真空冷凍干燥技術(shù)精美課件

真空冷凍干燥技術(shù)真空冷凍干燥技術(shù)0目錄1干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2真空冷凍干燥技術(shù)目錄1干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2真空冷凍干燥技術(shù)1一、干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3.干燥技術(shù)現(xiàn)狀4.發(fā)展趨勢2.干燥類型分類1.干燥簡介一、干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3.干燥技術(shù)現(xiàn)狀4.發(fā)展趨勢2.干21.干燥簡介在化學(xué)工業(yè)中，常指借熱能使物料中水分(或溶劑)氣化，并由惰性氣體帶走所生成的蒸氣的過程。例如干燥固體時(shí)，水分(或溶劑)從固體內(nèi)部擴(kuò)散到表面再從固體表面氣化。干燥可分自然干燥和人工干燥兩種。并有真空干燥、冷凍干燥、氣流干燥、微波干燥、紅外線干燥和高頻率干燥等方法。1.干燥簡介在化學(xué)工業(yè)中，常指借熱能使物料中水分(或溶劑)氣32.干燥類型分類1對流干燥2傳導(dǎo)干燥3輻射干燥4介電加熱干燥1.對流干燥：使熱空氣或煙道氣與濕物料直接接觸，依靠對流傳熱向物料供熱，水汽則由氣流帶走。對流干燥在生產(chǎn)中應(yīng)用最廣，它包括氣流干燥、噴霧干燥、流化干燥、回轉(zhuǎn)圓筒干燥和廂式干燥等。2.傳導(dǎo)干燥：濕物料與加熱壁面直接接觸，熱量靠熱傳導(dǎo)由壁面?zhèn)鹘o濕物料，水汽靠抽氣裝置排出。它包括滾筒干燥、冷凍干燥、真空耙式干燥等。3.輻射干燥：熱量以輻射傳熱方式投射到濕物料表面，被吸收后轉(zhuǎn)化為熱能，水汽靠抽氣裝置排出，如紅外線干燥。4.介電加熱干燥：將濕物料置于高頻電場內(nèi)，依靠電能加熱而使水分汽化，包括高頻干燥、微波干燥。在傳導(dǎo)、輻射和介電加熱這三類干燥方法中，物料受熱與帶走水汽的氣流無關(guān)，必要時(shí)物料可不與空氣接觸。2.干燥類型分類1對流干燥2傳導(dǎo)干燥3輻射干燥4介電加熱干燥43.干燥技術(shù)現(xiàn)狀目前大多數(shù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì)仍然依賴于小規(guī)模試驗(yàn)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。建國以來,一些現(xiàn)代的干燥設(shè)備(如噴霧干燥器、氣流干燥器及流化床干燥器)在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。自70年代以來,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及各技術(shù)領(lǐng)域的交叉、滲透,干燥設(shè)備、干燥過程和干燥理論的研究有較大進(jìn)展。3.干燥技術(shù)現(xiàn)狀目前大多數(shù)干燥設(shè)備設(shè)計(jì)仍然依賴于小規(guī)模試驗(yàn)和5干燥技術(shù)現(xiàn)狀30年來，我國實(shí)現(xiàn)了許多干燥技術(shù)的工業(yè)化。主要有：噴霧干燥流態(tài)化干燥蒸汽回轉(zhuǎn)干燥真空干燥氣流干燥冷凍干燥微波干燥干燥技術(shù)現(xiàn)狀30年來，我國實(shí)現(xiàn)了許多干燥技術(shù)的工業(yè)化。主要有64.干燥技術(shù)發(fā)展趨勢近期內(nèi)干燥技術(shù)要有突破性進(jìn)展還相當(dāng)困難,一般是趨于技術(shù)革新。目前,在世界范圍內(nèi)干燥設(shè)備的主要研究方向是有效利用能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量、減少環(huán)境污染、安全操作、易于控制和一機(jī)多用等。具體研究課題為:(1)在直接式干燥器中使用過熱蒸汽作為干燥介質(zhì)。(2)大量使用間接加熱方式。(3)采用組合式傳熱方式。(4)采用容積式加熱。(5)組合使用不同類型干燥器。(6)采用間斷傳熱方式。(7)運(yùn)用新型或更為有效的供熱方法。(8)運(yùn)用新型氣固接觸技術(shù)。