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食品型真空冷冻干燥机(食品真空冷冻干燥机在农产品冻干深加工应用)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-16 05:37   点击:189  编辑:admin   手机版

1. 食品真空冷冻干燥机在农产品冻干深加工应用

冷干机的作用是:

由空压机出来的压缩空气,首先在换热器中与干燥过的低温压缩空气进行热交换,降低温度,然后进入蒸发器被进一步降温至2℃左右,在此露点,压缩空气中的大部分水已成液态被排出,将含水量极少的压缩空气进入吸附塔内,进一步干燥除水,最后低温的干燥压缩空气进入换热器,冷却高温湿空气,同时本身温度也升高,可防止压缩空气输送管路外壁结露,经升温后的压缩空气中取一小部分用作吸附剂的再生,提高再生效率,降低能耗。

利用冷媒与压缩空气进行热交换,把压缩空气温度降到2~10℃范围的露点温度,使压缩空气中含水量趋于超饱和的状态,从而除去压缩空气中的水分(水蒸气成分)。

当压缩空气的压力高、温度低、环境温度低、且处理空气量小时,则可得到低压力露点。 大气压露点只能达到-17℃。

为了实现压缩空气干燥的目的,又体现节能的目标,一台标准的冷干机应包括以下部件,具体为:

1)冷却降温部分:包括换热器(空气与空气的热交换器)、蒸发器(空气与制冷剂液体的热交换器);

2)气水分离与排放部分:包括气水分离器、自动排水器;

3)制冷部分:包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、氟路电磁阀、压力开关、压力控制器(水量调节阀)、贮液罐、过滤干燥器、截止阀等;

4)电气部分:包括启停开关、接触器、继电器、PC电脑板等;

5)仪表部分:包括进出口空气压力表、制冷剂高、低压力表等。

2. 真空冷冻干燥食品工艺

真空冷冻干燥更先进的 以果蔬脆片为例,目前国内市场大部分采用的还是低温真空油炸技术,由于其加工温度低,时间短,从而保留了原果蔬的风味和大部分营养成分。但真空油炸果蔬脆片含油量仍在10%以上,不仅增加成本,不易保存,而且长期食用对人体健康不利。 而真空冷冻干燥则是以低温冷冻方式使其脱水,它被誉为21实际的食品加工技术。真空冷冻干燥技术是物品冷冻后,保持冷冻状态,利用真空而使冰升华成蒸汽并排出,从而脱出物品中多余水分。由于是在低温下的脱水,对于食品的质量,比低温油浴技术更佳。物品在干燥前后的形状和尺寸基本不变,能最大限度的保留原物品或食品的颜色、气味、性状和营养成分;参与的水分含量低,贮藏中一般不会引起水溶性成分的变化。虽然冻干果蔬食品已成为国际上新兴的一种绿色食品和健康食品,但存在设备复杂昂贵、耗能大、操作时间长、成本高,产品价格昂贵等缺点,不能得到广泛的推广。国内企业的真空冻干果蔬产品主要还是出口国外,国内市场还没有到达热销的程度,在我国,真空冻干食品还处于作为特殊用途的食品。

