冻干工艺是很复杂的技术,不同物料的冻干工艺有很大区别,生物产品冻干主要要求保持产品的活性;药品冻干主要要求保证化学成分稳定和保持纯洁性;食品冻干主要要求营养成分基本不变,并获得良好的口感和品相;纳米材料冻干除了保持材料的原有特性之外,还要求纳米颗粒的均匀性。到目前为止,对于同一种物料,不同生产厂家采用的冻干工艺也不完全相同,生产成本也有区别,采用的冻干保护剂、添加剂、赋形剂等也不一样,生产的产品质量也有区别。最近冻干工艺的研究还呈现出以下几方面趋势。
#秋日生活创作季#冻干技术与其他技术联合物料预处理技术不断创新冷冻干燥技术工期长、能耗高,其很大一部分原因是冻结物料中的冰升华过程耗时长、能耗高,升华干燥阶段消耗的能量往往占总能耗的45%或看更多。所以在进行冻干前,对物料预处理,降低物料中含水量、增大蒸发表面积、减小蒸发阻力的技术都成为人们热衷的手段,预处理技术也不断创新。包括:将物料改型(粉碎、切片、穿孔等),从而增大蒸发面积并缩小干燥阶段水分子在已干层的迁移路程;高压脉冲电场预处理物料,将果蔬细胞可逆击穿,从而增加细胞膜通透性,减小传质阻力,在物料组织结构不会被破坏的前提下,提高水分子升华速度;将生物组织物料浸入高浓度溶液中,利用细胞膜的半透性进行渗透脱水预处理,以减少冻干时物料中的水分含量,缩短干燥间。实践中可以根据不同的物料和对干燥产品品质的需求,选择合适的预处理方法。冻结和加热方式多样化真空冷冻干燥技术主要由冻结物料和真空干燥(包括升华和解析干燥)两部分构成,前者需要通过制冷将物料冻结成固体,后者需要加热。冻干技术发展到今天,冻结方式早已不限于冻干箱内搁板制冷冻结和冷冻装置内制冷介质制冷冻结。根据物料的性质和冻干工艺对冻干速度的需求,还可以选择一些快速的冻结方式,如:喷雾冻结、液氮冻结、真空蒸发冻结等。同时加热方式也不限于冻干箱内下搁板传导加热的方式,上搁板辐射加热、微波和红外辐射加热等方式也常常被引入冻干技术中,更有循环压力法中的气体热交换加热方式。在实践中宜根据物料的性质、冻干工艺的要求以及冻干设备的性能,综合考虑选择合适的冻结方法和加热方式。