微波冷冻干燥技术的简要介绍
微波冷冻干燥技术的发展及关键技术研究
微波冷冻干燥技术的发展及关键技术研究微波冷冻干燥是一种比传统冷冻干燥更加快速和高效的干燥技术。
与传统的冷冻干燥相比，微波冷冻干燥具有更短的干燥时间和更高的干燥效率，并且可以保持更好的产品质量和更低的能源消耗。
本文将探讨微波冷冻干燥技术的发展历程以及其中的关键技术研究。
微波技术在冷冻干燥中的应用可以追溯到上世纪60年代。
最初，人们尝试使用微波对食品进行加热和干燥，但是由于微波的渗透深度有限，导致内部的水分不能有效地加热和蒸发。
然而，当与冷冻技术相结合时，微波可以通过冰晶形成的空隙传递到食材内部，从而实现对食材的快速干燥。
微波冷冻干燥技术在20世纪80年代开始得到广泛研究和应用。
在这一时期，研究人员发展了一种名为“凝冻晶”的冻结方式，即在微波场作用下，食材内的水分首先形成冰晶，然后该冰晶在冷冻过程中间断地快速融化和重新冻结，从而加速了食材的冷冻速度和干燥过程。
这种凝冻晶的冷冻方式不仅可以提高干燥速度，还可以减少因长时间冷冻而产生的冰晶晶点的大小和均匀性差异，从而保持了干燥产品的质量。
此外，还有其他一些关键技术对微波冷冻干燥技术的发展起到了重要作用。
首先是微波传输技术，即如何将微波能量有效地传输到食材内部。
研究人员通过改变微波场的频率和功率，以及优化食材的形态和组织结构，提高微波在食材中的渗透和传输效果。
其次，还有冷冻技术的改进。
传统的冷冻技术需要较长的时间来冻结食材，这会导致冷冻过程中产生大的冰晶晶点，影响干燥产品的品质。
为了解决这个问题，人们发展了一种名为“快速冷冻”的技术，即通过将食材迅速冷却到较低温度，从而减小冷冻过程中冰晶晶点的大小和均匀性。
此外，还有一些辅助技术和设备的创新，例如微波天平，可以实时监测食材的湿度和质量变化；微波加热装置，可以实现微波能量的均匀和高效输送；自动控制系统，可以根据产品的需要调整微波功率和时间等参数。
总之，微波冷冻干燥技术是一种快速、高效的干燥技术，在食品、药品、生物制品等领域具有很大的应用潜力。
冷冻干燥技术原理
冷冻干燥技术原理
冷冻干燥技术，又称为冻干技术或冷冻脱水技术，是一种将水分从物质中移除的方法。
其原理基于物质在低温条件下转变为冰的特性，通过控制温度和压力，将冰从物质中直接转变为气态，从而使物质得以干燥。
冷冻干燥技术一般包括三个步骤：冷冻、真空和加热。
具体来说，冷冻干燥技术的原理如下：
1. 冷冻：将物质放置在低温环境中，通常是在-40°C以下的温
度下。
在低温下，物质中的水分会凝结成冰。
这个步骤的目的是使物质中的水分转变为固态，以便后续的干燥过程。
2. 真空：在低温环境中形成的冰被加热，同时施加低压。
在低压的作用下，冰的固态转变为气态，即直接从固态转变为水蒸气，而跳过了液态的过程。
这个步骤被称为升华(sublimation)。
真空的作用是提供一个低压环境，使水分从冰的固态直接蒸发为气态，而不是通过液态。
3. 加热：在真空中，将物质加热，以加快水分的升华速度，并确保将所有的水分从物质中完全移除。
加热还有助于恢复物质的原始形态和性质，避免水分的再吸收。
通过冷冻干燥技术，物质中的水分可以有效地被移除，同时保持物质的结构和性质。
这项技术广泛应用于食品、药品、化妆品、生物制品等领域，能够延长物质的保质期，并保持其原始特性。
食品的微波干燥技术
食品的微波干燥技术(一)微波干燥特点和机制食品物料因储存、运输或其他目的常需要干燥脱水。
微波干燥方法可分为常压微波干燥、微波真空干燥和微波冷冻干燥。
微波干燥的特点主要有以下几个方面：1.由内向外干燥微波干燥过程中首先在物料内层形成干燥层，然后由里层向外扩展，这主要是因为微波能透人物料内部被吸收，其微波能量瞬时转为热能，使物料整体升温(包括里层物料及其所含有的水分温度)。
此时，里层水蒸气压力骤升，驱动水蒸气向物料表层排出。
因此，物料里层首先出现干燥层，并逐渐向外层扩展。
而一般干燥方法是食品外部首先受热，食品表面先干燥，然后是次外层受热、干燥。
微波加热是内部加热，物品的最内层首先干燥，最内层水分蒸发迁移至次内层或次内层的外层，这样就使得外层的水分越来越多，所以随着干燥过程的进行，其外层的传热系数不仅没有下降，反而有所提高。
因此在微波干燥过程中，水分由内层向外层的迁移速度很快，即干燥速度比一般的干燥速度快很多。
2.脱水后期干燥在低含水量(小于5％)的物料干燥过程中，微波干燥较常规干燥方法效率高。
微波干燥尤其适用于一般干燥脱水的后期干燥处理。
3.微波干燥节能采用微波加热技术对物料加热时，物料吸收微波能的量远大于微波加热区设备部件(箱体)对微波能的吸收。
