凍幹工藝流程詳解

紅鹿

凍幹機小編

和大家討論下凍幹工藝流程詳解。凍幹一般分為三個主要階段：前處理、真空冷凍乾燥和後處理。

1、前處理

不同的待幹物料，前處理的方法是不同的。但是為了獲得安全衛生的產品，對凍幹裝置進行消毒是必需的。常用的消毒方法有：加熱殺菌法、氣體殺菌消毒法和輻射殺菌法。

2、真空冷凍乾燥（凍幹）

真空冷凍乾燥階段一般分為預凍階段、

昇華乾燥階段和解析乾燥階段。

2-1預凍

預凍就是將物料的自由水固化，賦予乾燥後的產品與乾燥前有相同的形態，防止真空乾燥時起泡、抽縮、濃縮和溶質移動等不可逆變化產生，減少因溫度下降引起物質的可溶性降低和物質生命特性的變化。預凍對凍乾產品的質量起著至關重要的作用，必須滿足兩項基本要求：適當的降溫速率和恰當的最終溫度。

降溫速率取決於：冷源的溫度，樣品數量、容器體積和表面積，樣品容器和冷環境之間的傳熱。降溫速率過快，會造成胞內結冰，降溫速率過慢會導致活體損傷、死亡。緩冷冰晶大，急冷冰晶小。速凍產品外觀均勻，顏色一致，冰晶小引起蛋白質變性小，發生凝聚作用小，對於具有生命物質的產品，速凍死亡率小，且節省凍結時間。預凍的最終溫度應低於溶液的共晶點溫度或玻璃化轉變溫度，以保證能使懸浮生物材料的溶液能全部凍結，否則，抽真空的時候會有少量液體“沸騰”產生氣泡，使產品表面凹凸不平。對於要求不是很高的產品，預凍的最終溫度只要比共晶點溫度低一些就可以了，一般比共晶點溫度低 5 ℃～10 ℃。

2-2

昇華乾燥階段

也稱一次乾燥，將凍結後的產品置於密閉的真空容器中加熱，使冰晶昇華成水蒸氣逸出，從而使產品脫水乾燥。乾燥是由外表面逐步向內推移的，冰晶昇華後殘留下的空隙就變成以後昇華水蒸氣的逸出通道。當全部冰晶除去時，第一階段乾燥就完成了，此時約除去全部水分的 90 %。此過程中既有熱量的傳遞又有質量的傳遞，冰晶昇華吸收的熱量由加熱板供給，昇華出的水蒸氣透過已幹層的縫隙逸出。但在乾燥過程中，應該始終保持物料中的未乾部分為凍結狀態。若溫度過高則會引起冰晶融化，所以應使物品的凍結層溫度低於其共熔點溫度。另外，也不能加熱過快使已幹層溫度超過崩解溫度。所謂崩解溫度就是某些已乾的產品當溫度達到某一數值時會失去剛性而發生類似崩潰的現象，失去疏鬆多孔的性質而使乾製品發黏、比重增加、顏色加深等。乾製品發生崩解以後影響凍幹層中出來的水蒸氣的透過，導致產品部分融化。

2-3

解吸乾燥階段

也稱為二次乾燥。在第一階段結束之後，在乾燥物質的毛細管壁和極性基團上還吸附有一部分水，這些水是未被凍結的。經歷第二階段乾燥後，產品內殘存的水分含量一般在 0。5 %～4 %之間。解吸時間由產品的品種和形狀；殘留水含量的要求；凍幹機的效能等因素決定。

3、後處理

產品不同，後處理方式也不同，應該儘量減少環境對乾燥產品的影響。對於生物製品，一般需要在真空環境下包裝或往乾燥室充入氮氣然後包裝。