冷凍乾燥5大優點

冷凍乾燥會先冷凍食物,再將周圍壓力降低,使得食物中凍結的冰直接昇華,由固態變為氣態。 在昇華的熱力學討論之前,應該適當的考慮樣品室環境的氣態水分子將會遇到的狀況。 在某個時刻一個分子會發現它積極地喜歡從冰結晶到處亂飛。 若沒被附近的冰晶再吸附住,則它必透過先前昇華後所剩下的孔洞路徑或是半乾的產品結構跑出去。 最後,蒸氣分子逃脫進入樣品瓶的上部空間,然後跑出樣品瓶。 一旦進入樣品艙內,沒有導航設備,蒸氣分子是隨機的彈跳,直到離開樣品艙,或許會遇到冷凝器。

接近冰點時,結晶的結構是鬆散的,產生部分空間為水分子與結晶冰共用。 因此,若有溫度是保持在接近熔點時,則有充分的自由水可以長成較大的晶體。 同樣地,被賦形劑吸附的水,有一部分在合適的條件下進行結晶。 雖然,水的結晶可以異常的大,但是一般而言冰的體積是小的,冰是隨機排列在大量的非結晶水與結晶間。

使用100%紐西蘭在地天然食材,源於自然放牧草飼牛,純淨無汙染。 根據專業動物營養學配方製作,使用冷凍乾燥技術,完整保留食物本身的營養及香氣,無色素、香料、添加劑及防腐劑,美味好消化,是毛孩健康無負擔的零食選擇。 其中,最大的設備直徑為2.5m,長24m,大概相當於一節火車車廂大小。 一次乾燥過程大約需要24小時才能完成,加工過程中始終通過感應器監測機器內部的產品溫度。

冷凍乾燥是指通過昇華從凍結的生物產品中去掉水份或其他溶劑的過程。 昇華指的是溶劑,比如水,像乾冰一樣,不經過液態,從固態直接變為氣態的過程。 冷凍乾燥得到的產物稱作凍幹物(lyophilizer),該過程稱作凍幹(lyophilization). 冷凍乾燥食品由於重量非常輕,當初「很多顧客反饋說,看上去像太空食品,輕輕的一塊,總覺得有點靠不住」(該公司語)。 而且,由於冷凍乾燥食品和其他速食食品相比,價格稍貴,所以天野實業此前一直以對食物比較挑剔的老年人為中心,主要通過郵購方式展開銷售。

如真空冷凍乾燥技術對熱敏性物料亦能脱水比較徹底,且經乾燥的藥品十分穩定,便於長時間貯存。 在真空冷凍乾燥過程中,物料不存在表面硬化問題,且其內部形成多孔的海綿狀,因而具有優異的覆水性,可在短時間內恢復乾燥前的狀態。 由於乾燥過程是在很低的温度下進行,而且基本隔絕了空氣,因此有效地抑制了熱敏性物質發生生物、化學或物理變化,並較好地保存了原料中的活性物質,以及保持了原料的色澤。 真空冷凍乾燥技術是將濕物料或溶液在較低的溫度(-10℃~-50℃)下凍結成固態,然後在真空(1.3~13帕)下使其中的水分不經液態直接升華成氣態,最終使物料脫水的乾燥技術。 中國是原料藥生產大國,因此該技術應用前景十分廣闊。

低溫可以避免植物中的糖份被烤焦,出現我們所熟悉的那種加工過的味道。 低溫還能使成品保留原有的自然風味和芳香,由於整個過程進行於真空室內,所以在低溫中就可將冰轉化為蒸氣,也因此不會被破壞植物的營養成份。 但是,如果能將冷凍板控制在華氏零下 25 度以下,這個問題就能迎刃而解。 水蒸氣會自然地流向這些溫度較低的冷凍板,並在板上凝結成冰。