3. 食品真空冷冻干燥技术

真空冷冻干燥技术是将湿物料或溶液在较低的温度(-10℃~-50℃)下冻结成固态,然后在真空(1.3~13帕)下使其中的水分不经液态直接升华成气态,最终使物料脱水的干燥技术。我国是原料药生产大国,因此该技术应用前景十分广阔。但是,应当引起注意的是,近年来真空冷冻干燥技术在我国推广得非常迅速,相比之下,其基础理论研究相对滞后、薄弱,专业技术人员也不多。并且,与气流干燥、喷雾干燥等其他干燥技术相比,真空冷冻干燥设备投资大,能源消耗及药品生产成本较高,从而限制了该技术的进一步发展。因此,切实加强基础理论研究,在确保药品质量的同时,实现节能降耗、降低生产成本,已经成为真空冷冻干燥技术领域当前面临的最主要的问题。 ■技术优势突出 由于真空冷冻干燥在低温、低压下进行,而且水分直接升华,因此赋予产品许多特殊的性能。如真空冷冻干燥技术对热敏性物料亦能脱水比较彻底,且经干燥的药品十分稳定,便于长时间贮存。由于物料的干燥在冻结状态下完成,与其他干燥方法相比,物料的物理结构和分子结构变化极小,其组织结构和外观形态被较好地保存。在真空冷冻干燥过程中,物料不存在表面硬化问题,且其内部形成多孔的海绵状,因而具有优异的复水性,可在短时间内恢复干燥前的状态。由于干燥过程是在很低的温度下进行,而且基本隔绝了空气,因此有效地抑制了热敏性物质发生生物、化学或物理变化,并较好地保存了原料中的活性物质,以及保持了原料的色泽。 ■加强基础理论研究 目前,我国真空冷冻干燥设备趋于完善,但与发达国家相比,该技术基础理论的研究显得滞后和薄弱,阻碍了技术应用水平的提高。因此,研究的重点正向这方面转移。目前,研究的焦点集中在真空冷冻干燥的物性参数及其影响因素、过程参数、过程机理和模型、过程优化控制等的研究。 真空冷冻干燥技术的基本参数包括物性参数和过程参数,它们是实现真空冷冻干燥过程的基础。这些数据的缺乏会使干燥过程难以实现针对原料的优化,不能充分发挥系统效率。物性参数指物料的导热系数、传递系数等。这方面的研究内容包括物性参数数据的测定及测定方法,以及环境条件压强、温度、相对湿度和物料颗粒取向等对物性参数的影响。过程参数包括冷冻、供热和物料形态等有关参数。对冷冻过程的研究意在为系统找到最优冷冻曲线。供热过程的研究则集中在两方面:一是对原料载体的改良;二是加热方式(传热方式和供热热源)的选择。确定恰当的物料形态也是重要的研究内容,它包括原料的颗粒形态和料层厚度等。 从热量传递和质量传递入手研究真空冷冻干燥的机理,并建立相应的数学模型,有助于找出过程的影响因素,预测时间、温度及蒸气压强的分布状况。目前的研究主要限于均质液相,并提出了一些数学模型,如冰前沿均匀退却模型、升华模型、吸附-升华模型等。这些模型虽然对真空冷冻干燥的过程作了不同程度的描述,但在实际应用中仍然存在许多限制条件。过程优化控制是建立在上述数学模型的基础上的。控制方案又有准稳态模型和非稳态模型之分。 ■严控生产工艺 由于生物制品和药品的冻干工艺比较复杂,为保证冻干产品的质量和节能,在生产过程中需要严格控制预冻温度、升华吸热等,使冻干过程各阶段按照预先制订的工艺路线工作。 *应用提示一:保持合理的预冻温度 在真空冷冻干燥过程中,需要先对被干燥的药品进行预冻,然后在真空状态下,使水分直接由冰变为气而使药品干燥。在整个升华阶段,药品必须保持在冻结状态,否则就不能得到性状良好的产品。在药品预冻阶段,要严格控制预冻温度(通常比药品的共熔点低几度)。如果预冻温度不够低,则药品可能没有完全冻结,在抽真空升华时会膨胀起泡;若预冻温度太低,不仅会增加不必要的能量消耗,而且对于某些生物药品,会降低其冻干后的成活率。 *应用提示二:关注升华吸热 在干燥升华阶段,物料需要吸收热量(每克冰完全升华成水蒸气约吸收2.8千焦耳的热量)。如果不对药品进行加热或热量不足,则在水分在升华时会吸收药品本身的热量而使药品的温度降低,致使药品的蒸气压降低,于是引起升华速度的降低,整个干燥的时间就会延长,生产率下降;如果对药品加热过多,药品的升华速率固然会提高,但在抵消了药品升华所吸收的热量之后,多余的热量会使冻结药品本身的温度上升,使药品可能出现局部甚至全部熔化,引起药品的干缩起泡现象,整个干燥就会失败。 *应用提示三:采用计算机自动化控制 为了获得良好的冻干药品,一般在冻干时应根据每种冻干机的性能和药品的特点,在经过试验的基础上制订出一条冻干曲线,然后控制机器,使冻干过程各阶段的温度变化符合预先制订的冻干曲线。目前,真空冷冻干燥的生产过程控制可借助于计算机来控制生产系统按照预先设定的冻干曲线工作。如计算机对链霉素硫酸盐的冻干过程控制可分为两个阶段:第一阶段,在低于熔点的温度下,将水分从冷冻的物料内升华,约有98%~99%的水分均在此时被除去。第二阶段,将物料温度逐渐升到或略高于室温,经此阶段水分可以减少到低于0.5%。此过程预冻温度为-40℃左右,时间约两小时。冻干药品的干燥升华阶段,物料温度约为-30℃~-35℃,绝对压强约为4~7帕。链霉素的最终干燥温度可升至40℃,总干燥时间约18小时。采用计算机自动化控制系统,有助于保证药品符合质量要求。

4. 冷冻干燥机制造

冷冻式干燥机属于物理原理:

潮湿高温的压缩空气流入前置冷却器(高温型专用)散热后流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换,使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。

冷冻式压缩空气干燥机通过冷却降温,是压缩空气中的水蒸气凝结成液滴,从而达到减少含湿量的目的。凝结出的液滴经过自动排水系统排出机外,只要干燥机出口的下游管路所处的环境温度不低于蒸发器出口露点温度,就不会产生二次结露的现象。

扩展资料:

工作原理理解:假设空气是一团吸了水的湿海绵,其含湿量就是吸入的水分。如果用力从海绵中挤压出一些水,那么,这团海绵的含湿量相对就减小了。如果放手让海绵恢复,自然就比原来的海绵要干燥。这也就达到了通过加压来除水干燥的目的。

