冷冻干燥技术原理介绍

冷冻干燥技术原理介绍

        干燥是防止材料变质的方法之一。干燥方法有很多，如晒干、煮干、干燥、喷雾干燥和真空干燥等。然而，这些干燥方法都是在高于0°C或更高的温度下进行的。干燥后的产品通常体积缩小，质地变硬。部分物质被氧化，挥发成分大部分损失。一些热敏性物质，如蛋白质和维生素，会发生变性。微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易溶于水。因此，干燥后的产品性质与干燥前有很大不同。冷冻干燥法与上述干燥方法不同。产品基本在0°C以下的温度下干燥，即产品冷冻时。直到后期，为了进一步降低干燥产品的残留水分含量，让产品上升。温度高于 0°C，但一般不超过 40°C。
        冷冻干燥是将含有大量水分的物料预先冷冻冷却成固体，然后在真空条件下直接升华水蒸气。物质本身在冷冻时留在冰架中，所以干燥后体积不变，疏松多孔。在升华过程中冻结产品中的冰或其他溶剂会吸收热量。它会导致产品本身的温度下降并减慢升华速度。为了提高升华速度，缩短干燥时间，产品必须适当加热。整个干燥在较低的温度下进行。
        冷冻干燥具有以下优点：
         ⑴冷冻干燥在低温下进行，因此特别适用于许多热敏性物料。如蛋白质、微生物等不会变性或失去生物活力。因此，它被广泛用于医学。
         ⑵低温干燥时，物质中的某些挥发性成分损失很少，适用于某些化工产品、药品和食品的干燥。
         ⑶在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用不能进行，因此可以保持原有的性质。
         ⑷由于在冷冻状态下干燥，体积几乎不变，不浓缩，保持原有结构。
         ⑸干燥后的物料疏松、多孔，呈海绵状。加水后迅速*溶解，几乎立即恢复其原有性能。
         ⑹由于干燥是在真空下进行，氧气很少，因此保护了一些易氧化的物质。
         ⑺干燥可去除95-99%以上的水分，使干燥后的产品可保存而不变质。
        因此，冷冻干燥目前用于制药工业、食品工业、科研等部门门被广泛使用。