(9)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)靈活的、多用途的干燥器。(10)使用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)、專家系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)干燥過程的控制。4.干燥技術(shù)發(fā)展趨勢近期內(nèi)干燥技術(shù)要有突破性進(jìn)展還相當(dāng)困難,7二、真空冷凍干燥技術(shù)概念原理操作流程及要點(diǎn)凍干食品的特點(diǎn)應(yīng)用結(jié)論二、真空冷凍干燥技術(shù)概念原理操作流程及要點(diǎn)凍干食品的特點(diǎn)應(yīng)用81.概念真空冷凍干燥技術(shù)簡稱凍干技術(shù)，是真空技術(shù)與冷凍技術(shù)相結(jié)合的新型干燥脫水技術(shù)。是將食品先凍結(jié)，然后在較高的真空度下，通過冰晶升華作用將水分出去而獲得干燥的方法。1.概念真空冷凍干燥技術(shù)簡稱凍干技術(shù)，是真空技術(shù)與冷凍技術(shù)相9概念它包含真空、制冷、流體、生物工程、傳熱傳質(zhì)和自動控制等方面知識。由于干燥過程實(shí)在低溫、真空狀態(tài)下進(jìn)行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以最大限度地保持被干物料的色、香、味、形狀和營養(yǎng)成分，而且復(fù)水性能好。應(yīng)用該技術(shù)的凍干產(chǎn)品能夠很好地吻合“綠色食品”、“保健食品”、“方便食品”三大食品的發(fā)展趨勢，因此凍干食品逐漸被人們關(guān)注和青睞。概念它包含真空、制冷、流體、生物工程、傳熱傳質(zhì)和自動控制等方102.原理

真空冷凍干燥基本原理是基于水的三種變化。水（H2O）有三種相態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，三相態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換也可以共存。三相點(diǎn)所對應(yīng)的溫度為0.0098℃，水蒸氣為610.5（4.58mmHg），在這樣的溫度和水蒸氣壓下，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。只有在三相點(diǎn)以下，冰才能由固相直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，這個(gè)過程成為升華。在高真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分（不經(jīng)過冰的融化）直接以冰態(tài)升華為水蒸氣被除去，從而達(dá)到冷凍干燥的目的。2.原理真空冷凍干燥基本原理是基于水的三種變化。水（H2O113.流程0%40%20%80%60%100%前處理預(yù)凍脫水干燥后處理原料3.流程0%40%20%80%60%100%前處理預(yù)凍脫水干12前處理真空冷凍干燥食品的原料若按其組織形態(tài)來分，可分為固態(tài)食品和液態(tài)食品。對固態(tài)食品原料的預(yù)處理過程，包括選料、清洗、切分、燙漂和裝盤等。其目的是清除雜物，易升華干燥。液態(tài)原料一般采取真空低溫濃縮或冷凍濃縮的方法進(jìn)行預(yù)處理。前處理真空冷凍干燥食品的原料若按其組織形態(tài)來分，可分為固態(tài)食13預(yù)凍物料首先要預(yù)凍，然后抽真空。預(yù)凍的溫度選擇應(yīng)低于物料的共熔點(diǎn)5℃左右。因隔板的溫度有所不同，需要有充分的預(yù)凍時(shí)間，從低于共熔點(diǎn)溫度算起，預(yù)凍時(shí)間約2小時(shí)。預(yù)凍的速度控制在每分鐘下降1～4℃為宜，過高過低都會影響產(chǎn)品質(zhì)量，不同的物料的預(yù)凍速度由實(shí)驗(yàn)確定。預(yù)凍物料首先要預(yù)凍，然后抽真空。預(yù)凍的溫度選擇應(yīng)低于物料的共14(1)升華干燥。凍結(jié)后的食品需迅速進(jìn)行真空升華干燥。食品在真空條件下吸熱，冰晶就會升華成水蒸氣而從食品表面逸出。升華過程是從食品表面開始逐漸向內(nèi)推移，在升華過程中，由于熱量不斷被升華熱帶走，要及時(shí)供給升華熱能，來維持升華溫度不變。(2)解析干燥。升華干燥后，食品中仍含有少部分的結(jié)合水，較牢固，所以必須提高溫度，才能達(dá)到產(chǎn)品所要求階段的水分含量。