因此，物料温升远大于箱体，即意味着微波加热设备能量利用率远大于常规加热设备。
(二)微波真空干燥技术及应用微波真空干燥技术是以微波加热为加热方式的真空干燥。
对于一些热敏性材料，宜在低温下干燥，采用微波真空干燥不仅可以降低干燥温度，而且还可大大缩短干燥时间，有利于产品质量的进一步提高。
微波真空干燥主要用于对果汁、谷物和种子的干燥。
草莓、木莓采用微波真空干燥时，其维生素C的保存率高于90％；对于果汁中的挥发性风味物质的保存情况，微波真空干燥的效果好于喷雾干燥和冷冻干燥，因为喷雾干燥温度较高，而冷冻干燥时问较长。
微波真空干燥技术除了用于浓缩果汁以外，还可以对蔬菜、水果进行低温干燥，较好的保持了蔬菜水果的色泽、风味和维生素成分。
微波干燥的工作原理及优化设计
微波干燥的工作原理及优化设计微波干燥是一种利用微波能量进行物料干燥的技术。
与传统的热风干燥相比，微波干燥具有速度快、效率高、质量好等优势。
本文将介绍微波干燥的工作原理，并探讨如何进行优化设计，以提高干燥效果和经济效益。
一、微波干燥的工作原理微波干燥是一种将微波能量直接传输到物料内部，以内部加热方式进行干燥的技术。
其工作原理可归纳为以下两个方面：1. 微波能量的传输和吸收当微波能量通过物料时，其传输会发生两种现象：穿透和吸收。
物料的吸收取决于物料的介电性能，即介电常数和介电损耗因子。
在微波场作用下，如果物料的介电损耗因子较大，即对微波能量的吸收较强，干燥效果会更好。
2. 热传导和传质微波干燥同时包括热传导和传质两个过程。
物料在微波辐射下产生的热量会通过传导传递到物料的内部，并通过传质作用将物料内的水分蒸发出来。
传质速率取决于物料表面的水分蒸发速率和物料内部的传质速率。
通过合理控制微波功率和传质条件，可以实现快速而均匀的干燥效果。
二、微波干燥的优化设计为了提高微波干燥的效果和经济效益，需要进行优化设计。
以下几个方面是值得考虑的：1. 微波功率和频率的选择微波功率和频率是微波干燥的重要参数。
合理选择微波功率可以实现快速干燥，但过高的功率会引起物料的热过量，导致干燥不均匀。
频率的选择也应根据物料的特性进行调整，以提高微波能量的吸收效果。
2. 干燥温度和时间的控制干燥温度和时间直接影响微波干燥的效果。
过高的温度会导致物料变质，而过长的干燥时间则会增加生产成本。
因此，需要根据物料的特性和需求来选择合适的温度和时间参数，以实现高效的干燥效果。
3. 微波干燥设备的设计微波干燥设备的设计也是优化的重要环节。
合理设计微波辐射系统和传质系统，可以实现微波能量的均匀传递和物料内部的快速传质。
同时，设备的结构设计应方便清洁和维护，提高生产效率和设备的使用寿命。
4. 过程监控和控制通过实时监测干燥过程中的物料温度、湿度和微波功率等参数，可以及时调整微波干燥设备的工作状态，实现高效的控制。
微波干燥技术
微波干燥技术一、概述微波干燥技术是指利用微波辐射作为能量源，将物料内部分子发生振动并摩擦产生热能，从而实现干燥的一种方法。
相比传统的热风干燥技术，微波干燥具有快速、高效、节能等优点，在食品、化工、医药等行业得到广泛应用。
二、微波干燥原理微波是指频率在300MHz至300GHz之间的电磁波，其特点是在介质中传播时会被吸收，并通过分子振动转化为热能。
在微波干燥过程中，物料置于微波场中，吸收微波后内部分子振动加剧，并摩擦产生大量热能，从而使物料快速升温和脱水。
三、微波干燥设备1. 微波发生器：是产生微波辐射的关键设备，常见的有管式和固态两种。
2. 微波传输装置：将微波辐射传输到物料处，常见的有空气传输装置和导轨式传输装置。
3. 微波反射装置：将微波辐射反射到物料表面，常见的有金属板反射器和金属网反射器。
4. 微波干燥腔体：是进行微波干燥的空间，常见的有单向进出口和双向进出口两种。
四、微波干燥优点1. 快速：微波干燥速度快，通常只需几分钟至十几分钟即可完成。
2. 高效：微波能量直接作用于物料内部，无需通过传导或对流传递热量，因此能量利用率高。
3. 节能：由于微波能量直接作用于物料内部，因此无需加热大量空气进行传导或对流传递热量，节省了大量能源。
4. 保持品质：由于微波干燥速度快，因此可以在较短时间内完成干燥过程，从而避免了长时间暴露在高温下对物料造成的损伤。
五、微波干燥应用1. 食品行业：如蔬菜、水果、肉制品等。
2. 化工行业：如药材、化工原料等。
3. 医药行业：如中药材、药物等。
4. 其他行业：如木材、纸张等。
六、微波干燥注意事项1. 物料应均匀分布在微波场中，避免局部过热或过干。
2. 物料应先进行预处理，如切片、切块、薄片等，以便于微波辐射的穿透和吸收。
3. 微波干燥时应注意控制温度和湿度，避免过高或过低的温度和湿度对物料造成损伤。
