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講解食品冷凍干燥機上所用到的“加熱技術”

更新日期: 2022-05-13
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   食品冷凍干燥機是在通過降溫將物質中水分凍結為固體,然后在通過降低真空及輕加熱的方式,使得固態的水冰直接升華為水蒸汽而達到脫水的目的。相對加熱干燥的脫水方式,凍干有很多優點,比如揮發性損失低、不用添加防腐劑保鮮、保持物質結構、保持物質中活性成分、保持物質中易氧化的成分等。
  食品冷凍干燥機上常見的加熱技術有三種:
  1.傳導加熱
  傳導加熱的主要是以接觸式傳熱為主,利用載熱體通過加熱板來實現熱源有電加熱、蒸汽加熱等。傳熱和傳質的方向相同,隨著升華表面不斷向內退縮,已干層就愈來愈厚,凍結層愈來愈薄因而傳質的阻力越來越大,而傳熱的阻力愈來愈小。接觸式傳熱效率較高,但易造成物料受熱過度影響產品質量,若控制得當,可避免其缺陷。
  2.輻射加熱
  輻射加熱是熱量由熱輻射板通過輻射傳至物料干燥層表面,再通過導熱和氣體對流的方式由干燥層表面到達升華界面。輻射式傳熱和傳質的方向是相反的,內部的凍結層溫度決定于傳熱和傳質的平衡。一般輻射加熱的特點是隨著干燥過程中升華表面向內退縮,已干層的厚度愈來愈厚,傳熱和傳質的阻力同時增加。輻射式換熱可克服接觸式傳熱的缺點易保障產品的質量,但所需時間較長效率低。
  3.微波加熱
  微波加熱適合熱敏材料的凍干過程,由于其傳熱基本不受干燥層的影響熱能可以直接到達物料的升華面,因而物料表面和升華面之間的溫差很小,可使冷凍層維持并接
  近物料允許的高溫,因而對干燥過程是有利的,可大大縮短干燥時間,提高干燥速率。對大厚度物料,凍干宜采用微波加熱,而小厚度物料凍干,宜采用表面加熱,即接觸式傳熱和輻射換熱;至于厚度的分界點,則視不同物料性質決定;微波干燥具有加熱均勻、干燥時間短等特點很有發展潛力。但在13-66Pa的干燥室壓力下,微波加熱容易引起輝光放電現象。這種現象容易引起凍干食品的“鏈式反應”,終導致冷凍干燥的失敗,而且微波加熱易使凍干制品產生異味。微波加熱費用較高,過程較難控制,目前處于發展階段,在工業大批量干燥中應用較少。
  食品冷凍干燥機的實際凍干過程究競采用哪種供熱方式,需要對各種工況進行具體分析。
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