一  凍干設備組成

本機主要由干燥箱、冷凝器（捕水器）、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)六大部件組成。

干燥箱

是一能抽真空和加熱的密閉器，物料的升華干燥過程是在干燥室內(nèi)完成的，物料是放在干燥室內(nèi)擱板上的不銹鋼托盤內(nèi)的，按每平方托盤面積8~12公斤的比例裝料，每一層擱板上都有一個可供測量物料溫度的探頭，用以監(jiān)測整個凍干過程中的物料溫度。門采用橡膠密封條，應注意關門時要把門上的手柄擰緊，確保箱內(nèi)密封。

冷凝器（捕水器）

是凝結(jié)升華水氣的密閉裝置，內(nèi)部有一個較大面積的金屬吸附面，從干燥箱物料中升華出來的水蒸氣可凝結(jié)吸附在其金屬表面上，吸附面的工作溫度可達-45℃~-55℃，冷凝器外形是不銹鋼或鐵制成的圓筒，內(nèi)部盤有冷凝管，分別與制冷機組相連，組成制冷循環(huán)系統(tǒng)。冷凝器與干燥箱連接采用真空蝶閥；采用不銹鋼管與真空泵組連接組成真空系統(tǒng)，筒內(nèi)冷凝管上部裝有化霜噴水管，它通過真空隔膜閥與水管連接，這是為了保證化霜水等不進入干燥箱和真空管道。在冷凝器外部采用泡沫塑料板保溫絕熱，zui外層包以不銹鋼板。

加熱系統(tǒng)

凍干機加熱系統(tǒng)的作用是對干燥箱內(nèi)物料進行加熱，以便使物料不斷地得到升華熱，使物品以達到規(guī)定的含水率要求，凍干機加熱系統(tǒng)有不同的加熱方法，在接觸式加熱中，我們采用的是循環(huán)介質(zhì)加熱法。循環(huán)加熱系統(tǒng)由管道泵、循環(huán)介質(zhì)箱、加熱器、進出管路、液溫控制器等組成。循環(huán)液由水4份、乙醇2份，乙二醇4份配置成循環(huán)不凍液，其凝固點為-120℃，在使用時液溫zui高不超過60℃，當加熱系統(tǒng)工作時，先對循環(huán)液進行加熱，液溫通過液箱控制調(diào)節(jié)儀選定的溫度自動控制加熱, 管道泵開啟后，可將循環(huán)液送入干燥箱內(nèi)擱板中，對擱板加熱，然后返回液箱進行加熱循環(huán)。而在輻射或加熱中我們采用蒸氣加熱zui高溫度為120℃，由蒸氣電磁閥自動控制溫度。

真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)有旋片真空泵或水環(huán)泵和羅茨真空泵組成，羅茨泵為增壓泵不能單獨使用，必須首先啟動旋片泵或水環(huán)泵，使其工作一段時間，當系統(tǒng)中的真空度達到1Kpa以下時，再自動啟動羅茨泵。旋片泵結(jié)構、羅茨泵結(jié)構等見說明書。該真空系統(tǒng)的真空表可使用電接點真空表，可根據(jù)預先選定的真空度值，自動控制羅茨泵的啟動。干燥箱與冷凝器之間真空管道中，裝有真空蝶閥，可根據(jù)使用要求隨時開、關。真空泵管路上，裝有電磁放氣截止閥，當真空泵停止工作時可自動關閉真空管路，同時將空氣放入泵內(nèi)，避免真空泵油因負壓作用回放至真空管路中，真空泵的連接管路之間裝有波紋軟管，防止運轉(zhuǎn)時的振動。

制冷系統(tǒng)

凍干機制冷系統(tǒng)由制冷壓縮機組（包括：水冷冷凝器，油分離器、高壓管路、干燥過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、低壓管路組成），采用氟利昂機組和R22制冷劑或氟制冷機組，制冷機組組成使凍干品速凍用的制冷系統(tǒng)和捕水器制冷系統(tǒng)。當系統(tǒng)工作，接觸加熱方式中擱板溫度可降至-35℃。當制冷系統(tǒng)工作時，冷凝盤管的表面溫度可達-35～-55℃，根據(jù)客戶需要采用單級或雙級制冷壓縮機組，制冷效果好。

電氣控制系統(tǒng)

本設備電氣控制系統(tǒng)由電腦顯示記錄儀、控制臺、控制儀表、調(diào)節(jié)儀表等自動裝置和電路組成。它的功能是對凍干機進行手動或自動控制，控制設備正常運轉(zhuǎn)。

控制臺是溫度、真空度巡檢儀的記錄控制儀表及各機組開關的集中集團，控制臺的儀表板裝有溫度，真空度巡檢儀，干燥箱和真空泵的真空計，溫度指示調(diào)節(jié)儀，液溫控制調(diào)節(jié)儀，計時鐘等。按鈕板上裝有各機組的開關等。凍干機還設有連鎖保護裝置，如①前箱制冷時加熱管不能工作；②真空表不到設定值，羅茨泵不能啟動。③冷卻水未提供，制冷機組不啟動。④真空泵、電磁閥帶放氣截止閥與真空泵電源表連在一起，同時工作。⑤擱板加熱恒溫，由溫度指示調(diào)節(jié)儀控制。

