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2017/12/07

冷凍幹燥技術原理

  幹燥是保持物質不致腐敗變質的方法之一。幹燥的方法有許多,如曬幹、煮幹、烘幹、噴霧幹燥和真空幹燥等。但這些幹燥方法都是在0℃以上或更高的溫度下進行。幹燥所得的產品,一般是體積縮小、質地變硬,有些物質發生了氧化,一些易揮發的成分大部分會損失掉,有些熱敏性的物質,如蛋白質、維生素會發生變性。微生物會失去生物活力,幹燥後的物質不易在水中溶解等。因此幹燥後的產品與幹燥前相比在性狀上有很大的差別。而冷凍幹燥法不同於以上的幹燥方法,產冷凍乾燥機品的幹燥基本上在0℃以下的溫度進行,即在產品凍結的狀態下進行,直到後期,為了進一步降低幹燥產品的殘餘水份含量,才讓產品升至0℃以上的溫度,但一般不超過40℃。

  冷凍幹燥就是把含有大量水分物質,預先進行降溫凍結成固體,然後在真空的條件下使水蒸汽直接升華出來。而物質本身剩留在凍結時的冰架子中,因此它幹燥後體積不變,疏松多孔。在升華時凍結產品內的冰或其它溶劑要吸收熱量。引起產品本身溫度的下降而減慢升華速度,為了增加升華速度,縮短幹燥時間,必須要對產品進行適當加熱。整個幹燥是在較低的溫度下進行的。

  冷凍幹燥有下列優點:

  ⑴冷凍幹燥在低溫下進行,因此對於許多熱敏性的物質特別適用。如蛋白質、微生物之類不會發生變性或失去生物活力。因此在醫藥上得到廣泛地應用。

 


  ⑵在低溫下幹燥時,物質中的一些揮發性成分損失很小,適合一些化學產品、藥品和食品幹燥。

  ⑶在冷凍幹燥過程中,微生物的生長和酶的作用無法進行,因此能保持原來的性狀。

  ⑷由於在凍結的狀態下進行幹燥,因此體積幾乎不變,保持了原來的結構,不會發生濃縮現象。

  ⑸幹燥後的物質疏松多孔,呈冷凍乾燥機海綿狀,加水後溶解迅速而完全,幾乎立即恢複原來的性狀。

  ⑹由於幹燥在真空下進行,氧氣極少,因此一些易氧化的物質得到了保護。

  ⑺幹燥能排除95-99%以上的水分,使幹燥後產品能長期保存而不致變質。

  因此,冷凍幹燥目前在醫藥工業、食品工業、科研和其他部門得到廣泛的應用。


關鍵字: 生物

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