冷冻干燥工艺流程及其应用
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冷冻干燥工艺流程及其应用目录冷干燥工的原理及特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯真空冷干燥机成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯冷干燥工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯食品冷干燥技的运用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯干食品的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯我国食品干技面的⋯⋯⋯⋯⋯⋯冷干燥工的用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯冷冻干燥工艺流程及其应用1冷冻干燥工艺的原理及特点1.1 冷冻干燥工艺原理冷冻干燥就是把含有大量水分的物质,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从固体中升华出来,而物质本身留在冻结的冰架子中,从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构,保持物料原有的形态 ,且制品复水性极好。
然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥,等升华结束后再进行解吸干燥,除去部分结合水,从而获得干燥的产品的技术。
冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥(升华干燥)、二次干燥(解吸干燥)、和密封保存五个步骤。
利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质,通常是含有微生物组织的水溶液,或不含微生物组织的水溶液。
产品在冻结之后置于一个低水气压下 ,这时包含冰的升华 ,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。
与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化,从而确保了制品物性在保存时不易改变。
实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
1:水的平衡相图图1.2 冷冻干燥工艺存在的优缺点1.2.1 冷冻干燥工艺的优点(1)冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏 ,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着 ,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。
这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性 ;(2)蛋白多肽类药物在高温下容易变性 ,造成干燥后生物活性的降低 ;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱 ,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常[1] ;适合(3)冷冻干燥的药剂为液体 ,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。
冻干制剂工艺流程
冻干制剂工艺流程冻干制剂是一种将药物通过冻结和真空干燥的方法制成的固体剂型。
它具有较长的保存期限和良好的稳定性,且能够在加入适量的水后迅速溶解,便于患者使用。
冻干制剂工艺流程包括以下几个步骤:选择性和预冷冻、真空干燥和密封包装。
首先,选择性和预冷冻是冻干制剂工艺流程的第一步。
在这一步骤中,需要选择适合冻干制剂制备的药物。
一般来说,药物应具备较低的冻结点和较高的挥发性,以便在真空干燥过程中更好地去除水分。
然后,药物溶液通过注射器或灌装机注入符合要求的瓶子中。
接下来,瓶子放置在冷冻器中进行预冷冻。
预冷冻的目的是在真空干燥过程中将药物迅速冷冻,以防止结晶和保存药物的活性。
第二步是真空干燥。
在预冷冻的瓶子中,加入一定量的水,然后将瓶子放入真空干燥器中。
真空干燥器通过提供适当的温度和真空条件,将冰冻的水分转变为气态,从而实现药物的干燥。
真空干燥的过程包括三个阶段:冰冻阶段、领域转移阶段和干燥阶段。
冰冻阶段是指将瓶子中的水迅速冷冻成冰,这个过程通常在-40°C以下进行。
领域转移阶段是指将真空干燥器中的温度升高,使冰从固态转变为气态,这个过程通常在0°C至20°C之间进行。
干燥阶段是指继续加热瓶子中的药物,以去除剩余的水分,使药物完全干燥。
真空干燥的时间和温度根据具体药物和制剂的要求进行选择。
最后,密封包装是冻干制剂工艺流程的最后一步。
在真空干燥完成后,将瓶子从真空干燥器中取出,并立即进行密封包装。
密封包装的目的是防止湿气和氧气进入瓶子,以保持制剂的稳定性和活性。
常用的密封包装方式有铝箔包封、胶囊包封和玻璃瓶封口。
