真空冷冻干燥的整套工艺(下)
真空冷冻干燥课程
真空冷冻干燥课程一、概述真空冷冻干燥（Vacuum Freeze Drying，VFD）是一种将含水物质在低温下减压干燥的技术。
它可以保持样品的形态、营养成分和活性，因此广泛应用于食品、药品、生物制剂等领域。
二、工艺流程真空冷冻干燥的工艺流程主要包括预处理、冷冻、真空干燥和包装四个步骤。
1. 预处理：将待干燥的样品进行清洗、切割或撕碎等处理，以便于后续的操作。
2. 冷冻：将预处理好的样品放入低温环境中进行快速冷冻，使其内部水分迅速转化为固态，避免了常规干燥过程中高温对样品造成的损伤。
3. 真空干燥：在低压环境下，通过加热和蒸发使样品内部的水分从固态直接转化为气态，并通过真空泵将其排出，达到去除水分的目的。
该过程需要控制好温度和压力等参数，以保证样品质量。
4. 包装：将干燥好的样品进行包装，以保证其长期保存。
三、设备组成真空冷冻干燥设备主要由预处理系统、冷冻系统、真空干燥系统和控制系统四个部分组成。
1. 预处理系统：主要包括清洗机、切割机等，用于对待干燥的样品进行预处理。
2. 冷冻系统：主要由制冷机和冷凝器组成，用于将样品快速降温至冰点以下，并使内部水分迅速转化为固态。
3. 真空干燥系统：主要由真空室、加热器和真空泵等组成，用于在低压环境下进行干燥过程。
4. 控制系统：主要控制整个设备的运行参数，如温度、压力等，以保证样品质量。
四、应用领域真空冷冻干燥技术在食品、药品、生物制剂等领域有着广泛的应用。
具体如下：1. 食品：如蔬菜水果、肉类海鲜等。
通过真空冷冻干燥可以保持食物原有的口感和营养成分，并延长其保质期。
2. 药品：如中药材、生物制剂等。
通过真空冷冻干燥可以保持药品的活性成分，同时避免常规干燥过程中高温对药品造成的损伤。
3. 生物制剂：如细胞、酶等。
通过真空冷冻干燥可以保持生物制剂的活性和稳定性，从而延长其使用寿命。
五、技术优势真空冷冻干燥技术相比于传统干燥技术有着以下优势：1. 保持样品形态和营养成分：在低温下进行快速冷冻，避免了常规干燥过程中高温对样品造成的损伤，从而能够保持样品的形态和营养成分。
真空冷冻干燥技术讲解
整个升华干燥的时间约 12～24h 左右有的甚至更长，与产品在每瓶内的装量，总装 量，玻璃容器的形状、规格，产品的种类，冻干曲线及机器的性能等等有关。
冻干结束后，要充入干燥无菌的空气进入干燥箱，然后尽快地进行加塞封口，以防 重新吸收空气中的水分。
在冻干过程中，把产品和板层的温度、冷凝器温度和真空度对照时间划成曲线，叫 做冻干曲线。一般以温度为纵坐标，时间为横坐标。冻干不同的产品采用不同的冻干曲 线。同一产品使用不同的冻干曲线时，产品的质量也不相同，冻干曲线还与冻干机的性 能有关。因此不同的产品，不同的冻干机应用不同的冻干曲线。图十四是冻干曲线示意 图（其中没有冷凝器的温度曲线和真空度曲线）。
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
但某些已经干燥的产品当温度升高到某一数值时，会失去刚性，变得有粘性，发生 类似塌方的崩解现象，使干燥产品失去疏松多孔的状态，封闭了下层冻结产品水蒸汽的 逸出通路，妨碍了升华的继续进行。
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。
真空冷冻干燥
⑶真空系统采用机械真空泵，有罗茨泵+油封泵及罗茨泵+罗茨泵+大气喷射+水环泵两种，两者主要区别是前 者不能抽水蒸汽，因此对冷阱效率要求较高，优点是能耗小，后者则正好相反，能抽吸少量水蒸汽，缺点是能耗 较大。
速冻
为了使物料内部的水分固化，通常还需要进行速冻。冻结的时间越短，物料冻结越快，其内部结晶越小，对 物料细胞机械损坏越小。因而需要根据实际生产选择合适的冻结速度。
真空干燥
真空干燥通常分为升华干燥和解析干燥2个阶段。升华干燥主要针对物料中的自由水;解析干燥主要是去除与 固体结合较强的吸附水。干燥过程中的真空度、温度和装盘厚度等直接影响着干燥的进程和产品的品质。
工艺
前处理 预冻
速冻 真空干燥
前处理
