。
总结起来，冷冻干燥技术在食品工业中有广泛的应用。
通过冷冻干燥，食品中的水分可以被迅速蒸发，保持其原有的形状、口感和营养成分，同时延长其保质期。
冷冻干燥技术可以应用于水果、蔬菜、肉类、乳制品、海产品、咖啡和茶叶等食品的加工中，提高食品的质量和营养价值。
随着科技的不断发展，冷冻干燥技术在食品工业中的应用将越来越广泛，为人们提供更加安全、健康和美味的食品。