总结起来,冻干制剂工艺流程包括选择性和预冷冻、真空干燥和密封包装。
这个工艺流程可以将药物迅速冷冻并去除水分,制备出稳定性好且易于溶解的冻干制剂。
这种制剂相比于其他剂型具有更长的保存期限和良好的稳定性,广泛应用于药物制剂的生产和研究领域。
简述冷冻干燥的过程
简述冷冻干燥的过程
《冷冻干燥的过程》
冷冻干燥是一种将食物、药物和其他有机物从液体状态转变为固体状态的过程,并通过蒸发的方式将水分从固体中脱除的方法。
这种方法可以延长食物和药品的保质期,并保持其味道和营养成分。
冷冻干燥的过程可以简单分为三个步骤:冷冻、干燥和回潮。
首先,冷冻是将要处理的物质迅速冷却到极低的温度,通常是零下50到零下80摄氏度。
这个步骤能够快速冻结物质,防止水分形成大的冰晶,从而保持物质的结构和形态不受影响。
接下来是干燥过程。
在低温下,物质中的水分开始转变为固体形式,称为冰的亚蒸气。
在干燥室中,通过减压来加速蒸发过程。
这个步骤的关键是将干燥室内的压力保持在较低水平,使冰转变为气体,而不是液体。
这个过程称为“升华”。
最后一个步骤是回潮。
在干燥过程中,物质中的其他成分被保留下来,但失去了水分。
为了确保物质能够在将来的应用中恢复活性,需要将适量的水分重新注入物质中。
这个过程可以通过暴露在高湿度环境中或添加水分来完成。
冷冻干燥的过程迅速冷却并脱水了物质,但保持了其原始形态和结构。
这种方法可以防止微生物生长和酸化反应的发生,从而延长了物质的保质期。
此外,冷冻干燥还可以最大程度地保留食物和药品中的营养成分和活性物质,确保在还原水分后能够保持原有的特性和效果。
总之,冷冻干燥是一种通过迅速冷却和蒸发水分的方法,将物质从液体转变为固体状态并保持其原始特性和活性。
这种过程在食品和药品工业中得到了广泛的应用,为人们提供了更长的保质期和更好的品质。
冻干演示实验报告
冻干演示实验报告1. 实验目的本实验旨在展示冻干技术在食品制造中的应用以及其原理和工艺流程。
2. 实验原理冻干技术,也称为冷冻干燥技术,是一种常见的食品干燥方法。
它通过将食品在低温条件下迅速冷冻并在真空环境下加热,使食品中的水分直接从固态变为气态,从而达到干燥的目的。
3. 实验器材- 冷冻干燥机- 食品样品(蔬菜、水果等)- 实验台4. 实验步骤4.1 准备样品我们选择了一些新鲜的蔬菜和水果作为实验样品,包括胡萝卜、蘑菇、草莓和苹果。
这些食品具有较高的水分含量,适合用于冻干实验。
4.2 冷冻将样品放入冷冻干燥机中并设定适当的温度和时间,使其迅速冷冻。
在冻结过程中,食品中的水分开始形成固体结晶。
4.3 减压冷冻过程完成后,开始减压过程。
打开冷冻干燥机的真空系统,逐渐降低器内的压力。
减压的目的是使水分从固态直接转化为气态,而不经过液态的阶段。
4.4 加热在减压过程中,我们需要加热样品,以进一步加快水分转化为气态的速度。
加热可以提高食品中水分分子的活动性,促使其从固态转化为气态。
4.5 观察和记录一旦实验过程结束,我们可以观察和记录样品的变化。
通过冻干技术,食品的体积和重量会显著减少,同时保留了食品的营养成分和口感。
5. 实验结果经过冻干处理后,蔬菜和水果的外观和形状发生了变化。
原本多水分的食品变得干燥,体积和重量也有所减少。
同时,样品的颜色和口感仍然良好,营养成分的损失较小。
6. 实验总结冻干技术是一种常见的食品干燥方法,在食品制造中得到广泛应用。
通过迅速冷冻和减压加热的组合,冻干技术能够有效地去除食品中的水分,同时保留食品的营养成分和口感。
在本次实验中,我们成功展示了冻干技术对蔬菜和水果的干燥效果。
冻干技术不仅可以延长食品的保质期,还可以减少食品的体积和重量,便于储存和运输。
然而,冻干技术的操作复杂,成本较高,需要专门的设备和技术支持。
对于食品制造商和消费者来说,了解冻干技术的原理和应用,有助于更好地利用这种干燥方法。
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。
冻干制剂工艺流程
冻干制剂工艺流程
《冻干制剂工艺流程》
冻干制剂是指将液体药剂在低温下冷冻并在真空条件下脱除水分得到的固态剂型。
这种制剂不仅可以延长药物的保存期限,还可以提高药物的稳定性和溶解度,使药物更容易在体内吸收。
冻干制剂的工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 冷冻:将药剂在冷冻板上冷冻,使得药剂中的水分凝结成冰晶。
2. 真空干燥:在真空条件下,将冷冻的药剂暴露在低温下,水分会从固体直接升华为气态,从而从产品中被移除。
3. 冷热交替:在真空干燥的过程中,施加一定的温度,使得冰晶逐渐融化并蒸发,加快水分的脱除速度。
4. 充填密封:将经过冻干的产品充填到密封的容器中,防止水分重新吸收,并保证产品的稳定性。
在冻干制剂的工艺流程中,控制冷冻速度、真空干燥的温度和时间、充填密封的条件等都非常重要,这些因素直接影响着产品的质量和稳定性。
因此,在工艺流程中需要精确控制各项参数,以确保冻干制剂的质量符合要求。
总的来说,冻干制剂工艺流程是一个复杂的过程,需要精密的
设备和严格的操作规范。
只有在严格控制各个环节的条件下,才能生产出高质量的冻干制剂产品,从而确保药物的稳定性和有效性。
冷冻干燥的工艺流程
冷冻干燥的工艺流程冷冻干燥(Freeze Drying)是一种将易变质的物质在冷冻状态下去除水分的干燥方法,它能有效地保持物质的原有形态和活性成分。
冷冻干燥广泛应用于食品、药品、生物制品等领域,是一种重要的干燥技术。