原料的来源和应用的不同，其前处理方式也不尽相同。如水果的预处理为挑选、清洗和切块，蔬菜还需进行 漂烫，而速食粥类还需进行蒸煮、装盘等。
预冻
原料预处理后一般要先进行预冻。这是由于物料内部水分较多时，若直接进行抽真空处理，会使溶解在水中 的气体因外界压力减小而逸出，形成气泡，导致原料内部和表面均出现空洞，影响感官品质。
真空Байду номын сангаас冻干燥技术是将含水物料冷冻成固体，在低温低压条件下利用水的升华性能，使物料低温脱水而达到 干燥的新型干燥手段。由于真空冷冻干燥技术在低温、低氧环境下进行，大多数生物反应停滞，且处理过程无液 态水存在，水分以固体状态直接升华，使物料原有结构和形状得到最大程度保护，最终获得外观和内在品质兼备 的优质干燥制品。目前，真空冷冻干燥技术已在许多领域得到了广泛的应用，尤其是将该技术用于食品加工可获 得高质量的脱水食品。
海参真空冷冻干燥工艺
海参真空冷冻干燥工艺
海参真空冷冻干燥工艺是一种利用真空和低温技术对海参进行干燥处理的工艺。
以下是该工艺的一般步骤：
1.原料准备：选择新鲜、无污染的海参，清洗干净，去除内脏和杂质。
2.预处理：将海参进行切片或切粒处理，以便于后续的干燥处理。
3.真空冷冻：将处理好的海参放入真空冷冻机中，进行快速冷冻。
真空环境可以减少冰晶形成，避免海参变形。
4.真空干燥：在真空条件下，将冷冻的海参进行干燥处理。
干燥过程中，要根据海参的特性，控制适当的温度和干燥时间，以防止海参变质或变形。
5.解析干燥：在干燥结束后，进行解析干燥阶段。
这个阶段主要是去除剩余的结合水，使海参达到理想的干燥状态。
6.质量检测：对干燥后的海参进行质量检测，包括颜色、体形、味道和热敏性营养物质等指标。
符合标准的产品可以进入下一道工序或包装销售。
需要注意的是，海参真空冷冻干燥工艺需要严格控制各个阶段的参数，如真空度、温度、干燥时间等，以确保产品质量和口感。
同时，该工艺也需要专业的设备和技术支持，以确保生产效率和产品质量。
冻干工艺流程详解
冻干工艺流程详解
冻干是一种重要的食品加工技术，其通过低温下的真空干燥来保留食品的形态、口感、营养价值和风味，同时延长食品的保质期。
下面我们将详细介绍冻干工艺流程。
首先，生产线会根据食品的特性设定合适的工艺参数，如冷却速率、干燥温度、真空
度等。
接着，从生产车间传送带上进来的食品会进行一个预冷却处理，以避免因加热而造
成的营养和口感损失。
预冷却的温度通常为0°C-10°C，并在接下来的一段时间里保证食品表面水分的蒸发。
随后，食品会进行真空冷冻处理，这个过程是将食品通过密闭的室内气氛进行冷冻、
结晶、保持膨胀性等工艺，也是为了在后续的真空干燥过程中保护食品的物理形态和色泽。
这个过程通常需要在-30°C到-50°C的低温下进行。
接着，进入真空干燥的阶段，这个工艺的主要目的是除去冻结状态下的水分。
真空干
燥器可以将生产环境降至低于4600Pa，这个压力下水分分子在冰晶状态中蒸发出来，并转换成冰晶。
同时，真空干燥的温度也会根据具体情况进行调节，一般在-20°C到60°C之间。
整个干燥时间要视食品的不同而定，对于一些需要长时间干燥的食品，可以使用自动
控制系统进行多段干燥。
最后，食品通过流水线进行包装和封装。
要注意的是，在这个过程中及时避免食品与
大气接触，否则会吸收湿气而影响产品质量。
综上所述，冻干工艺流程是一个复杂的体系，需要在各个参数的优化均衡下，保证食
品的质量和使用寿命，同时也要与用户的体验相统一，生产出高质量的冻干食品，满足不
同消费者的需求。
冷冻干燥工艺
冷冻干燥工艺本工艺适用于细菌、酵母等菌体的冷冻干燥。
冻干后物品为固态、干燥、结块，保存应低温避湿。
1．工艺流程图保护剂配制→菌体与保护剂混合→分装入柜→冷冻干燥→出柜→保存2．操作过程及要点：2.1保护剂配制：按照保护剂配方（见附录），根据菌体重量计算和称取试剂，加入适量的水搅拌溶解（水的体积以能溶解保护剂为准）。
2.2菌体与保护剂混合：保护剂溶液完全溶解后，加入菌体，搅拌混匀。
2.3 分装入柜：用量杯量取一定体积（通常为1L）的菌液到托盘上，轻微晃动托盘，使物料均匀分布在托盘上。
