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FD凍干技術(shù)的原理是什么?

更新時(shí)間:2025-02-19      點(diǎn)擊次數(shù):277
  FD凍干技術(shù)的原理主要包括以下幾個(gè)方面:
 
  水的三相態(tài)變化
 
  水在自然界中存在固相、液相和氣相三種物理形態(tài)。在常壓下,水的固態(tài)是冰,液態(tài)是水,氣態(tài)是水蒸氣,且三相之間可以相互轉(zhuǎn)化。而 FD 凍干技術(shù)利用了水在特殊條件下,不經(jīng)過液相,直接從固態(tài)升華為氣態(tài)的特性。
 
  當(dāng)壓力降到 646.6Pa 以下,溫度低于 0℃時(shí),冰會(huì)直接升華為水氣,這一過程跳過了液態(tài)階段,為凍干提供了理論基礎(chǔ)。
 
  預(yù)凍過程
 
  將含有水分的物料進(jìn)行預(yù)凍,使物料中的自由水凍結(jié)成冰。一般預(yù)凍溫度應(yīng)低于物料的共晶點(diǎn)溫度 5℃-8℃,這樣可以保證物料中的水分充分凍結(jié),形成穩(wěn)定的固態(tài)結(jié)構(gòu)。
 
  預(yù)凍的目的是為了使物料在后續(xù)的干燥過程中能夠保持原有的形狀和結(jié)構(gòu),避免因水分的流失而導(dǎo)致物料的塌陷或變形。
 
  升華干燥過程
 
  預(yù)凍后的物料被置于真空環(huán)境中,通過加熱使冰直接升華為水蒸氣。在這個(gè)過程中,需要提供適當(dāng)?shù)臒崃?,以維持冰的升華溫度,但又不能過高,以免破壞物料的成分和結(jié)構(gòu)。
 
  通常采用熱媒輻射加熱的方式,將熱量均勻地傳遞給物料,使冰逐漸升華。升華干燥階段是 FD 凍干技術(shù)的核心步驟,大部分水分在這一階段被去除。
 
  解析干燥過程
 
  在升華干燥后期,物料中還殘留著一些結(jié)合水,這些結(jié)合水與物料分子之間存在著較強(qiáng)的相互作用力,較難去除。因此,需要進(jìn)一步降低壓力,提高溫度,使結(jié)合水解析出來,從而得到更干燥的產(chǎn)品。
 
  解析干燥的溫度一般要高于升華干燥的溫度,但不能超過物料所能承受的最高溫度,否則會(huì)導(dǎo)致物料的變性或分解。
 
  后處理與包裝
 
  干燥結(jié)束后,還需要對物料進(jìn)行后處理,如破碎、篩選、稱重等,以得到符合要求的凍干產(chǎn)品。然后,將產(chǎn)品進(jìn)行包裝,以防止其吸濕或受到其他污染。
 
  綜上所述,F(xiàn)D凍干技術(shù)的原理是通過低溫預(yù)凍、真空環(huán)境下的升華干燥和解析干燥等步驟,去除物料中的水分,同時(shí)地保留物料的營養(yǎng)成分、原有形狀和風(fēng)味。這種技術(shù)在食品、醫(yī)藥、生物制品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
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