本文将介绍冷冻干燥的工艺流程。
首先,冷冻干燥的第一步是冷冻。
在这一步骤中,将待干燥的物质置于低温环境中,使其迅速冷冻成固态。
冷冻的目的是将水分凝固,防止在后续的干燥过程中发生化学变化和微生物污染。
接着,是真空干燥。
在冷冻的基础上,将物质置于真空环境中,通过升温的方式使水分从固态直接转变为气态,绕过液态的阶段,这一过程称为升华。
真空干燥是冷冻干燥过程中最关键的一步,也是冷冻干燥能够实现高效干燥的关键所在。
最后,是干燥结束和收尾工作。
当物质中的水分基本被去除后,干燥过程即告结束。
此时,需要将物质从真空环境中取出,进行密封包装,以防止受潮。
在包装过程中,需要确保物质处于无菌状态,以保证产品的质量和安全性。
冷冻干燥的工艺流程简单清晰,但在实际操作中需要严格控制各个环节的参数,以确保干燥效果和产品质量。
同时,冷冻干燥设备的选择和维护也对工艺流程的稳定性和效率起着至关重要的作用。
总的来说,冷冻干燥的工艺流程包括冷冻、真空干燥和干燥结束和收尾工作三个主要环节。
通过合理控制各个环节,可以实现物质的快速干燥,并保持其原有的形态和活性成分。
冷冻干燥技术的不断发展和完善,将为食品、药品、生物制品等领域的生产提供更多可能性,也将为人类的健康和生活质量带来更多益处。
冷冻干燥的工艺流程
冷冻干燥的工艺流程冷冻干燥是一种常见的食品加工技术,也被广泛应用于药物、生物制品和化妆品等领域。
该工艺流程主要包括冷冻、真空干燥和再融化等环节,以下是对该工艺流程的详细介绍。
第一步:冷冻冷冻是冷冻干燥工艺流程的第一步。
食品或其他物品首先需要被冷冻到极低的温度,通常在零下20摄氏度以下。
这个温度可以防止水分向固体转换成冰晶,而是以水的形式存在于物质中。
第二步:真空干燥在冷冻完成后,将物品放入真空干燥设备中。
真空干燥器将温度提高到接近或略高于冰点,然后降低压力,使水分蒸发。
通过减少环境中的压力,水分可以在低温下从固体向气体转变,而不会经过液态。
这个过程称为升华。
真空干燥设备通常由冷凝器、真空泵和加热系统组成。
冷凝器将水分冷却成冰,并以这种形式从真空中清除。
真空泵负责调节和维持设备内的压力。
加热系统用于提高环境温度,促使水分蒸发。
第三步:再融化在经过真空干燥后,物品中的水分已经大部分被蒸发。
但是,这样的干燥状态并不一定适合直接使用。
因此,在一些应用中,再融化是必要的。
再融化过程将物品暴露在适当的湿度和温度条件下,使其吸收一定的水分,并恢复其原始状态或实际的可用状态。
再融化的过程可以通过将物品暴露在高湿度环境中进行,也可以通过将蒸汽或液态水加入物品中进行。
这个过程通常需要精确控制,以确保物品在融化的同时不被过度湿润。
综上所述,冷冻干燥的工艺流程主要包括冷冻、真空干燥和再融化。
通过这一流程,水分可以从固态直接转化成气态,避免了水分经过液态。
冷冻干燥技术能够有效地保留物品的颜色、口感和营养价值,延长其保存期限。
因此,它被广泛应用于食品和其他许多领域。
冷冻干燥制备无菌粉末的工艺流程
冷冻干燥制备无菌粉末的工艺流程英文回答:Freeze-drying, also known as lyophilization, is a process used to remove water from a substance while preserving its structure and properties. It is commonlyused in the production of sterile powders, such as pharmaceuticals, vaccines, and food ingredients. Theprocess involves three main steps: freezing, primary drying, and secondary drying.In the freezing step, the substance to be dried is rapidly frozen to a temperature below its freezing point. This is typically done by placing the substance in afreezer or using liquid nitrogen. Freezing the substance helps to preserve its structure and prevent the formationof ice crystals, which can damage the material during drying.Once the substance is frozen, the primary drying stepbegins. This step involves the removal of water from the frozen material through a process called sublimation. Sublimation is the direct transition of a substance from a solid to a gas phase, bypassing the liquid phase. Infreeze-drying, the frozen material is placed in a vacuum chamber