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FD凍干技術(shù)的原理是什么？
2025-2-19 閱讀(148)
FD凍干技術(shù)的原理主要包括以下幾個方面：
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，冰會直接升華為水氣，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。