将托盘置于隔板上，放置温度探头，每层放一个探头，探头需接触到菌液。
2.4冷冻干燥：2.4.1物料冷却：物料降温后，温度在-40℃～-50℃间冷却3-4小时后开始抽真空。
2.4.2升华：分三阶段第一阶段，快速升温阶段，物料温度由-50℃降至-30℃，升温速度控制在10℃～5℃/小时（通过间隙开循环泵来实现）。
第二阶段，温度维持阶段，物料温度维持在-30℃～-25℃间（通过间隙开循环泵来实现），维持时间为10小时，第三阶段，快速升温阶段，物料温度由-25℃升至20℃，升温速度控制在5℃/小时（开自动加热）。
2.5出柜：收集冻干菌体，取样，并贴上标签。
2.6保存：菌体置于-20℃冰箱保存，填写物品保存记录。
3．生产过程的质量控制●配制保护剂的水体积不能太多，以能溶解保护剂为宜。
●保护剂必须完全溶解后方可加入菌体混匀。
●每个托盘的装液量不要大于1L。
●物料冷却时间控制在3-4小时，时间不宜过长。
●升华过程的温度维持阶段，间断开循环泵，频率控制在每小时两次以上。
●出柜物品必须贴上标签。
4．物料、中间产品、成品的质量标准。
保护剂和菌体混匀后取样；出柜物品取样。
5．卫生●使用前清洗隔板；●每批冻干完后，用水泡洗托盘（若下批次冻干物品与上批冻干物品相同，可不用清洗），冲洗隔层板，清洗温度探头。
●每次使用完搅拌机后应立即清洗。
6．冻干失败物品处理：若冻干失败的物品数量多（10盘以上），应重新进行冷冻干燥。
真空冷冻干燥机在中药冻干粉制作流程
真空冷冻干燥机在中药冻干粉制作流程
通过真空冻干设备制备的中药冻干粉具有原料利用率高、色香味好、营养损失很少、复水性好，容易储存、方便携带、更具有产品本身的天然属性的优点。
真空冻干设备在中药冻干粉制作流程，基本工艺包括：
第一步原浆制备，将桑葚20～40份、猕猴桃15～30份、沙棘10～20份、刺梨10～20、黑枸杞5～10份、枸杞子5～10份、无花果5～10份分别打浆、过滤后混匀；
第二步冻干，先预冻：控制物料厚度8～10mm，温度10～50℃，时间1.5～2小时；再升华：控制物料厚度8～10mm，干燥时压强80～90Pa，加热板温度65～75℃，至物料水分控制在5％以内；
第三步粉碎，将冻干后的果粉进行粉碎细化得到质量均一的粉末状果粉。
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书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
真空冷冻干燥的整套工艺(下)
二、速冻
食品速冻是指食品降温时，30分钟内迅速通过最大冰晶生成带，并使中
心温度达到-15℃以下。
速冻食品分速冻果蔬食品、速冻畜禽食品、速冻
水产食品及速冻调理食品等。
速冻水产食品随着国内水产资源衰减，加工前景不妙；国外消费者认为畜禽食品高蛋白、高脂肪，长期食用造成令人担扰的肥胖病、速冻畜禽食品受到冷落；而速冻果蔬食品与速冻调理食品消费量持续高速增长。
速冻食品加工工艺过程包括：前处理→预冷→速冻
→包装→低温冷藏。
速冻食品与普通冻结食品相比，由于冻结速度快，冰晶数量广，粒子小(直径要求在100μm以下)，分布均匀，不会损伤细胞组织，当食品解冻时，冰晶融化的水分能迅速被细胞所吸收而不至于产生汁液流失。
因此，速冻食品能最大限度地保持了天然食品原有的新鲜度、色泽和营养成份。
速冻后食品在-18℃低温下贮藏，比预冷-冷藏加工的食品保鲜贮藏时间长，长期冷藏成本低，是目前世界上采用最多的一种长期冷藏保鲜方法。
适用于需长时间贮存的食品，如出口日本的果菜[5]。
速冻果菜必须注意冷藏、运输、销售及家庭贮存等环节，始终保持在-18℃以下的恒定低温下，避
免由于温度波动造成冰晶长膨大而破坏细胞组织。
速冻果菜亦要重视解冻方法，使果菜不会在解冻时造成质量下降，利用微波内部加热方式，解冻速度快，能使冻品较均匀地整体加热升温，且可比常规解冻方法有更佳的加工状态[6]。
三、真空冷冻干燥
西欧以进口脱水蔬菜为主[5]，脱水蔬菜可以直接加入方便食品中，作
专注下一代成长，为了孩子。