and heated slightly. The low pressure in the chamber allows the ice to sublimate, converting it directly into water vapor. The water vapor is then removed from the chamber by a vacuum pump.After the primary drying step, the substance is still not completely dry. There may be residual moisture remaining in the material, which can cause degradation and spoilage. To remove this residual moisture, a secondary drying step is performed. In this step, the temperature in the vacuum chamber is increased slightly to accelerate the removal of moisture. The duration of the secondary drying step depends on the nature of the material being dried and the desired moisture content of the final product.Once the drying process is complete, the substance is sealed in airtight containers to prevent moisturereabsorption. This helps to maintain the stability andshelf life of the dried product. The resulting powder is sterile and can be stored for extended periods without the need for refrigeration.中文回答:冷冻干燥,也称为冻干,是一种用于去除物质中水分并保持其结构和性质的过程。
冷冻干燥技术及其在食品工业中的应用
自冻法的缺点是产品收缩、变 用这种方法预冻的果蔬,冻于后 形及表面硬化,但成本低廉,因此 可以保持原来果蔬的形态,而且产品 也有应用。 质量较高,但干燥时间较长因此成本 较自冻法高。
冰晶升华后残留下的空隙变成升华水蒸气的逸出通道。已干燥 层和冻结部分的分界面称为升华界面。在食品冷冻干燥中,升 华界面一般以1-3mm/h的速度向里推进。当物料中的冰晶全部 升华时,第一阶段干燥结束,此段约除去全部水的90%左右。 升华干燥是将冻结 后的物料置于密闭的真 空容器中加热,使其冰 晶升华成水蒸气而使物 料脱水干燥。真空容器 ,也称干燥室、干燥箱 和干燥仓等。从图中可 以看出,此段于燥速率
洗 净
整 形 切 分
撅 烫
冻 结
冻 干
计 量 分 装
真 空 包 装
( )
原 料
解 冻
洗 净
肥去 肉骨 ︑︑ 脂筋 肪︑
滚 揉 加 调 料
装 模
蒸 煮
冷 却
取 模
整 形 切 分
计 量 装 盘
冻 结
冻 干
计 量 分 装
真 空 包 装
( )
原 料
检 查 挑 选
洗 净
榨 汁
浓 缩
浓 缩
冻 结
低 温 粉 碎
筛 选
其原因与冻干食品中水的含量、包装袋内氧的多少、 食品中不饱和脂肪酸的存在、储存时的高温、紫外线、 电离辐射、过氧化物的污染,含有易氧化的铜、铁离子 等因素有关。 此外,光的照射也会加速食品中色素的分解褪色。
含水过多时,产品在储存中常 有收缩,粉粒状食品则会互相粘连 结块,其溶解性下降。多于单分子
层的含水量,可溶解食品中的水溶 性成分如水溶性花青素、叶绿素、 某些芳香组分和维生素等。储存中 会分解产生褪色或造成损失。
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。
真空冷冻干燥技术在食品中的应用
引言真空冷冻干燥技术是将冷冻技术结合起来的一种综合性技术、亦称真空冷冻升华干燥技术[1]。
食品真空冷冻干燥技术的主要优点是能保持新鲜食品的色、香、味、形,最大限度地保存了食品内部的维生素、蛋白质等营养成分, 且复水性好,能在常温下保存较长的时间,因而被广泛地用于方便食品、调理食品等方面。
它是干燥技术领域中科技含量高、应用广的一种技术,因其产品具有绿色、方便、保健功能,深受大家青睐。
1真空冷冻干燥技术简介1.1真空冷冻干燥定义真空冷冻干燥是先将物料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在适当的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器(捕水器)将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术[2]。
1.2真空冷冻干燥技术的原理水有三种相态,即固态、液态和气态,三种相态之间既可以相互转换又可以共存[3](如图1)。
真空冷冻干燥是把新鲜的食品如蔬菜、肉类、水产品等预先快速冻结,并在真空状态下,将食品中的水分从固态升华成气态,再由解析干燥除去部分结合水,从而达到低温脱水干燥的目的。
