升華解析干燥是凍干工藝的主要環(huán)節(jié)。將凍結(jié)好的物料送入食品冷凍干燥機(jī)的干燥倉中，按不同的物料凍干曲線， 使凍結(jié)物料在真空中加熱，進(jìn)行物料中游離水由冰到水蒸汽的升華干燥過程和脫除結(jié)合水的 解析干燥過程，最終脫除物料中的水分，完成物料的凍干。

1、升華解析干燥工藝過程 

      典型食品真空冷凍干燥過程分為三個(gè)階段，如圖所示：a 段稱為勻速升華階段或恒定 加熱功率階段，這一段通常為最大加熱功率（即加熱板溫度為最高溫度），當(dāng)物料上部溫度 達(dá)到最高允許溫度時(shí)該階段終止；b 段為降速升華階段或下降加熱功率階段。在此階段控制 加熱功率（或加熱板溫度），以保證食品已干部分溫度低于最高允許溫度，凍結(jié)部分溫度不 超過升華溫度。這一階段一般以食品內(nèi)部最低溫度超過 0℃為結(jié)束標(biāo)志；c 段干燥結(jié)束階段 或解析干燥階段，該階段以食品最低溫度逐漸靠近設(shè)定值并維持一段時(shí)間為結(jié)束標(biāo)志。 

2、升華干燥工藝參數(shù)分析 

      1）產(chǎn)品升華溫度：升華階段產(chǎn)品的溫度（最低溫度）低于其共熔點(diǎn)溫度。所謂共熔點(diǎn)就是指凍結(jié)的物料在 升溫升華過程中，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，固體中出現(xiàn)液態(tài)，電阻值突然減小，此時(shí)的溫度就是 物料的共熔點(diǎn)。它的測定方法與共晶點(diǎn)的測定方法相同，數(shù)值上相差不多。

     產(chǎn)品溫度低于共熔點(diǎn)溫度太多，升華速率低，升華時(shí)間加長；高于共熔點(diǎn)溫度，產(chǎn)品熔 化，影響產(chǎn)品質(zhì)量和干燥過程。在干燥過程中，應(yīng)保證產(chǎn)品凍結(jié)部分的溫度低于產(chǎn)品共熔點(diǎn) 溫度。 

    干燥產(chǎn)品還有個(gè)崩解溫度（最高允許溫度）。若升華溫度超過該產(chǎn)品的崩解溫度，那么 會由于產(chǎn)品干燥層的崩解（干燥部分骨架因供熱過剩而熔化），影響產(chǎn)品的繼續(xù)升華。因此， 升華時(shí)加熱的溫度還應(yīng)低于干燥產(chǎn)品的崩解溫度。 

     為了加快升華速度，應(yīng)在產(chǎn)品溫度低于某共熔點(diǎn)溫度和崩解溫度下盡量提高產(chǎn)品表面溫 度。 

       2）加熱板溫度：控制加熱板溫度對冷凍干燥制品的質(zhì)量起著重要作用。加熱板溫度必須控制在不引起被 干燥食品的冰晶溶解、已干燥部分不會因過熱而引起熱變性的范圍內(nèi)。具體地說就是在升華 階段應(yīng)保證物料凍結(jié)部分的溫度低于物料的共熔點(diǎn)溫度，干燥部分的溫度低于其崩解溫度或 最高允許溫度；在解析階段，因物料內(nèi)不存在冰晶，產(chǎn)品溫度可迅速上升到最高許可溫度。 這時(shí)控制加熱板溫度，只要不燒毀物料和不造成物料過熱而變性就可。 

       3）艙內(nèi)壓力：在升華干燥過程中，不僅加熱板溫度需要控制，艙內(nèi)壓力也是需要控制的參數(shù)。干燥艙 壓力的大小影響升華干燥過程的傳熱傳質(zhì)。壓力高對流傳熱效果好，但不利于水蒸氣的順利 逸出并達(dá)到捕集器冷凝面；當(dāng)升華溫度恒定，干燥艙壓力低于一定值時(shí)，壓力再降低，升華 速率不再增加，而且壓力低時(shí)，換熱效果差，為提供相同的熱量需要高的加熱板溫度，但是 高的加熱板溫度容易造成物料的熔化崩解[5]。整個(gè)升華過程就是一個(gè)傳熱傳質(zhì)過程，只有壓 力適當(dāng)，才能有一個(gè)經(jīng)濟(jì)的干燥速率。 

      4）冷阱（捕集器）表面溫度：冷阱表面溫度是凍干過程中重要參數(shù)之一，因?yàn)槲锪仙A過程中產(chǎn)生的大量水蒸汽由捕 集器凝結(jié)，從而保證艙內(nèi)穩(wěn)定的真空度，捕集器冷對應(yīng)著一定的飽和蒸汽壓力。升華界面壓 力同捕集器的飽和蒸汽壓力差決定了水蒸氣從物料內(nèi)部到表面，再到捕集器表面的擴(kuò)散流 動(dòng)。 

     一般說當(dāng)捕集器溫度較低時(shí)，物料升華界面與捕集器表面的水蒸汽壓力差較大，水蒸汽 的凝結(jié)速率也較大。但隨著捕集器溫度的降低，耗冷量增多，而水蒸汽的凝結(jié)速率變化不大。

文獻(xiàn)研究表明，當(dāng)捕集器溫度低于-50℃時(shí)，再過多地降低捕集器溫度，對于縮短冷凍干 燥時(shí)間意義不大。研究表明，在 t0=-40℃時(shí)，每降低 1℃，就意味著制冷機(jī)能耗增加（2～ 2.5）%

上海田楓廠家+解決方案提供商sf241.com

冷凍干燥機(jī)、凍干工藝、凍干生產(chǎn)線解決方案等問題歡迎咨詢劉經(jīng)理13661495136