冷冻干燥是一种通过 低温低压下的传热传质机理来去除物料中水分的干燥技术。其基本原理包括以下几个步骤:
冻结:
首先将含有大量水分的物料冷却至冰点以下,使其冻结成固态冰。
升华干燥:
在适当的真空环境下,冻结的水分直接从固态升华为气态,并通过真空系统中的冷凝器将水蒸气冷凝,从而去除水分。
解析干燥(如果需要):有时为了进一步降低干燥产品的残余水分含量,会进行解析干燥,即将已干燥的产品升温至0℃以上的温度,但一般不超过40℃,以去除表面吸附的水分。
冷冻干燥的主要优点包括:
干燥后的物料保持原来的化学组成和物理性质(如多孔结构、胶体性质等)。
热量消耗比其他干燥方法少。
能够保留产品的活性和稳定性,避免热分解变质。
具有良好的复溶性和较低的污染风险。
然而,冷冻干燥也有其缺点,如费用较高,不能广泛采用。它主要用于干燥抗生素、蔬菜和水果等需要长时间保存并保持原有性质的物品。