冻干食品不仅保持了食品的色、香、味、形,而且最大限度地保存了食品中的维生素、蛋白质等营养成分。
冻干食品具有良好的复水性,食用时只要将该食品加水即可在几分钟内复原[4]。
图1水的三相点示意图(1)当压力高于610.5Pa时,从固态冰开始,水等压加热升温的结果是先经过液态再达到气态;(2)当压力低于610.5Pa时,水从固态冰加热升温的结果是直接由固态转化为气态。
1.3真空冷冻干燥装置真空冷冻干燥装置由干燥室、加热系统、真空系统、制冷系统和控制系统组成[5](如图2)。
图2真空冷冻干燥装备1.4真空冷冻干燥技术的应用范围1.4.1医药领域在医药方面,主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产,还用于生物化学、免疫学和细菌学等临床检验药品的干燥[6]。
它可以使药品不变质,可以长期保存,容易实现药剂定量准确,容易进行无菌化操作,可以大批量无菌化生产。
冷冻干燥技术及其在食品加工行业的
冷冻干燥技术及其在食品加工行业的应用李兢思,李俊欣,付佳佳(福州理工学院 应用科学与工程学院,福建福州 350506)摘 要:随着科技的发展和进步,冷冻干燥技术作为一种能够保持蛋白质大分子空间结构及其稳定性,并能提高活性成分吸收率的新型干燥技术,已经被广泛应用于食品加工行业。
相较于传统的自然干燥和加温干燥,冷冻干燥技术更受到食品生产部门的青睐。
本文介绍了冷冻干燥技术的基本原理和工艺流程,分析了冷冻干燥食品的优点及劣势,以及冷冻干燥技术在食品加工中常见的问题,对冷冻干燥技术在国内外对于食品行业的发展前景进行展望,希望能对该技术在食品加工行业的应用提供参考。
关键词:冷冻干燥;食品行业;工艺流程;发展前景Freeze Drying Technology and Its Application in FoodProcessing IndustryLI Jingsi, LI Junxin, FU Jiajia(School of Applied Science and Engineering, Fuzhou Institute of Technology, Fuzhou 350506, China) Abstract: With the continuous development of science and technology, freeze-drying technology, as a new drying technology that can maintain the spatial structure and stability of protein macromolecules and improve the absorption rate of active ingredients, has been widely used in food processing industry. Compared with the traditional natural drying and heating drying, freeze-drying technology is more favored by the food production departments. This paper first introduces the basic principle and technological process of freeze-drying technology, and analyzes the advantages and disadvantages of freeze-drying food, as well as the common problems of freeze-drying technology in food processing. The development prospects of freeze-drying technology for food industry at home and abroad are prospected. It is hoped to provide reference for the application of this technology in food processing industry.Keywords: freeze-drying; food industry; technological process; development prospect冷冻干燥技术是一种以冰升华为脱水原理的干燥方法,最早兴起于医药生产领域,主要是为了解决配方生化成分不稳定、不耐热等问题。
请简述冷冻干燥的工艺流程及特点
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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。
冷冻干燥技术其在食品工业中的应用
冷冻干燥技术及其在食品工业中的应用——胡亚楼1.冷冻干燥食品的概念干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。
冷冻干燥(Freeze Dry)是一种新型干燥技术,即在低温条件下,对湿物料冻结,再在较高真度下加热,使固态冰升华,脱去物料中的水份,全称为真空冷冻干燥技术,简称冻干技术。
