低溫凍干機主要由干燥箱、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)組成。首先將物品送入真空干燥箱,物品會在制冷系統(tǒng)下冷凍。制冷系統(tǒng)工作時,溫度可低至-35~50℃,冷凍物料方便快捷。不同物料的冰點不同,可以靈活調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的溫度,滿足大部分物料的冰點。
與常規(guī)干燥方式相比,低溫凍干機的特殊之處在于干燥過程中的溫度基本低于0℃,即使二次干燥也不會超過60℃。低溫可以更好的保護物料中的營養(yǎng)成分和一些揮發(fā)性成分。此外,食物中的一些熱敏性物質(zhì)在高溫干燥時會失去活性,使用低溫就不用擔心這個問題了。
冷凍干燥的整個過程實際上是一個傳熱傳質(zhì)(水蒸氣)同時進行的過程。熱量和質(zhì)量的傳遞速率共同影響干燥速率,從而影響整個凍干周期。所有影響傳熱傳質(zhì)的因素都會影響干燥速率。簡單分析如下:
1、材料的形式和組成
凍干材料通常按其形態(tài)分為固體和液體。固體形態(tài)和液體濃度對凍干速率有很大影響。
2、預(yù)凍結(jié)率
低溫凍干機冷凍過程中形成的晶體大小極大地影響干燥產(chǎn)品的干燥速率和溶解速率。速凍和慢凍有以下區(qū)別:速凍產(chǎn)生的冰晶比慢凍產(chǎn)生的冰晶小。大冰晶有利于升華,小冰晶不利于升華,快速冷凍導(dǎo)致升華速率低,解吸速率快。冷凍慢導(dǎo)致升華速度快,分辨率慢。
3、載荷能力
物料凍干時,裝入容器后的表面積與物料厚度有一定的比值,即凍干與裝載量有關(guān)。表面積小,厚度小,有利于水分升華,易于凍干,品質(zhì)理想。