4. 微波干燥设备应定期进行维护和清洁，以保证设备的正常运转和使用寿命。
微波干燥的原理
微波干燥的原理
微波干燥是一种常见的食品加工技术，它利用微波能量将水分从食品中蒸发出去，从而达到干燥的目的。
微波干燥的原理是通过微波与被干燥物质之间的相互作用，使被干燥物质内部的水分受热蒸发，从而实现干燥的目的。
下面将详细介绍微波干燥的原理。
首先，微波是一种电磁波，其频率在300MHz至300GHz之间。
微波能够穿透
食品并迅速被吸收，这是因为水分子对微波有很强的吸收能力。
当微波通过食品时，水分子会受到微波的作用而产生热量，导致水分子内部的热运动增加，从而使水分子蒸发。
其次，微波干燥的原理是利用微波与被干燥物质之间的相互作用，使被干燥物
质内部的水分受热蒸发。
在微波场的作用下，被干燥物质中的水分子会不断受热并蒸发，从而实现干燥的目的。
与传统的热风干燥相比，微波干燥具有更快的干燥速度和更高的能量利用率。
此外，微波干燥的原理还包括非均匀加热和内部加热。
微波在被干燥物质中的
传播是非均匀的，因此会导致被干燥物质内部的温度分布也是非均匀的。
这种非均匀加热会导致被干燥物质内部产生温度梯度，从而促进水分子的迁移和蒸发。
另外，由于微波能够直接作用于被干燥物质的内部，因此可以实现内部加热，从而提高干燥速度和均匀度。
综上所述，微波干燥的原理是通过微波与被干燥物质之间的相互作用，使被干
燥物质内部的水分受热蒸发，从而实现干燥的目的。
微波干燥具有干燥速度快、能量利用率高、内部加热等优点，因此在食品加工领域有着广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，读者对微波干燥的原理有了更深入的了解。
微波干燥技术研究及应用
微波干燥技术研究及应用近年来，随着工业化程度不断提高，它给人类带来的便利也十分巨大。
但是人们使用越来越多的化学品，给自然环境造成了极大的破坏。
为了适应环保要求，节约能源等方面的要求，人们开始利用微波干燥技术。
本文将介绍微波干燥技术的原理、特点及应用现状。
一、微波干燥技术的原理微波干燥技术是利用微波在物料中产生骚分子运动和分子振动热作用，从而达到干燥物料之目的。
微波是在高频场中以电磁波的形式传播，具有直接加热、快速节能、无污染等优点。
微波干燥技术主要由微波发生器、微波炉、温度控制装置和物料输送装置及干燥室组成。
微波炉中有一个微波反射盘，在微波照射下，物料产生温度升高，使水分分子渐渐从物料中挥发出来，从而使物料变干。
二、微波干燥技术的特点1.微波干燥技术具有直接加热的特点，即不需要使用其它传热介质，直接将微波照射到物料上，使物料中的水分迅速挥发。
以食品为例，其原理是使原料（如土豆片、水果、蔬菜）中的水分分子震荡摩擦，并产生热量，从而使食品得以干燥。
2.微波干燥技术采用了补充锅炉、减小锅炉、混合成形机和压力机，有效地减少了设备占地面积，并降低了净能消耗。
3.微波干燥技术的干燥时间非常短，从几秒钟到几分钟。
在传统干燥中，水分的挥发需要数小时，而微波干燥可以将干燥时间缩短到几分钟内。
4.微波干燥技术安全可靠，微波炉采用了高质量的材料，所有的电器部件都经过安全测试，使用起来非常方便。
三、微波干燥技术的应用现状1.食品行业：微波干燥技术成功地应用于食品加工的干燥，特别是水果类产品，如苹果、香蕉、葡萄干等。
微波干燥后的水果干柴爽口，外观良好。
2.化工行业：在化学行业中，微波干燥可以用于合成物的制备和有机试验中，可以用来干燥高分子溶液和涂料等。
3.医药行业：微波干燥技术在医药行业中用于生产硝酸甘油贴、风湿膏等制剂时，具有快速干燥、高效率、省时省功、精度高、质量好等优点。
4.纺织行业：微波干燥技术在纺织行业中广泛应用，可以用来干燥各种纺织品，如裤子、毛衫、睡衣等。
冷冻干燥技术原理讲解
冷冻干燥技术原理讲解冻干技术，也被称为冷冻干燥或低温干燥，是一种将含水物质从冰冻状态直接转变成气态的方法。
在这个过程中，水分被移除，而保持原始材料的化学和物理特性。
冷冻干燥广泛应用于食品、医药、化妆品等领域，其原理和过程如下：1.冷冻：冻干过程的第一步是将待处理的物质冰冻。
通常使用低温冷冻器将物质温度降至约-40°C至-50°C，并使其成为坚硬的固体。
这是因为当物质处于冰冻状态时，水分分子在固体水晶结构中密集排列，防止它们与其他物质发生反应。
2.减压：冷冻后，物质被转移到真空容器中以进行减压处理。
减压对于冷冻干燥至关重要，它使水从固体状态转变为气态，跳过液态阶段，这个过程称为升华。
减压减少了水分为过渡态液体的机会，从而降低其对物质的影响。
3.升温：在减压处理期间，温度逐渐升高。