在冷凝器區,溫度是如此的低,蒸氣分子將會發現冷凝器同時喜歡再次成為冰晶。 冷凍乾燥技術的製程標準極高且細緻,才能讓食材原型及營養成分接近100%完整保留,並使食品處於「常溫生食」的狀態。 傳統風乾則是利用60~70℃的熱風去除水份,過程中不僅將使食材體積縮小變形,且營養成分容易流失多達50%以上。 由於生物製品和藥品的凍干工藝比較複雜,為保證凍乾產品的質量和節能,在生產過程中需要嚴格控制預凍溫度、升華吸熱等,使凍干過程各階段按照預先制訂的工藝路線工作。

值得注意的是,在一般的冷凍乾燥過程中,植物的外層會構成一個絕緣層,阻止其內部水份的蒸發,也就是說植物是由外向內進行脫水,亦意味著在適當溫度下,要花更多的時間來乾燥植物內部。 實際上,一般的冷凍乾燥有 80% 的時間是被用來除去植物內部最後 20% 的水份,舉例來說,冷凍乾燥一個草莓一般要花 14 到 16 小時。 值得注意的是,在一般的冷凍乾燥過程中,植物的外層會構成一個絕緣層,阻止其內部水份的蒸發,也就是説植物是由外向內進行脱水,亦意味着在適當温度下,要花更多的時間來乾燥植物內部。 實際上,一般的冷凍乾燥有 80% 的時間是被用來除去植物內部最後 20% 的水份,舉例來説,冷凍乾燥一個草莓一般要花 14 到 16 小時。 先將欲凍幹物料用適宜冷卻設備冷卻至2℃左右,然後置於冷至約一40℃(13.33Pa)凍幹箱內。

冷凍乾燥: 冷凍乾燥關注昇華吸熱

在昇華階段內,冰大量昇華,此時製品的温度不宜超過最低共熔點,以防產品中產生僵塊或產品外觀上的缺損,在此階段內擱板温度通常控制在±10℃之間。 製品的再幹燥階段所除去的水分為結合水分,此時固體表面的水蒸氣壓呈不同程度的降低,乾燥速度明顯下降。 在保證產品質量的前提下,在此階段內應適當提高擱板温度,以利於水分的蒸發,一般是將擱板加熱至30~35。 C,實際操作應按製品的凍幹曲線(事先經多次實驗繪製的温度、時間、真空度曲線)進行,直至製品温度與擱板温度重合達到乾燥為止。

經由此方式,我們就能減少冷凍乾燥室里的水蒸氣,從而保證整個冷凍乾燥過程在適當的真空狀態下進行。 水蒸氣會自然地流向這些温度較低的冷凍板,並在板上凝結成冰。 經由此方式,我們就能減少冷凍乾燥室裏的水蒸氣,從而保證整個冷凍乾燥過程在適當的真空狀態下進行。 不同的食品,其最佳冷凍和乾燥條件各異,冷凍溫度、調節達到真空所需時間、恢復常溫過程中的溫度管理等,豐富的經驗必不可缺。 而這些,在處理多種食材產品時會變得更加困難。

冷凍乾燥

若是沒有經驗和數據的積累,是不可能分別生產出200種不同產品的。 「冷凍乾燥技術」簡單來說,就是在低溫且高真空的狀態下,利用物質昇華原理,把冷凍後凝結在物質中的水分,直接以「昇華為水蒸氣」的方式除去,最終達到降低物質濕度/乾燥的目的。 從熱量傳遞和質量傳遞入手研究真空冷凍乾燥的機理,並建立相應的數學模型,有助於找出過程的影響因素,預測時間、溫度及蒸氣壓強的分布狀況。 目前的研究主要限於均質液相,並提出了一些數學模型,如冰前沿均勻退卻模型、升華模型、吸附-升華模型等。 這些模型雖然對真空冷凍乾燥的過程作了不同程度的描述,但在實際應用中仍然存在許多限制條件。