料溫由-20℃升到45℃左右，當(dāng)料溫與板層溫度趨于一致時(shí)，干燥過程即可結(jié)束。真空脫水干燥(1)升華干燥。凍結(jié)后的食品需迅速進(jìn)行真空升華干燥。食品在真15后處理當(dāng)倉內(nèi)真空度恢復(fù)接近大氣壓時(shí)打開倉門，開始出倉，將已干燥的食品立即進(jìn)行檢查、稱重、包裝等。由于冷凍食品保持堅(jiān)硬，逸出的水分留下通道，凍干食品組織呈多孔狀，因此與氧氣接觸的機(jī)會增加，為防止其吸收大量水分和氧氣，可采用真空包裝或充氮包裝。為保持干制食品含水在5%以下，包裝內(nèi)應(yīng)放入干燥劑以吸附微量水分。包裝材料要求密閉性好，強(qiáng)度高，顏色深。后處理當(dāng)倉內(nèi)真空度恢復(fù)接近大氣壓時(shí)打開倉門，開始出倉，將已干164.特點(diǎn)物料干燥是在低溫下進(jìn)行（-40℃），且處于高真空狀態(tài)，因此，特別適用于熱敏性高和極易氧化的物料的干燥，可以保留新鮮物料色、香、味及營養(yǎng)成份不損失；干燥制品不失原有的固體骨架結(jié)構(gòu)，保持物料原有的形態(tài)；4.特點(diǎn)物料干燥是在低溫下進(jìn)行（-40℃），且處于高真空狀態(tài)17特點(diǎn)在升華過程中溶于水中的可溶性物質(zhì)就地析出，避免了一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移而將無機(jī)鹽和營養(yǎng)物攜帶到物料表面而造成表面硬化和營養(yǎng)損失的現(xiàn)象；凍干制品成海綿狀，無干縮，故復(fù)水性極好，比其它干燥方法產(chǎn)生的物料復(fù)水后更接近新鮮物料原形特點(diǎn)在升華過程中溶于水中的可溶性物質(zhì)就地析出，避免了一般干燥18特點(diǎn)凍干制品采取真空或充氮包裝及避光保存，可保持5年不變質(zhì)。由于質(zhì)量輕，可室溫貯運(yùn)銷售，對營銷十分有利。與速凍制品相比，免除了運(yùn)輸儲存和銷售過程中小號很高的冷藏鏈。真空速凍干燥技術(shù)被國內(nèi)外認(rèn)為是生產(chǎn)高品質(zhì)制品的理想的加工方法。因此，凍干食品在國際市場的價(jià)格似乎熱風(fēng)干燥食品的4~6倍，是速凍食品的7~8倍。特點(diǎn)凍干制品采取真空或充氮包裝及避光保存，可保持5年不變質(zhì)。19兩種包裝真空包裝氮?dú)獍b兩種包裝真空包裝氮?dú)獍b205.廣泛應(yīng)用蔬菜類：如蘑菇、香菇、香椿、黃花菜、蘆筍、芹菜、青豆、荷蘭豆、豌豆、胡蘿卜、番茄、菜花、卷心菜、菠菜、洋蔥、辣椒、香菜、玉米等。水果類：荔枝、龍眼、香蕉、草莓、水蜜桃、櫻桃、蘋果、梨、桔子、哈密瓜、菠蘿等。水產(chǎn)類：魚翅、蝦仁、蟹肉、甲魚、魷魚、海參、干貝、海蜇、海帶、海菜等。禽肉類：豬肉、牛肉、蛇肉、羊肉、雞肉、兔肉、火腿等。方便食品類：碗仔面、盒裝便餐、嬰兒食品、旅游食品、老年食品、軍用食品、宇航食品等。飲品類：速溶咖啡、速溶茶等固體飲料，果汁、果茶、菜汁、保健茶、營養(yǎng)茶、營養(yǎng)沖劑、紅綠茶等。調(diào)味料類：蔥、姜、蒜、湯料、果醬、調(diào)料理、香料等。保健品類：人參、鹿茸、冬蟲夏草、天麻、當(dāng)歸、三七、首烏、山藥、蜂王漿、蜂蜜、花粉、鱉粉、甲魚、龜類等。食品工業(yè)原料類：蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白等。其他類：動物膠原蛋白、酶素、血清、菌種、生物制品等。5.廣泛應(yīng)用蔬菜類：如蘑菇、香菇、香椿、黃花菜、蘆筍、芹菜、215.廣泛應(yīng)用蔬菜類如蘑菇、香菇、香椿、黃花菜、蘆筍、芹菜、青豆、荷蘭豆、豌豆、胡蘿卜、番茄、菜花、卷心菜、菠菜、洋蔥、辣椒、香菜、玉米等。水產(chǎn)類禽肉類方便食品類保健品類食品工業(yè)原料類水果類飲品類調(diào)味料類其他類荔枝、龍眼、香蕉、草莓、水蜜桃、櫻桃、蘋果、梨、桔子、哈密瓜、菠蘿等。魚翅、蝦仁、蟹肉、甲魚、魷魚、海參、干貝、海蜇、海帶、海菜等。豬肉、牛肉、蛇肉、羊肉、雞肉、兔肉、火腿等。碗仔面、盒裝便餐、嬰兒食品、旅游食品、老年食品、軍用食品、宇航食品等。速溶咖啡、速溶茶等固體飲料，果汁、果茶、菜汁、保健茶、營養(yǎng)茶、營養(yǎng)沖劑、紅綠茶等。蔥、姜、蒜、湯料、果醬、調(diào)料理、香料等。人參、鹿茸、冬蟲夏草、天麻、當(dāng)歸、三七、首烏、山藥、蜂王漿、蜂蜜、花粉、鱉粉、甲魚、龜類等。