由于压强的减小，水分分子会从冻结状态升华为水蒸气，同时继续保持物质的原始形态。
升温过程的控制很重要，它能够确保水分分子从物质中顺利移除，而不会对结构和性质产生不可逆的影响。
4.封闭：升温过程完成后，将干燥物质封闭于真空容器中。
这一步骤主要为了防止局部水分的重新吸收。
由于温度较高，容器内的蒸汽也会显著增加，所以需要设立一个回收系统来回收水分并避免对环境产生负面影响。
1. Sublimation（升华）：尽管温度上升，但减压的存在使水分分子从固态转化为气态，从而避免物质的液态阶段。
这就是为什么冷冻干燥被称为“桥接”过程，因为它直接将物质从冰冻状态转化为气态，而不是经过液相。
2. Desorption（解吸）：物质在冷冻过程中被冻结，并在减压期间解吸出水分。
由于较低的温度和压力，水分分子能够轻松地从物质中移动，从而保持物质的结构和特性不受影响。
3. Diffusion（扩散）：在冷冻干燥期间，物质的温度逐渐升高，水分分子从物质中扩散到环境中。
这是通过通过真空系统中的气流或较高温度的热辐射实现的。
总的来说，冷冻干燥技术通过将待处理物质冷冻、减压、升温和封闭，使水分分子从固态直接升华为水蒸气。
微波干燥工作原理
微波干燥工作原理
微波干燥是一种以微波辐射加热物料并蒸发其中的水分来进行干燥
的过程。
其基本工作原理如下：
1. 微波发生器：首先，通过微波发生器产生微波辐射。
微波是一种
高频电磁波，其频率通常在300 MHz至300 GHz之间，常用的微波干燥频率为2450 MHz。
2. 微波传输：微波辐射由波导或光纤等传输线路引导至干燥室，将
微波能量传递给物料。
3. 物料吸收：在干燥室中，物料吸收微波辐射。
水分是微波辐射的
一个常见吸收介质，因此微波辐射主要通过与水分子的相互作用来加热和蒸发物料中的水分。
4. 加热和蒸发：当微波辐射与物料中水分子发生相互作用时，水分
子内部的极性分子会随着电场的变化而迅速转向，从而产生能量和热。
这引起了水分子的运动，并导致物料中的水分温度升高。
5. 蒸汽排除：随着水分温度升高，水分开始蒸发。
蒸汽可以通过干燥室中的通风系统或真空抽取设备等方法排除，从而将物料中的水分去除。
微波干燥的优势包括快速加热速度、能量传递效率高、对热敏感物料的保护较好等。
然而，需要注意的是，由于微波的非均匀性，物料的大小、形状和电磁特性可能会影响干燥效果。
因此，在进行微波干燥之前，需要针对具体的物料进行合适的工艺参数调整和工艺优化。
微波干燥原理及应用
微波干燥原理及应用微波干燥是指利用微波的特性将湿的物质通过微波辐射加热和蒸发，从而达到干燥的目的。
微波干燥具有加热迅速、选择性高、体积变小、干燥效果好等特点，在食品加工、农产品干燥、化工行业等领域有广泛的应用。
微波干燥的原理比传统的热风干燥更为复杂，主要包括微波的穿透、吸收、转换和传导几个过程。
首先，微波通过传导进入物质内部，当微波能量遇到水分子时，水分子会振动并产生热能，将这部分热能传导给周围的物质，使物质加热。
同时，水分子的极性使其更容易吸收微波能量，这样微波能量在物质内部的传导速度更快，加热效果更好。
微波干燥的应用十分广泛。
首先，在食品加工领域，微波干燥可以有效地保持食物的原有香味、口感和营养成分，同时缩短干燥时间，提高生产效率。
例如，蔬菜和水果的微波干燥可以保持其色泽、味道和营养成分，还可以提高产品的贮藏性。
其次，在农产品干燥方面，微波干燥可以更好地控制产品的质量，避免过度干燥或者干燥不足的问题，同时提高产品的品质和产量。
再次，在化工行业中，微波干燥可以用于固体物质的干燥和溶剂的去除。
微波干燥不仅具有较高的干燥效率，同时还能降低能耗和环境污染。
除了这些应用外，微波干燥还在其他一些领域中发挥重要的作用。
例如，在医疗领域，微波干燥可以用于药物的干燥，以及医疗设备的杀菌和分类处理。
在纺织和制衣行业，微波干燥可以用于织物和服装的干燥，提供快速、高效的干燥解决方案。
在建筑和家居装饰领域，微波干燥可以用于木制品的干燥和涂装，以及水泥制品的加热和硬化。
在环保和能源领域，微波干燥可以用于废物的处理和能源的利用，帮助解决环境污染和能源短缺的问题。
综上所述，微波干燥作为一种新兴的干燥技术，具有广泛的应用前景。
通过充分利用微波的特性，可以实现物质的迅速加热和蒸发，提高干燥效率和质量，同时也可以节约能源和减少环境污染。
未来，随着科技的不断进步和创新，微波干燥技术将会得到更广泛的应用和发展。
食品干燥技术的研究进展
食品干燥技术的研究进展近年来，随着经济水平的提升，人们对食品质量和食品安全的关注度越来越高。
在食品加工业中，食品干燥技术被广泛应用。
食品干燥可以帮助食品延长保质期，减少食品在运输、储存和销售过程中的变质，同时也可以保留食品的营养成分和口感。