如果在挤压海绵不断有水流出的过程中,到达某一个力度后不再加力,则水被挤出将停止,这就是饱和状态。继续再加大挤压的力度,仍然还有水流出。

所以,空压机本体本身就具有除水的功能,用到的方法就是加压,只不过,这不是空压机的目的,而是“讨厌”的累赘。

为什么没有将“加压”作为压缩空气的除水手段呢?这主要是因为经济性,提高1公斤压力。消耗7%左右的能耗是相当不划算的。

而“冷却”除水则相对比较经济,冷冻式干燥机是利用如空调除湿相似的原理达到目的。因为,饱和水蒸气的密度都是有极限的,在气动压力(2MPa范围内),可以认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度高低,而与空气压力无关。

温度越高,饱和空气中的水蒸气的密度越大,水也就越多,反之,温度越低水越少(这个从生活常识就能理解到,冬季干冷,夏季湿热)。

将压缩空气冷却到尽量低的温度,使其所含水蒸气的密度变小,形成“结露”,汇聚这些结露形成的小水滴,并且排出去,就达到了去除压缩空气中水分的目的。

因为涉及到结露凝析成水这一过程,所以温度也不能低于“冰点”,否则出现结冰现象将不能有效排水。通常冷冻式干燥机的标称“压力露点温度”大多为2~10℃。

如0.7MPa的10℃的“压力露点”换算成“常压露点”为-16℃。可以理解为,在不低于-16℃的环境下使用时,压缩空气向大气排气不会有液态水出现。

压缩空气的所有除水方式都只是相对干燥,满足某一要求的干燥度。绝对的去除水分是不可能办到的,超出使用需求的追求干燥度也是非常不经济的。

5. 真空冷冻干燥机的应用

当然要关掉。

所有类型的制冷机组在抽真空阶段是不可以开机运行的,有些制冷机组需要通电不开机的状态下抽真空。只有抽真空完成,加注了合适量的冷媒后才可以正常开机运行。

要关闭的时候,应按住总开关键三秒以上,关闭冷冻干燥机的总电源开关;

6. 冷冻干燥技术在食品工业中的应用

冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去掉水份或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂,比如水,像干冰一样,不经过液态,从固态直接变为气态的过程。冷冻干燥得到的产物称作冻干物,该过程称任冻干燥。

这种利用真空冷冻获得干燥的方法,是水的物态变化和移动的过程,这个过程发生在低温低压下,因此,冷冻干燥的基本原理是在低温低压下传热传质的机理。

由物理学可知,水有三相,O点为三相共点,OA为冰的融解点。根据压力减小、沸点下降的原理,只要压力在三相点压力之下,物料中的水分则可从水不经过液相而直接升华为水汽。

根据这个原理,就可以先将食品的湿原料冻结至冰点之下,使原料中的水分变为固态冰,然后在适当的真空环境下,将冰直接转化为蒸汽而除去,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸汽冷凝,从而使物料得到干燥。

冷冻干燥过程包含三个步骤:预冻,为接下来的升化过程准备样品,然后进行抽真空,之后进行干燥,首先是第一干燥阶段:升华干燥;接下来是第二干燥阶段:解析干燥。

7. 冷冻干燥技术与设备

冷冻干燥技术最早于1813年由英国人Wollaston发明。

1909年Shsckell试验用该方法对抗毒素、菌种、狂犬病毒及其它生物制品进行冻干保存,取得了较好效果。在第二次世界大战中,对血液制品的大量需求大大刺激了冷冻干燥技术的发展,从此该技术进入了工业应用阶段。此后,制冷和真空设备的飞速发展又为快速发展冷冻干燥技术提供了强有力的物质条件。进入上个世纪的八九十年代,科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求,为生物制品和一些保健食品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的市场,在制品冻干损伤和保护机理、制品冻干工艺、制品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。

8. 冻干食品加工设备与技术

设备:HFD小型食品冻干机

食材:鸡胸肉

1、准备新鲜鸡胸肉,并清洗整理干净;

2、把处理好的鸡胸肉切成2cm的小块;

3、清洗食品冻干机专用食品级托盘,并把切好鸡肉块平整摆放到托盘内;

4、把托盘放进食品冻干机的冻干仓内,关闭仓门,开启设备,设置好肉类专用冻干工艺(厂家有提供);

小型食品冻干机

5、等待冻干程序结束,取出,即可得到冻干鸡肉;

6、用密封性好的罐子储存,或者抽真空保存即可。

9. 食品真空冷冻干燥设备

冷冻干燥可以用玻璃和不锈钢材料,不会被冻裂。最好口用滤纸之类的封一下,防止开冻干机的时候混进去灰尘

在喷射式冷冻干燥装置中,药品、食品、化妆品等的原料的原料液是喷射在真空室 内的,该原料液是将原料用溶剂或分散剂溶解或分散而制成。在喷射工序中,利用溶剂的汽 化热从原料中吸热,从而不仅可使原料冻结还能使其干燥而呈微粒状,呈微粒状原料被设 置在真空室内下部的收集器收集起来。

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