蛋料、豆料、干果粉、植物蛋白等。動物膠原蛋白、酶素、血清、菌種、生物制品等。5.廣泛應(yīng)用蔬菜類如蘑菇、香菇、香椿、黃花菜、蘆筍、芹菜、青22應(yīng)用近年來，中國漁業(yè)產(chǎn)量不斷提高，水產(chǎn)品加工業(yè)取得了突破性進(jìn)展，已形成冷藏、罐藏、調(diào)味食品、魚類制品等幾十個(gè)產(chǎn)業(yè)門類。然而作為一個(gè)水產(chǎn)大國，我國的水產(chǎn)品加工技術(shù)仍處于起步階段，發(fā)展速度與發(fā)達(dá)國家相比存在較大差距。但我國可用于凍干的水產(chǎn)品數(shù)量大、品種多、質(zhì)量高、價(jià)格低，這些優(yōu)勢將彌補(bǔ)技術(shù)上的缺陷，使我國的凍干食品在國際市場上同樣具有較強(qiáng)的競爭力。應(yīng)用近年來，中國漁業(yè)產(chǎn)量不斷提高，水產(chǎn)品加工業(yè)取得了突破性進(jìn)23我國傳統(tǒng)的海產(chǎn)品如干貝、海參、魚翅等，大多采用干制的方法加工而成。研究表明，采用自然風(fēng)干或人工熱風(fēng)干燥加工海產(chǎn)品時(shí)，熱敏性營養(yǎng)活性物質(zhì)會造成很大損失，水溶性也會比較差。同時(shí)制品的體積縮小嚴(yán)重，復(fù)水較難，影響了制品的質(zhì)量。如果采用真空冷凍干燥技術(shù)來加工水產(chǎn)品，不僅可以保證成品品質(zhì)的均一性，還可改善其外觀，提高經(jīng)濟(jì)效益。我國傳統(tǒng)的海產(chǎn)品如干貝、海參、魚翅等，大多采用干制的方法加工24真空冷凍干燥技術(shù)可以明顯提高制品的質(zhì)量和檔次，但卻在水產(chǎn)品加工行業(yè)推廣緩慢，究其原因，主要有四個(gè)方面：設(shè)備投資較大加工成本高原料供應(yīng)不穩(wěn)定市場銷路不暢真空冷凍干燥技術(shù)可以明顯提高制品的質(zhì)量和檔次，但卻在水產(chǎn)品加256.結(jié)論食品真空冷凍干燥技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合技術(shù)，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域。食品凍干技術(shù)的進(jìn)步依賴于交叉學(xué)科的發(fā)展。功能食品、營養(yǎng)食品、保健食品、方便食品以及兒童食品等，能夠滿足人們不斷增長的物質(zhì)生活需要的新型食品的發(fā)展都離不開凍干技術(shù)。因此，食品真空冷凍干燥技術(shù)必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。6.結(jié)論食品真空冷凍干燥技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合技術(shù)，涉及多學(xué)26參考文獻(xiàn)：[1]潘永康.中國現(xiàn)代干燥技術(shù)發(fā)展概況.干燥刊中刊,2005，8:42-43.[2]付西光等．食品真空冷凍干燥研究．江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，22(4)：19～21.[3]劉相臣.國內(nèi)外干燥設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.化工裝備技術(shù)，2000,21(6)：13～15.[4]徐成海等．現(xiàn)代真空冷凍干燥技術(shù)．沈陽制冷通訊，2000，(5)：4～5.[5]張宏飛，張聯(lián)英.熱泵干燥技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.干燥技術(shù)與設(shè)備，2009,7(3)：120～123.[6]遲大鵬，黃翔．食品真空冷凍干燥設(shè)備的原理與應(yīng)用[J]．冷藏技術(shù)，1999(4)：5～8.[7]王小光，張顏民．ZDG一160食品真空冷凍干燥設(shè)備[J]．真空與低溫，1998，4(3)：170～174.[8]黃立新，周瑞君，A.s.Mujumdar.近年來噴霧干燥技術(shù)研究進(jìn)展和展望[J].干燥技術(shù)與設(shè)備，2008，6（1）:3-8.[9]王超,譚鶴群.我國干燥技術(shù)的研究進(jìn)展及展望.農(nóng)機(jī)化研究，2009,12