在这篇文章中，我们将会对食品干燥技术的研究进展做一个简要的概述。
传统的食品干燥技术包括日晒、风干、冷冻干燥、真空干燥、喷雾干燥等方式。
这些传统的干燥方法虽然质量较为稳定，但是会破坏食品的营养成分并且需要长时间的干燥过程。
因此，随着科技的进步，新型的食品干燥技术相继出现。
1. 微波干燥技术微波干燥技术是一种利用微波热效应对食品进行干燥的技术。
利用高频电磁波使水分子产生热能，从而达到干燥食品的目的。
微波干燥可使水分快速蒸发并保留食品的营养成分和口感。
此外，微波干燥时间短、效率高、易于控制，可以大大缩短食品干燥的时间。
超声波干燥是将食品放置在超声波场中，以产生较强的超声波振动能使水分子产生压缩膨胀，从而达到干燥的目的。
与传统的食品干燥方式相比，超声波干燥技术具有更短的干燥时间和较高的干燥效率，而且对食品的质量损失也较小。
3. 真空冷冻干燥技术真空冷冻干燥技术是一种将食品进行真空冷冻后再进行干燥的技术。
它可以在低温下将水分从固态转变为蒸气，在真空条件下将蒸气取出，从而达到干燥的目的。
这种干燥方式可以保留食品的营养成分和口感，同时也具有较长的保质期。
4. 等离子体干燥技术综上所述，随着科技的不断发展，新型的食品干燥技术层出不穷。
这些新技术在干燥效率、干燥时间、干燥质量等方面都有较大的优势。
但是，每种干燥技术也存在一些局限性，需要我们在实践中掌握其优点和缺点，选择最合适的干燥方式。
微波干燥的原理
微波干燥的原理
微波干燥是一种新兴的干燥技术，它利用微波能量来实现物
料的干燥。
与常规干燥技术相比，具有以下优点：
一、干燥速度快
物料在微波能作用下，在极短的时间内，能达到很高的温度，并通过辐射和传导两种方式进行热传递，达到快速干燥的目的。
常规的干燥技术需要很长时间才能使物料达到所要求的水分含量，而微波干燥只需几秒钟即可完成。
二、温度均匀
微波加热是一种非接触式加热，在物料内部和表面都能均匀
升温，从而能避免物料在干燥过程中的不均匀现象，特别是表面
水分蒸发时形成的气穴现象。
由于微波能使物料内部产生巨大的
能量场，从而使物料中热量分布均匀。
另外，由于物料内部水分
子与外部水分子之间产生强烈的相互作用力（即内聚力），因而
物料内部也就形成了一个大的整体。
三、强度高
微波加热可以直接对物料进行加热，所以在干燥过程中能保
持物料原有形状和结构不变。
这样就避免了一般烘干过程中由于
物料受温度和湿度变化的影响而引起的形状变化和变形。
—— 1 —1 —。
微波干燥原理祥细解释说明
微波干燥原理解释说明微波干燥原理与微波干燥剂原理类似，微波干燥原理、微波干燥机工作原理是一种利用热能降低物料水分的机械设备，用于对物体进行干燥操作，干燥过程需要消耗大量热能，为了节省能量，某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经机械脱水或加热蒸发，再在干燥机内干燥，以得到干的固体。
物料的干燥速率取决于表面汽化速率和内部湿分的扩散速率。
通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部条件不变，物料的干燥速率和表面温度即保持稳定，这个阶段称为恒速干燥阶段；当物料湿含量降低到某一程度，内部湿分向表面的扩散速率降低，并小于表面汽化速率时，干燥速率即主要由内部扩散速率决定，并随湿含量的降低而不断降低，这个阶段称为降速干燥阶段，微波干燥的基本原理1.1 微波加热原理微波是指波长为1mm～1 m，频率为3.0×102～3.0×105MHz，具有穿透性的电磁波，常用的微波频率为915 MHz和2 450 MHz。
微波发生器的磁控管接受电源功率而产生微波功率，通过波导输送到微波加热器，需要加热的物料在微波场的作用下被加热。
微波加热利用的是介质损耗的原理,而且水的损耗因数比干物质大的多，电磁场释放能量的绝大部分被物料中的水分吸收。
一般情况下，被干物料中的水分由于布朗运动，分子的排列杂乱无章并迅速变化，极性相互抵消，宏观上不呈现极性。
而被置于微波发生器产生的电场中时，微波场以每秒几亿次的高速周期性地改变外加电场的方向，使介质的极性水分子迅速摆动，产生显著的热效应，从而使物料内部和表面的温度同时迅速升高。
1.2 微波干燥机理分析微波加热造就物料体热源的存在，改变了常规加热干燥过程中某些迁移势和迁移势梯度的方向，形成了微波干燥的独特机理。
由于物料中的水分介质损耗较大，能大量吸收微波能并转化为热能，因此物料的升温和蒸发是在整个物体中同时进行的。
在物料表面,由于蒸发冷却的缘故，使物料表面温度略低于里面的温度，同时由于物料内部产生热量，一直与内部整齐迅速产生，形成压力梯度。
