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講解食品冷凍干燥機上所用到的“加熱技術(shù)”

更新日期: 2022-05-13
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   食品冷凍干燥機是在通過(guò)降溫將物質(zhì)中水分凍結為固體,然后在通過(guò)降低真空及輕加熱的方式,使得固態(tài)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(yōu)點(diǎn),比如揮發(fā)性損失低、不用添加防腐劑保鮮、保持物質(zhì)結構、保持物質(zhì)中活性成分、保持物質(zhì)中易氧化的成分等。
  食品冷凍干燥機上常見(jiàn)的加熱技術(shù)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(guò)加熱板來(lái)實(shí)現熱源有電加熱、蒸汽加熱等。傳熱和傳質(zhì)的方向相同,隨著(zhù)升華表面不斷向內退縮,已干層就愈來(lái)愈厚,凍結層愈來(lái)愈薄因而傳質(zhì)的阻力越來(lái)越大,而傳熱的阻力愈來(lái)愈小。接觸式傳熱效率較高,但易造成物料受熱過(guò)度影響產(chǎn)品質(zhì)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(guò)輻射傳至物料干燥層表面,再通過(guò)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(zhì)的方向是相反的,內部的凍結層溫度決定于傳熱和傳質(zhì)的平衡。一般輻射加熱的特點(diǎn)是隨著(zhù)干燥過(guò)程中升華表面向內退縮,已干層的厚度愈來(lái)愈厚,傳熱和傳質(zhì)的阻力同時(shí)增加。輻射式換熱可克服接觸式傳熱的缺點(diǎn)易保障產(chǎn)品的質(zhì)量,但所需時(shí)間較長(cháng)效率低。
  3.微波加熱
  微波加熱適合熱敏材料的凍干過(guò)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(guò)程是有利的,可大大縮短干燥時(shí)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(diǎn),則視不同物料性質(zhì)決定;微波干燥具有加熱均勻、干燥時(shí)間短等特點(diǎn)很有發(fā)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(chǎn)生異味。微波加熱費用較高,過(guò)程較難控制,目前處于發(fā)展階段,在工業(yè)大批量干燥中應用較少。
  食品冷凍干燥機的實(shí)際凍干過(guò)程究競采用哪種供熱方式,需要對各種工況進(jìn)行具體分析。
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