在乾燥昇華階段,物料需要吸收熱量(每克冰完全昇華成水蒸氣約吸收2.8千焦耳的熱量)。 當要乾燥一個物品,惟一能夠不加熱而達到乾燥目的,就只有冷凍乾燥。 而冷凍乾燥是所有乾燥法中最貴也是最好的,因為樣品是在冷凍的狀態乾燥,所以不僅能保有其營養成分,有能保持其外型,之後如需要將乾燥的粉體回溶,也比加熱乾燥的方式更快。 故現在除了藥品外, 也有越來越多食品開始應用此一方法乾燥,達到保存的目的。 真空冷凍乾燥技術的基本參數包括物性參數和過程參數,它們是實現真空冷凍乾燥過程的基礎。 這些數據的缺乏會使乾燥過程難以實現針對原料的優化,不能充分發揮系統效率。

亦即水份將極易再次進入植物的細胞內,充斥其空間,此意味著一旦暴露在空氣中,就很容易吸收潮氣,因此冷凍乾燥植物必須用密封袋來保存。 冷凍乾燥過的豌豆和玉米在湯中只需 3 分鐘就能再次水化,而風乾的豌豆和玉米則需要 10 分鐘。 另外,冷凍乾燥法也無需再加防腐劑和添加劑,是一種天然的濃縮製造過程。

冷凍乾燥: 冷凍乾燥食物有什麼好處?

目前,我國真空冷凍乾燥設備趨於完善,但與已開發國家相比,該技術基礎理論的研究顯得滯後和薄弱,阻礙了技術應用水平的提高。 目前,研究的焦點集中在真空冷凍乾燥的物性參數及其影響因素、過程參數、過程機理和模型、過程優化控制等的研究。 我國真空冷凍乾燥設備趨於完善,但與發達國家相比,該技術基礎理論的研究顯得滯後和薄弱,阻礙了技術應用水平的提高。 研究的焦點集中在真空冷凍乾燥的物性參數及其影響因素、過程參數、過程機理和模型、過程優化控制等的研究。

  • 由於真空冷凍乾燥在低溫、低壓下進行,而且水分直接升華,因此賦予產品許多特殊的性能。
  • 冷凍乾燥是指通過昇華從凍結的生物產品中去掉水份或其他溶劑的過程。
  • 雖然,水的結晶可以異常的大,但是一般而言冰的體積是小的,冰是隨機排列在大量的非結晶水與結晶間。
  • 結果是重要成分和香氣被保留下來,而產品特性卻未被改變。
  • 但是,當他們在東京站附近開了一家體驗店後發現,產品很受上班族女性的歡迎,因為既可做便當,又能用來做加班時的宵夜。
  • 此過程預凍溫度為-40℃左右,時間約兩小時。
  • 在藥品預凍階段,要嚴格控制預凍溫度(通常比藥品的共熔點低幾度)。

由於真空冷凍乾燥在低溫、低壓下進行,而且水分直接升華,因此賦予產品許多特殊的性能。 如真空冷凍乾燥技術對熱敏性物料亦能脫水比較徹底,且經乾燥的藥品十分穩定,便於長時間貯存。 由於物料的乾燥在凍結狀態下完成,與其他乾燥方法相比,物料的物理結構和分子結構變化極小,其組織結構和外觀形態被較好地保存。 在真空冷凍乾燥過程中,物料不存在表面硬化問題,且其內部形成多孔的海綿狀,因而具有優異的復水性,可在短時間內恢復乾燥前的狀態。 由於乾燥過程是在很低的溫度下進行,而且基本隔絕了空氣,因此有效地抑制了熱敏性物質發生生物、化學或物理變化,並較好地保存了原料中的活性物質,以及保持了原料的色澤。 由於真空冷凍乾燥在低温、低壓下進行,而且水分直接昇華,因此賦予產品許多特殊的性能。