冻干技术概要
纯水的三相图
冻干通常以水为溶剂，其所处状态与 温度和压力有关。 降低压力，冰点变化不大，但沸点却 会大大降低。 当压力降到某一值时，沸点与冰点重 合，固态冰就可以不经液态而直接转 化为气态。这时的压力称为三相点压 力，相应的温度为三相点温度。
物料中的水分
机械结合水：包括表面湿润水分、孔隙中的水分和毛细管中水分等。 这类水分与物料的组织结合强度较弱，完全满足纯水升华的条件。 物化结合水：包括吸附、渗透在物料的细胞或纤维皮壁及生物胶体纤 维毛细管中的结合水。它们与物料的结合强度较大，一般蒸发可除掉 一部分，但升华则较难达到干燥要求。 化学结合水：指结晶形态的水，如葡萄糖钙（C6HO6Ca（OH）2·H2O）、 石膏（CaSO4·2H2O）等，这种结合形态的水不能用冻干法去除。
1.产品的品种 2.冻干溶液的分装厚度 3.升华时的温度 4.瓶口阻力 5.冻干机本身的性能
解析干燥
解析干燥是在一次干燥结束后，还残存一部分吸附水和结合水，这 些水分是未被冻结的，在一次干燥中不能被除去。 升华完成后，温度继续升高至0℃或者室温，并保持一段时间，可使 已经升华的水蒸气或残留的水分被抽尽，二次干燥后，产品内残余 水分的含量视产品种类和要求而定，一般在1%-3%之间。
冻干产品在升华干燥阶段，已干层产品结构应该是疏松多孔的，以便冻结层升华 出来的水蒸气顺利通过，使全部产品都能干燥。但有时当温度上升到一定数值时， 已干层构成的“骨架”刚性会降低而出现类似“塌陷”的现象，导致堵塞了冻结 层水蒸气升华逸出的通路，这个临界温度叫做崩解温度。
崩解温度
决定升华时间长短的因素
• 生物制品中活性组分在降温 与复温过程的一定温度范围 内会发生变性。
冻结效应
• 离子浓度的增加：不断结晶 导致溶液浓度快速升高。
食品加工中的冷冻干燥技术是什么
食品加工中的冷冻干燥技术是什么在当今食品加工领域，冷冻干燥技术正扮演着越来越重要的角色。
那么，冷冻干燥技术到底是什么呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱。
简单来说，冷冻干燥技术是一种将含水物料在低温下冻结，然后在真空环境中使其中的水分直接升华成气态，从而得到干燥产品的方法。
为了更好地理解这一技术，我们先来了解一下它的工作原理。
首先，食品被迅速冷却至冰点以下，使其内部的水分冻结成冰晶。
这个过程要足够快，以避免冰晶过大对食品的细胞结构造成破坏。
接着，将冻结后的食品放置在真空环境中。
在真空条件下，冰晶直接从固态升华为气态，而不需要经过液态这一阶段。
由于水分的升华，食品逐渐变得干燥。
冷冻干燥技术在食品加工中有诸多优点。
其一，它能够最大程度地保留食品的营养成分。
与传统的干燥方法（如热风干燥、日晒干燥等）相比，冷冻干燥过程中温度较低，不会导致食品中的热敏性成分（如维生素、蛋白质等）发生变质或损失。
这意味着经过冷冻干燥处理的食品，其营养价值与新鲜食品更为接近。
其二，冷冻干燥技术能够很好地保持食品的原有形状和口感。
由于冰晶升华时是从内部逐渐向外进行的，不会像其他干燥方法那样使食品表面产生皱缩或硬化，因此能够保持食品的外观和质地。
比如，冻干的水果片依然保持着新鲜水果的形状和口感，酥脆可口。
其三，延长食品的保质期。
经过冷冻干燥处理的食品，其水分含量极低，微生物难以生长和繁殖，从而大大延长了食品的保质期。
这使得食品能够在更长的时间内保持良好的品质，便于储存和运输。
其四，便于食品的复水。
冻干食品在食用时，只需加入适量的水，就能迅速恢复到接近原来的状态。
这对于一些需要快速制备食品的场合，如户外探险、应急救援等，具有很大的便利性。
然而，冷冻干燥技术也并非完美无缺。
它的主要缺点之一就是成本较高。
冷冻干燥设备昂贵，能耗大，而且生产过程相对复杂，这导致了冻干食品的价格通常比普通食品要高。
另外，冷冻干燥技术对食品的初始质量要求较高。
如果食品在冷冻前就已经存在质量问题，如受到污染或变质，那么冷冻干燥也无法挽回其品质。
讲解一下食品冷冻干燥机上所用到的“加热技术”
讲解一下食品冷冻干燥机上所用到的“加热技术”讲解一下食品冷冻干燥机上所用到的“加热技术”食品冷冻干燥机是在通过降温将物质中水分冻结为固体，然后在通过降低真空及轻加热的方式，使得固态的水冰直接升华为水蒸汽而达到脱水的目的。
相对加热干燥的脱水方式，冻干有很多优点，比如挥发性损失低、不用添加防腐剂保鲜、保持物质结构、保持物质中活性成分、保持物质中易氧化的成分等。
食品冷冻干燥机上常见的加热技术有三种：1.传导加热传导加热的重要是以接触式传热为主，利用载热体通过加热板来实现热源有电加热、蒸汽加热等。