采用冻干技术获得的食品就叫冻干食品,也叫FD食品。
2.冷冻干燥食品的分类和特点冻干食品的分类几乎所有含水的食品都可以进行冻干,但对某些糖分含或胶质含量过高的食品以及共晶点温度过低的食品,冻干比较困难。
可冻干的各类食品如下:2.1.1蔬菜类香葱、大蒜、洋葱、生姜、辣椒、青椒、胡萝卜、菠菜菜花、荷兰豆、芦笋、豆角、欧芹、西兰花、食用菌等。
2.1.2水果类苹果、桃、梨、杏、红枣、革莓、香蕉、菠萝、哈密瓜、龙眼、榴莲、蓝莓、山竹等。
2.1.3肉类牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉、蛇肉等。
2.1.4水产类鱼片、虾仁、蟹肉、墨鱼丝、鱿鱼、银鱼、海参、干贝等。
2.1.5方便食品类方便面及其辅料、肉丸、汤料,婴儿食品、军用食品、宇航食品等。
2.1.6速溶饮料类咖啡、牛奶、豆浆、果汁、蜂王浆等。
2.1.7调味品类果酱、汤料、调料、香料等。
2.1.8其他类茶叶、中药材动物胶蛋白、人参、酶制剂等。
[1]冻干食品的特点2.2.1冷冻干燥在低温下进行,特别适用于热敏性食品,使其不致变性或失活。
特殊风味食品中风味物质损失小,能最大限度地保存食品的色香味。
2.2.2冷冻干燥不改变食品的物理结构,化学变化也很小,干燥后疏松多孔,体积几乎不变。
2.2.3复水快,食用方便。
干燥后的物质疏松多孔呈海绵状,加水溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的形状。
2.2.4干燥过程真空度高,易氧化物质得到保护。
2.2.5冻干食品重量轻体积小,易于储存和运输。
各种冻干蔬菜压块后包装,体积缩小几十倍,重量减轻十几倍,包装仓储运输成本大大降低。
3.冷冻干燥技术原理水的三相点真空冷冻干燥基本原理是基于水的三相变化。
冷冻干燥流程
冷冻干燥流程
冷冻干燥,又称冷冻干燥法,是一种利用低温冷冻和真空干燥
技术将易变质的物质冷冻固化后,通过升高温度,在真空环境下使
冰直接升华为水蒸气,从而使物质得以干燥的方法。
冷冻干燥技术
在食品、药品、生物制品等领域有着广泛的应用,本文将介绍冷冻
干燥的流程及其关键步骤。
首先,冷冻干燥流程的第一步是冷冻。
在这一步骤中,将待处
理的物质置于低温环境中,使其迅速冷冻。
冷冻的目的是将物质中
的水分凝固成冰,从而为后续的干燥过程做好准备。
接下来是真空干燥。
在冷冻完成后,将物质转移到真空干燥室中,通过降低压力,使冰直接升华为水蒸气,从而使物质得以干燥。
这一步骤需要严密控制温度和压力,以确保干燥效果和产品质量。
在真空干燥的过程中,还需要进行加热处理。
通过逐渐升高温度,加速冰的升华速度,从而缩短干燥时间。
同时,加热还可以提
高物质的内部能量,有利于去除水分,提高干燥效率。
最后是冷却和包装。
在干燥完成后,需要将物质从真空干燥室
中取出,进行冷却处理,使其温度逐渐恢复到常温。
然后,对干燥后的产品进行包装,以防止其受潮或受到污染,确保产品的质量和稳定性。
总的来说,冷冻干燥流程包括冷冻、真空干燥、加热、冷却和包装等关键步骤。
通过严格控制每个步骤的条件和参数,可以实现高效、高质量的冷冻干燥过程,为食品、药品、生物制品等行业提供优质的干燥产品。
冷冻干燥技术的不断发展和完善,将为各行各业带来更多的应用和发展机遇。
冻干工艺流程
冻干工艺流程
《冻干工艺流程》
冻干工艺流程,又称冷冻干燥技术,是一种将液体或溶解状态下的物质在低温下冷冻,然后将水分通过升华过程直接转化为气体,从而得到干燥的工艺方法。
该工艺流程广泛应用于食品、药品、生物制品、化工和材料科学等领域,以保持物质的活性和品质。
冻干工艺流程的主要步骤包括:预冷、初冷、真空、升温和除罐。
首先,在预冷阶段,将物料放置于低温环境中,使得水分迅速冻结并形成固态。
接着,将冻结的物料送入真空冷冻干燥设备中,开始真空过程,使得冰晶直接升华为水蒸气,而不经过液态阶段,从而达到快速干燥的目的。
在升温阶段,将升温至室温,并在最后的除罐阶段,将干燥的物料分装入密封容器中,以便储存和运输。
冻干工艺流程通过控制温度、压力和时间等参数,可以有效地保持原料的品质和活性成分。
另外,该工艺流程还具有低温保存、易于贮藏、携带方便等优点,因此受到广泛的应用和推崇。
总之,冻干工艺流程是一种重要的干燥技术,通过控制温度和真空等条件,能够实现对物料的快速干燥并保持其活性成分。
随着科学技术的不断发展,冻干工艺流程在各个领域的应用前景将会更加广阔。
冷冻干燥技术在生物制剂领域的应用
冷冻干燥技术在生物制剂领域的应用随着现代科学技术的飞速发展,生命科学逐渐成为了人们研究的重点领域之一。
生物制剂作为一种新型的制剂形式,广泛应用于药品、食品、化妆品等领域。
而在生物制剂的制备过程中,冷冻干燥技术正日益被广泛应用。
一、冷冻干燥技术简介冷冻干燥技术是一种将水分升华除去的干燥方法。
它包括三个步骤:冷冻、真空干燥和恢复。
首先,将物质处于低温下,使得水分析的结构变得不稳定,然后在低压下升华冷冻时产生的水分。
最后,通过加热物质来进行恢复。
这种方法可以在不破坏物质品质的前提下,去除大多数的水分,从而可以将溶剂中的物质制备成干燥的粉末形式,以便于在后续制剂的制备过程中进行使用。
二、1.蛋白质药物的制备蛋白质药物是一种新型的生物制品,可以用于治疗各种疾病。
然而,由于其溶解度低,容易受热和压力的影响,在制剂时会遇到很多困难。
冷冻干燥技术可以将蛋白质药物制成粉末,从而使得其在贮存、运输和使用时受到的影响更小。
