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冷冻干燥技术与设备简介

  冷冻干燥技术早在上世纪初就有应用,欧美等发达国家将其用在食品加工上也有几十年的时间。其原理源于水的升华现象。利用这一现象可以将含水物料先冻结起来,然后放在真空环境中使冰升华出去,以达到干燥的目的。
  
  由于这一干燥过程物料是在冻结状态和缺氧环境中完成的,所以不会发生液态水向表皮迁移而产生的皱缩、结壳和成分流失及变质等现象,一些热敏感和易氧化褐变成分也不会变化。用这种方法对许多食品、药品、生物制品等产品进行干燥均可以比较好地将其原有性状、成分保存下来,并可在室温条件下长期存放。冷冻干燥设备主要由真空干燥仓和捕水器两大部分组成,并配以真空系统,制冷系统、加热系统,除霜系统、冷却系统和控制系统等,制药设备还配有液压加塞系统和灭菌系统,较大型食品设备配有速冻库和物料输送系统。
  
  按用途不同可将冻干设备分为药品设备和食品设备两种。前者规模较小,无菌控制严格,工艺参数控制精确,自动化程度较高,造价也高。后者则处理量较大,效率较高,比较重视节能技术的应用。
  
  由于冷冻干燥机属能耗较高的一种干燥设备,对干燥食品来说需考虑降低能耗和加工成本,因此在设计制造和选择使用时应考虑节能技术和措施的应用。首先在制造上应保证真空仓密封良好,真空度能快速达到要求,并可用小功率真空泵替代,且可自动交替进行以达到节能的目的。
  
  制冷系统能耗较大,应采用高效换热设备工作,保温可靠,同时应采用较先进的低温制冷技术和设备拉大物料冰界面和捕霜表面的温差以提高捕水速度,缩短干燥时间。
  
  加热系统应尽可能保证各料盘受热均匀,干燥进度同步,以减少无效干燥时间。控制系统应能起到综合调整,监测和自动控制的作用。国产食品冻干设备经十几年的发展有些已比较完善,基本达到进口设备水平,抚顺产的DT系列冻干机在节能方面就是一个较成功的实例。随着技术进步,从国外情况看,食品冻干机正向大型化、连续化和自动化方向发展。

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