传热和传质的方向相同，随着升华表面不断向内退缩，已干层就愈来愈厚，冻结层愈来愈薄因而传质的阻力越来越大，而传热的阻力愈来愈小。
接触式传热效率较高，但易造成物料受热过度影响产品质量，若掌控得当，可避开其缺陷。
2.辐射加热辐射加热是热量由热辐射板通过辐射传至物料干燥层表面，再通过导热和气体对流的方式由干燥层表面到达升华界面。
辐射式传热和传质的方向是相反的，内部的冻结层温度决议于传热和传质的平衡。
一般辐射加热的特点是随着干燥过程中升华表面对内退缩，已干层的厚度愈来愈厚，传热和传质的阻力同时加添。
辐射式换热可克服接触式传热的缺点易保障产品的质量，但所需时间较长效率低。
3.微波加热微波加热适合热敏材料的冻干过程，由于其传热基本不受干燥层的影响热能可以直接到达物料的升华面，因而物料表面和升华面之间的温差很小，可使冷冻层维持并接近物料允许的高温，因而对干燥过程是有利的，可大大缩短干燥时间，提高干燥速率。
对大厚度物料，冻干宜采纳微波加热，而小厚度物料冻干，宜采纳表面加热，即接触式传热和辐射换热；至于厚度的分界点，则视不同物料性质决议；微波干燥具有加热均匀、干燥时间短等特点很有进展潜力。
但在13—66Pa的干燥室压力下，微波加热简单引起辉光放电现象。
这种现象简单引起冻干食品的“链式反应”，终导致冷冻干燥的失败，而且微波加热易使冻干制品产生异味。
微波冷冻干燥技术与应用
Food Science and Technology 食品科技
微波Байду номын сангаас冻干燥技术与应用
Microwave Freeze Drying Technology and Application
◎ 牟婧婧 （青海大学农牧学院，青海 西宁 810016）
Mu Jingjing （College of Agriculture and Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, China）
摘 要：冷冻干燥技术作为一种新型的加工技术，主要应用于高附加值的食品、生物制品等方面，但是由 于冷冻干燥周期长、成本高、能耗大、生产力小，无法将该技术推广到普通食品的生产加工中。因此，食品工 业界急需一种新的技术来弥补甚至消除冷冻干燥技术的缺陷，既能在低温下极大地保留食品的营养成分及色香 味，又能降低生产成本，缩短干燥时间，提高干燥速率。因此，本文对微波冷冻干燥技术展开了研究与讨论， 微波干燥技术具有升温速度快、整体加热、加热均匀等优点，将两种技术结合在一起，可克服各自原有的缺点， 实现技术的优化，进而应用于更多食品的生产加工。
际市场上的价格为采用热风干燥方法生产的脱水果蔬 的 4 ～ 6 倍 [1]。但是冷冻干燥的干燥时间长、能耗大、 成本高等问，一些生产厂家宁愿选择保守落后的热风 干燥技术。微波冷冻干燥技术一定程度上减轻了上述 问题，优化了果蔬的干制加工技术，保障产品质量。
Key words：Microwave technology; Freeze; Food industry
中图分类号：TS205
1 微波冷冻的原理
微波冷冻干燥技术的特点及发展前景
食品和医药加工等行业有着广阔的应用前景。 我国的真空冷冻干燥技术应用始于二十世纪 4$ 年代的技术引进。开始主要应用在医药和生物 制 品 的冻干。 上海等地开始进行实验 *$ 年代后期在北京、 研究。我国的微波能技术应用开始于 5$ 年代初的食 品工业。经过我国科研人员二十多年的不断探 索 和 实践， 使得微波技术在食品的加热干燥、 烹调焙烤、 快速催陈及微波真空冷冻干燥技术等方面有了 很 大 发展。大大改善了食品工业生产的卫生条件和 自 动 化程度， 提高了产品的质量和产量。成为企业经济发 展和提高经济效益的重要手段。 本文主要就微波在真空冷冻干燥 中 的 应 用 及 其 中存在的一些问题进行研究和讨论。
!
微波真空冷冻干燥技术的应用前景
采用微波加热的方法进行真空冷冻干 燥 与 传 统
的传导加热式真空冷冻干燥法相比可以提高干燥速 度， 缩短干燥时间。其干燥时间是一般的传导式加热 法的 " % &’" % "( ，可以在很大程度上克服由于物料在 真空环境中干燥时间过长而带来的香味损失问题， 非常适合于开发中华菜系列航天食品。该技术的开 发和应用也可以为潜艇水兵、 南北极科学考察、 远洋 航海及科学考察、无人区科学考察以及登山运动员 等提供更加丰富的美味可口的方便食品。此外， 我国 幅员辽阔， 跨越寒、 温、 热三带， 可用于医药、 保健及 其它用途的动植物资源丰富。采用最新微波真空冷 冻干燥技术， 将这些动植物资源加以利用， 研究和开 发新型的贵重生物制品。
%%
食品业科技
!""!#$!