二  凍干設備技術

凍干是從凍結(jié)的物料產(chǎn)品中去除水分的過程，凍干分為真空冷凍干燥和常壓冷凍干燥二種，由于一些條件限制目前采用的是真空冷凍干燥。凍干目的是保留產(chǎn)品的完整的生物和化學結(jié)構及其活性。象其它許多的技術步驟，一種凍干的類型被稱做升華，是自然發(fā)生的。升華指的是溶劑，比如水，象干冰一樣，直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。傳統(tǒng)的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。這種情況將不會發(fā)生在凍干里，因為固體構成被在其位置上的堅冰支承著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質(zhì)里。

凍干過程分為冷凍、升華、解析干燥三個階段，每一個階段都有相應的要求，不同的物料其要求各不相同，各階段工藝設計及控制手段的差異直接關系凍干產(chǎn)品的質(zhì)量和凍干設備的性能。

1、冷凍階段

冷凍干燥首先要把原料進行凍結(jié)，使原料中的水變成冰，為下階段的升華做好準備。凍結(jié)溫度的高低及凍結(jié)速度是控制目的，溫度要達到物料的凍結(jié)點以下，不同的物料其凍接點各不相同。凍結(jié)速度的快慢直接關系到物料中冰晶顆粒的大小，冰晶顆粒的大小對固態(tài)物料的結(jié)構及升華速率有直接關聯(lián)。一般情況下，要求1--3小時完成物料的凍結(jié)，進入升華階段。

2、升華階段

升華干燥是冷凍干燥的主要過程，其目的是將物料中的冰全部汽化移走，整個過程中不允許冰出現(xiàn)溶化，否則便告凍干失敗。升華的二個基本條件：一是保證冰不溶化；二是冰周圍的水蒸汽必須低于610帕（正確的說法應是低于物料凍結(jié)點的飽和蒸汽壓）。升華干燥一方面要不斷移走水蒸氣，使水蒸汽壓低于要求的飽和蒸汽壓，另一方面為加快干燥速度，要連續(xù)不斷地提供維持升華所需的熱量，這便需要對水蒸氣壓和供熱溫度進行*化控制，以保證升華干燥能快速、低能耗完成。

3、解析干燥

物料中所有的冰晶升華干燥后，物料內(nèi)留下許多空穴，但物料的基質(zhì)內(nèi)還留有殘余的未凍結(jié)水分（它們以結(jié)合水和玻璃態(tài)形式存在）。解析干燥就是要把殘余的未凍結(jié)水分除去，zui終得到干燥物料。

三  凍干食品的品質(zhì)及應用

1、凍干食品的品質(zhì)*

食品脫水，通常采用烘烤或日曬等方法來實現(xiàn)， 這種脫水方法的實質(zhì)是加熱蒸發(fā)，加熱蒸發(fā)必然對食品產(chǎn)生相當?shù)钠茐淖饔谩?食品脫水的另一種方法是將食品先凍結(jié)再在真空條件下使食品中的冰晶升華（冰直接變成汽叫升華）脫走。 “凍干食品"就是采用人們比較生疏的凍結(jié)升華方法獲得的脫水食品，可在室溫下長期保存，一般五年不壞。

凍干食品是在低溫和真空條件下生產(chǎn)的，在這種生產(chǎn)條件下，易氧化、易揮發(fā)、熱敏性的物質(zhì)都能保存，而且能抑制菌和酶的有害作用， 因而凍干食品的形、色、味、營養(yǎng)成份都能保持同鮮品基本一樣，而且復水性好。凍干食品在生產(chǎn)過程中不需任何添加劑，因而是真正的綠色食品。

2、應用

方便食品領域次的方便面和方便米飯的配料， 已采用色、香、味俱全且復水特快的凍干肉丁、蝦仁、雞蛋以及小蔥、胡蘿卜、香菜等。

即時湯料領域用凍干食品搭配的各種湯料，用開水即沖即喝，既美味可口，又方便衛(wèi)生。

速溶飲品領域繼用凍干技術生產(chǎn)的速溶奶粉和速溶咖啡之后，又開發(fā)出速溶茶、速溶菜汁粉、速溶果汁粉等。這類速溶飲料，具有原汁原味原營養(yǎng)、保質(zhì)期長、飲用方便等特點。

顆粒蔬菜領域選多種凍干蔬菜,根據(jù)人體營養(yǎng)需求合理搭配，制成顆粒。這種蔬菜顆粒含有天然的葉綠素、維生素、 胡蘿卜素以及人體必需的微量元素，特別適宜兒童、老人、病人以及一些難于吃到蔬菜的人食用。

保健藥品鹿血膠囊、活性參、藏藥等，藥物保療效，干 粉保速溶。在保健食品家族中，真空冷凍干燥蛇膽粉、蜂皇漿等營養(yǎng)保健食品已逐漸推出。

凍干脫水蔬菜類：胡蘿卜、油菜、蘑菇、蔥、蒜、青豆、玉米、菠菜等。

凍干脫水肉類：牛肉、豬肉、雞肉等。

凍干脫水水產(chǎn)品類：蝦仁、魚片、蟹肉等。

凍干脫水菜包以凍干脫水菜為主，經(jīng)配方而成的牛肉包、雞肉包、海鮮包、蔬菜包等。 10、脫水速食營養(yǎng)方便食品：蛋花湯、速食粥、滋補湯料等。

對于沙漠、高原、極地、太空、潛艇、軍艦、遠洋貨輪等特種地域生活人群以及供給，戰(zhàn)略儲備來源，真空冷凍干燥脫水食品無疑是*選擇。

果蔬脆片：由于凍干食品是幾乎不含水份的多孔結(jié)構，因此它既脆又酥，利用該特任性制成的片狀果蔬凍干品（片、塊、粒）是及佳的休閑食品。其色、香、味及保存時間是目前市場上其他工藝制造的脆片無法可比的。