这一技术的应用,为蛋白质药物的研究和使用提供了更多的便利。
2.疫苗的制备疫苗是一种可以预防疾病的生物制品,它能够在体内产生免疫反应,以预防疾病的发生。
疫苗在生产过程中需要经过多严格的工艺流程,包括冷冻干燥、灭菌、过滤等。
其中,冷冻干燥是疫苗制备的重要步骤。
通过冷冻干燥技术,可以将疫苗制备成为冻干的形式,使得其长期贮存和运输更加方便。
此外,冷冻干燥还可以确保疫苗的质量和稳定性,从而更好地保障人类健康。
3.巨细胞病毒治疗技术的应用巨细胞病毒(CMV)是一种常见的病毒,它往往会引起免疫系统的反应,从而导致一系列疾病。
目前,通过采用冷冻干燥技术,可以将CMV制备成为一种可注射的形式,然后在患者体内产生抗体。
此外,通过引入新型的治疗方法,如基因治疗,巨细胞病毒治疗技术的应用还将继续拓展。
三、冷冻干燥技术的优势和不足1.优势- 它可以保持被干燥物质的原始形状和结构。
- 它可以提高物质的稳定性和质量,从而延长产品的保质期和使用寿命。
冷干机的工艺流程
冷干机的工艺流程Drying is a crucial step in food processing to remove moisture and extend the shelf life of products. In the process of freeze-drying, also known as lyophilization, the cold drying machine plays a vital role. 冷干是食品加工中的一个关键步骤,它有助于去除水分,延长产品的保质期。
在冷冻干燥的过程中,也被称为凝固干燥,冷干机发挥着至关重要的作用。
The first step in the freeze-drying process is pre-treatment, where the food is frozen to a temperature below its freezing point. This step helps in forming ice crystals, which are later sublimated, turning directly from solid state to gas. 冷冻干燥过程的第一步是预处理,食品被冷冻至低于其冰点的温度。
这一步有助于形成冰晶,随后将其升华,直接从固态变为气体。
Next, the frozen food is loaded into the cold drying machine, where it undergoes primary drying. In this phase, the pressure in the chamber is reduced, and heat is applied to create a vacuum. This causes the ice to sublimate, leaving behind a porous structure in the food. 紧接着,冷冻食品被装入冷干机,进行初次干燥。
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干燥箱是一种能抽真空和加热的密闭器,物料的升华干燥过程是 在干燥室内完成的,物料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托盘内的, 按每平方托盘面积8〜12公斤的比例装料[2],每一层搁板上都有一个 可供测量物料温度的探头,用以监测整个冻干过程中的物料温度, 门 采用橡胶密封条,门要求制作的十分严密可靠,否者不能达到预期的 真空度。
真空系统
真空系统有旋片真空泵或水环泵和罗茨真空泵组成, 罗茨泵为增 压泵不能单独使用, 必须首先启动旋片泵或水环泵, 使其工作一段时 闻,当系统中的真空度达到1Kpa以下时,再自动启动罗茨泵⑸。该真 空系统的真空表可使用电接点真空表,可根据预先选定的真空度值。
自动控制罗茨泵的启动。 干燥箱与冷凝器之间真空管道中, 装有真空 蝶阀,可根据使用要求随时开、关。真空泵管路上,装有电磁放气截 止阔,当真空泵停止工作时可自动关闭真空管路, 同时将空气放人泵 内,避免真空泵油因负压作用回放至真空管路中。 真空泵的连接管路 之间装有波纹软管,防止运转时的振动。
(5)溶剂不能随意选择,只限于水或一些冰点较高的有机溶剂,所以很难制备某种特殊的晶型,有时冻干品在复水溶解时会出现浑浊 现象,这些均为开发冻干制剂所必须考虑和实验研究的。
2
冷冻干燥机主要由干燥箱、冷凝器(捕水器) 、加热系统、真空 系统、制冷系统和电气控制系统六大部件组成
图2:真空冷冻干燥机结构组成
电气控制系统
冷冻干燥机的电气控制系统由电脑显示记录仪、 控制台、控制仪 表、调节仪表等自动装置和电路组成。 它的功能是对冷冻干燥机进行 手动或自动控制,控制设备正常运转。控制台是温度、真空度巡检仪 的记录控制仪表及各机组开关的集中集团,控制台的仪表板装有温 度,真空度巡检仪,干燥箱和真空泵的真空计,温度指示调节仪,液 温控制调节,计时钟等。 按钮板上装有各机组的开关等。冻干机还 设有连锁保护装置, 如①静箱制冷时加热管不能工作。 ②真空表不到 设定值,罗茨泵不能启动。③冷却水未提供,制冷机组不启动。④真 空泵、电磁阀带放气截止阀与真空泵电源表连在一起,同时工作。⑤
加热系统