综
述
! "#$ %&’ ( "$ #%’ %))%
电晕放电的产生会使冻干过程无法正常进行， 并 引 起一系列问题。因此有必要研究电晕放电的发 生 机 理， 防止电晕放电的措施， 以及如何控制干燥室内的 压强、 微波电场强度等。
冷冻干燥技术原理讲解
第一节冷冻干燥技术原理干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。
干燥的方法有许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。
但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。
干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。
微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。
因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。
而冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低干燥产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。
冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来。
而物质本身剩留在冻结时的冰架子中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔。
在升华时冻结产品内的冰或其它溶剂要吸收热量。
引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。
整个干燥是在较低的温度下进行的。
冷冻干燥有下列优点：⑴冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。
如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。
因此在医药上得到广泛地应用。
⑵在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品、药品和食品干燥。
⑶在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。
⑷由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。
⑸干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。
⑹由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。
⑺干燥能排除95-99％以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。
因此，冷冻干燥目前在医药工业、食品工业、科研和其他部门得到广泛的应用。
第二节冻干机的组成和冻干程序产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行，这个装置叫做真空冷冻干燥机或冷冻干燥装置，简称冻干机。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微波冷冻干燥技术的简要介绍
彭晨1，李楚鑫2
（1应化1402，2014310200230，****************；2应化1402，2014310200229，
*****************）
摘要:随着技术的发展，干燥技术也有了较大的发展，不仅仅局限于传统的干燥方式，而是将一些融入一些手段，从而提高干燥效率。
近年来，微波冷冻干燥技术方面较为热门。
也是由于微波冷冻干燥技术的发展，为食品产业生产带来了广阔的发展空间。
关键词:微波冷冻干燥技术；原理；特点；食品加工
1.引言
在干燥技术中，真空冷冻干燥技术能够较好地保留物料中的有效成分，但是由于冷冻干燥装置采用的是传统加热方式，冷冻干燥也具有干燥速率低、时间长、能耗高等缺点。
微波冷冻干燥是将高效的微波辐射加热技术和真空冷冻干燥技术相结合的极具应用价值的一项新技术[1]。
微波加热是利用介电加热原理，具有加热迅速、均匀、节能高效、加热质量高、营养破坏少等特点.随着食品产业的发展，食品干燥技术显得尤其重要，特别是利用更新更先进的手段，能够提高其生产效率。
而常用的干燥技术因为各种局限已经不能满足产业高效的需求，因此，微波冷冻干燥技术就得到了较大的发展。
以下主要就其原理、工艺技术特点和其应用效果等三方面作主要陈述。
2. 常用的干燥技术
干燥技术发展到今天，常用的几种技术主要有加热干燥、真空干燥、喷雾干燥、冻结干燥、微波冷冻干燥等主要干燥技术，而微波冷冻干燥技术结合之前的冷冻干燥技术的各项优点将微波作为热源，从而提高效率、降低能耗。
3. 微波冷冻干燥技术的基本原理
微波是一种电磁波，可以产生高频电磁场，介质材料中的极性分子在电磁场中随着电磁场的频率不断改变极性取向，使分子来回振动，产生摩擦热。
由于湿物料中液态水介质耗损较大，便可大量吸收微波能并且能够转变成热能，从而使得物料的温度逐渐升高，并且微波加热能使物体均匀受热[2].并且微波加热升温快，具有非热效应。
冷冻干燥装置主要包括制冷系统、真空系统、捕水系统、以及加热系统。
普通加热方式总是要靠内外温度梯度来传热，因此表面温度高于内部温度，而这样的传热方式传热速度会很慢，所以微波冷冻干燥技术就是利用将微波应用到加热系统中，从提高加热速率。
4. 微波冷冻干燥技术的工艺特点
4.1 优点：
(1)物料不易氧化变质，同时也能抑制一些细菌的活力；
(2)可以较好地保持样品的原有的性状、有效成分等；
(3)干燥速度快、效率高
(4)脱水彻底，适合长途运输和长期保存
4.2缺点：
微波冷冻干燥技术的缺点主要在于其设备的经济成本高，因此还未得到大范围的应用。
5. 微波冷冻干燥技术的应用效果
微波冷冻干燥技术确实具有以上所述的一些优点，但是由于在实际操作方面还有一些关键技术没有得到解决，目前微波冷冻干燥技术存在的主要问题是辉光放电、温度在线检测、干燥终点判别等[3]。
其中最为突出的问题是辉光放电的问题，而为了解决这一问题就必须控制真空度，因为处于真空状态下的气体，在稀释到一定程度的时候，易产生高频放电现象，所以真空度要选择在气体被电离的临界值下。
6. 结束语
总而言之，微波冷冻干燥技术这一块还有较大的发展空间，只要解决了这些局限问题，能让其大范围得到应用的话，那么它将具有空前的市场潜力，其前景也将更加开阔。
参考文献
[1]胡志超,陈有庆,谢焕雄等.微波真空冷冻干燥技术研究及应用现状[J].农机化研究,2009,31(9):6-9.
[2]乔晓玲,闫祝炜,张原飞等.食品真空冷冻干燥技术研究进展[J].食品科学,2008,29(5):469-474.
[3]王传丽,于颖,张利等.微波冷冻干燥技术的发展及关键技术研究[J].广东化工,2012,39(5):86-87,98. 微波加热系统
干燥系统 前处理 冻结装置 后处理设备 干品物料 物料 制冷系统 捕水系统 水蒸汽 放空
真空系统 融冰系统 入库 成品 水
热蒸汽 干空气。