甘斋裳业大 食品冷冻新技术
食品冷冻新技术
◆冷冻干燥技术 冷冻干燥又称真空冷冻干燥、冷冻升华干燥、分子干燥等。它是将 含水物质先冻结至冰点以下，使水分变为固态冰，然后在较高的真空度 下，将冰直接转化为蒸汽而除去，物料即被干燥
冷冻干燥技术 冷冻干燥又称真空冷冻干燥、冷冻升华干燥、分子干燥等。它是将 含水物质先冻结至冰点以下，使水分变为固态冰，然后在较高的真空度 下，将冰直接转化为蒸汽而除去，物料即被干燥
■冷冻干燥技术的特点 √冷冻干燥是在低于水的三相点压力(609Pa)下进行的干燥。其对应的相平衡 温度低，因而物料干燥温度低，且处于真空状态下。特别适用于热敏食品以及 易氧化食品的干燥，可以保留新鲜食品的色、香、味及维生素C等营养物质。 √由于物料中水分存在的空间，在水分升华以后基本维持不变，故干燥后制 品不失原有的固体框架结构，保持原有的形状。 √由于物料中水分在预冻结后以冰晶形态存在，原来溶于水中的无机盐被均 匀地分配在物料中，而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，可避免了一般干 燥方法因物料内部水分向表面扩散所携带的无机盐所造成的表面硬化现象。因 此，冷冻干燥制品复水后易于恢复原有的性质和形状。 √因物料处于冰冻的状态，升华所需的热可采用常温或温度稍高的液体或气 体为加热剂，所以热能利用经济。干燥设备往往无需绝热，甚至希望以导热性 较好的材料制成，以利用外界的热量。 √·由于操作是在高真空和低温下进行，需一整套高真空获得设备和制冷设备， 投资费和操作费都大，因而产品成本高
冷冻干燥技术的特点 ✓ 冷冻干燥是在低于水的三相点压力(609Pa)下进行的干燥。其对应的相平衡 温度低，因而物料干燥温度低，且处于真空状态下。特别适用于热敏食品以及 易氧化食品的干燥，可以保留新鲜食品的色、香、味及维生素C等营养物质。 ✓ 由于物料中水分存在的空间，在水分升华以后基本维持不变，故干燥后制 品不失原有的固体框架结构，保持原有的形状。 ✓ 由于物料中水分在预冻结后以冰晶形态存在，原来溶于水中的无机盐被均 匀地分配在物料中，而升华时，溶于水中的无机盐就地析出，可避免了一般干 燥方法因物料内部水分向表面扩散所携带的无机盐所造成的表面硬化现象。因 此，冷冻干燥制品复水后易于恢复原有的性质和形状。 ✓ 因物料处于冰冻的状态，升华所需的热可采用常温或温度稍高的液体或气 体为加热剂，所以热能利用经济。干燥设备往往无需绝热，甚至希望以导热性 较好的材料制成，以利用外界的热量。 ✓ 由于操作是在高真空和低温下进行，需一整套高真空获得设备和制冷设备， 投资费和操作费都大，因而产品成本高
■冷冻干燥的原理 水的相平衡：物质有固、液、汽三态。物质聚集态的变化 周态 液态 取决于分子重新排列、密度突变及其它物理性质的变化。物 质的相态转变过程可用相平衡图表示（图3-1为水的相平衡 图)。图中AB、AC、AD三条曲线分别表示冰和水蒸气、 冰和水、水和水蒸气两相共存时其压力和温度间的关系。分 60 别称为升华、溶解和汽化曲线，此三条曲线将图面分成三个 区，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别 B 表示冰升华成水蒸气、冰溶化成水、水汽化成水蒸气的过程； 升华曲线 曲线AD的顶端有一点K,其温度为374℃，称为临界点。若 水蒸气的温度高于临界点374℃时，无论怎样加大压力，水 0℃ 温度/℃ 蒸气也不能变成水。三曲线交点A,为固、液、汽三相共存 图31水的相平衡图 的状态，称为三相点，其温度为0.01℃，压力为610Pa。对 于一定的物质，三相点是不变的，即具有一定的温度和压力
冷冻干燥的原理 水的相平衡：物质有固、液、汽三态。物质聚集态的变化 取决于分子重新排列、密度突变及其它物理性质的变化。物 质的相态转变过程可用相平衡图表示（图3-1为水的相平衡 图）。图中AB、AC、AD三条曲线分别表示冰和水蒸气、 冰和水、水和水蒸气两相共存时其压力和温度间的关系。分 别称为升华、溶解和汽化曲线，此三条曲线将图面分成三个 区，分别称为固相区、液相区和气相区。箭头1、2、3分别 表示冰升华成水蒸气、冰溶化成水、水汽化成水蒸气的过程； 曲线AD的顶端有一点K，其温度为374℃，称为临界点。若 水蒸气的温度高于临界点374℃时，无论怎样加大压力，水 蒸气也不能变成水。三曲线交点A，为固、液、汽三相共存 的状态，称为三相点，其温度为0. 01℃，压力为610Pa。对 于一定的物质，三相点是不变的，即具有一定的温度和压力
■冷冻干燥的原理 冰的压温图：升华现象是物质从固态不经液态 5.0 而直接转变为汽态的现象。只有在压力低于三 4.0H 相点压力以下，升华才有可能发生。升华干燥 即基于此原理。当压力高于三相点压力时，固 3.0 态转变为气态必须经过液态方能达成。随着物 2.0 质聚集态的变化，由于相内分子重新排列要消 耗能量，故需要放出或吸收相变潜热。因此， 10 物质聚集态的变化是根据物质的物理性质，由 一态转变为另一态时的转换条件是在一定的温 3429-2582司 温度/℃ 度下进行的。在转变过程中，要发生体积变化 图32冰的蒸汽压与温度的关系 及热效应。升华相变的过程一般为吸热过程， 1mmHg=133.322Pa 这种相变潜热称为升华热
冷冻干燥的原理 冰的压温图：升华现象是物质从固态不经液态 而直接转变为汽态的现象。只有在压力低于三 相点压力以下，升华才有可能发生。升华干燥 即基于此原理。当压力高于三相点压力时，固 态转变为气态必须经过液态方能达成。随着物 质聚集态的变化，由于相内分子重新排列要消 耗能量，故需要放出或吸收相变潜热。因此， 物质聚集态的变化是根据物质的物理性质，由 一态转变为另一态时的转换条件是在一定的温 度下进行的。在转变过程中，要发生体积变化 及热效应。升华相变的过程一般为吸热过程， 这种相变潜热称为升华热