冷冻干燥机加热系统的作用是对干燥箱内物料进行加热, 以便使 物料不断的得到升华热, 使物品达到规定的含水率要求, 冻干机加热 系统有不同的加热方法, 在接触式加热中, 采用的是循环介质加热法。 循环加热系统由管道泵、循环介质箱、加热器、进出管路、液温控制 器等组成循环液可由水4份、乙醇2份,乙二醇4份配置成循环不冻液, 其凝固点为-120C,在使用时液温最高不超过60C,现大部分冻干设 备已经采用硅油作为循环液[4]。当加热系统工作时,先对循环液进行 加热,液温通过液箱控制调节仪选定的温度自动控制加热, 管道泵开 启后,可将循环液送人干燥箱内搁板中,对搁板加热,然后返回液箱 进行加热循环。而在辐射或加热中我们采用蒸汽加热最高温度为120C,由蒸汽电磁阀自动控制温度。
冷 冻 干 燥 工 -艺
流 程 及 其 应 用
冷冻干燥工艺的原理及特点… 真空冷冻干燥机组成冷冻干燥工艺………………… 食品冷冻干燥技术的运用…… 冻干食品的特点我国食品冻干技术面临的问题 冷冻干燥工艺的应用前景…… 结论参考文献
冷冻干燥工艺流程及其应用
1
冷冻干燥工艺原理
冷冻干燥就是把含有大量水分的物质, 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从固体中升华出来, 而物质本身留在 冻结的冰架子中, 从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构, 保持 物料原有的形态,且制品复水性极好。然后在适当的温度和真空度下 进行冰晶升华干燥, 等升华结束后再进行解吸干燥, 除去部分结合水, 从而获得干燥的产品的技术。冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、 一次干燥(升华干燥)、二次干燥(解吸干燥)、和密封保存五个步骤。 利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质, 通常是含有微生物组织的 水溶液,或不含微生物组织的水溶液。 产品在冻结之后置于一个低水 气压下,这时包含冰的升华,直接由固态在不发生熔化的情况下变成 汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化,从而确保 了制品物性在保存时不易改变。 实际需要的低水汽压是靠真空的状况 下达到的。
冷冻干燥工艺的缺点
(1)设备造价高,干燥速率低,能耗高。 (2)工艺时间长(典型的干燥过程周期需要20小时左右)。
(3)生产成本高,能耗大 。
(4)生物活性物质采用冻干制剂主要是为了保持活性,但配料选 择不合理, 工艺操作不合理, 冻干设备选择不适当都可能在冻干制剂 制备过程中失活,导致产品前功尽弃,这是生产冻干制剂的关键,需进 行基础研究和针对特定产品反复试验。
坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品 非常适合[1];
(3)冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精度高;用 无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。制品 为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性能好,重复再溶解迅速完全,便于 临床使用;
(4)冻结物干燥前后形状及体积不变化;干燥后真空密封或充氮 密封,消除了氧化组分的氧化作用。
冷凝器(捕水器)
冷凝器是凝结升华水汽的密闭装置,内部有一个较大面积的金属 吸附面,从干燥箱物料中升华出来的水蒸气可凝结吸附在其金属表面 上,吸附面的工作温度可达一45C〜一55C[3],冷凝器外形是不锈钢 或铁制成的圆筒,内部盘有冷凝管,分别与制冷机组相连,组成制冷
循环系统, 冷凝器与干燥箱连接采用真空蝶阀; 采用不锈钢管与真空 泵连接组成真空系统, 筒内冷凝管上部装有化霜喷水管, 它通过真空 隔膜阀与水管连接,这是为了保证化霜水等不进入干燥箱和真空管 道。
制冷系统
冻干机制冷系统由制冷压缩机组(包括:水冷冷凝器, 油分离器、 高压管路、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、低压管路组成),采用氟
利昂机组和R22[6]制冷剂或氟制冷机组,制冷机组组成使冻干品速冻 用的制冷系统和捕水器制冷系统。 当系统工作时, 接触加热方式中搁 板温度可降至一35C。当制冷系统工作时,冷凝盘管的表面温度可达 一35C—55C,根据客户需要采用单级或双级制冷压缩机组, 制冷效 果好。
图1水的平衡相图
冷冻干燥工艺存在的优缺点
冷冻干燥工艺的优点
(1)冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成分被
在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质 里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性;
(2)蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生物活性的
降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破