冷凍乾燥: 凍結乾燥は乾燥機です。

若這是有活性的蛋白質溶液,且濃度比在充填時高出5倍嗎? 若使用鹽類為成分之一 ,若以以前的經驗,濃度增加5倍,會對蛋白質造成怎樣的影響? 除了從改變濃度的鹽析外也有pH值變化的可能性,因為氫離子也是被濃縮的成分之一。 昇華與冷凝可以加速相的改變,水分子的飛離,通常帶走或是提供大量的能量。 相反地,昇華和脫附在這兩個過程中是類似的,可以模擬為單個分子離開表面。

其主要優點是:(1)乾燥後的物料保持原來的化學組成和物理性質(如多孔結構、膠體性質等);(2)熱量消耗比其他乾燥方法少。 由道爾吞定律的分壓公式,壓力是來自所有不同氣體的壓力總和。 在特定的狀況下,在冰的上方的氣體僅僅是水蒸氣。 即壓力是來自水蒸氣,壓力是無非表達氣體濃度作為溫度的函數。 在冰的結晶形成後與其成分的濃度較原本是溶液狀態為高。 若結晶度為約80%(典型的期望),則剩餘的賦形劑,在液態水溶液中其濃度增加5倍。

冷凍乾燥製程始於在大氣壓力下將要乾燥的產品進行冷凍。 產品中的水份昇華,可輕鬆以蒸汽形式抽出。 由於生物製品和藥品的凍幹工藝比較複雜,為保證凍乾產品的質量和節能,在生產過程中需要嚴格控制預凍温度、昇華吸熱等,使凍幹過程各階段按照預先制訂的工藝路線工作。

如果家裡的狗狗腸胃敏感或者容易過敏的狗狗來說更合適,可以直接食用或者加水浸泡後搗碎食用。 真空幫浦定時換油是很重要的,可維持幫浦真空度及延長其壽命,依樣品不同換油時間也應調整,通常只有水時建議800~1000小時,含溶劑時約300小時,含酸鹼時則最好100~200小時就更換。 歧管式從起動到開始抽真空至少要10~30分鐘,棚板式更要2~3小時,通常操作者早已離開,有時常會因門沒關好或排水閥忘了關,導致真空幫浦因空抽過久而故障,而樣品也會因融冰而被抽到幫浦內。

於是,從1983年起開始上市銷售,以郵購方式為中心拓展銷路。 真空冷凍乾燥技術,最初是在藥品製造行業研發並發展起來的,它在食品行業的應用,則以即溶咖啡而廣為人知。 而做出「一人份」的塊狀食品在市場銷售,則是日本特有的。 每塊的重量不過數10g,而且,它的最大特徵,是由於乾燥時不能過分加熱,因此既保持了食品原有的色香味,營養成分又不受到破壞。

碰撞是完全彈性碰撞,有兩種型,與壁碰撞和分子間的碰撞。 在分子撞到牆壁或是撞到另一個分子前,這分子跑了多遠稱作平均自由度。 從方程式針對平均自由度與速度分布,可以發展其他的方程式協助解釋熱耦在凍乾時的特性,如同可以發展出預測昇華時間的方程式。 100%紐西蘭食材,主要肉類蛋白質來源為多種肉源,超過90%高含肉量、0%穀物,無防腐劑及人工添加物。

此過程預凍温度為-40℃左右,時間約兩小時。 凍幹藥品的乾燥昇華階段,物料温度約為-30℃~-35℃,絕對壓強約為4~7帕。 鏈黴素的最終乾燥温度可升至40℃,總乾燥時間約18小時。 這方面的研究內容包括物性參數數據的測定及測定方法,以及環境條件壓強、温度、相對濕度和物料顆粒取向等對物性參數的影響。

亦即水份將極易再次進入植物的細胞內,充斥其空間,此意味着一旦暴露在空氣中,就很容易吸收潮氣,因此冷凍乾燥植物必須用密封袋來保存。 在進行冷凍乾燥的真空環境下,水只能以固體(冰)或氣體(蒸氣)的形式存在,而不能以液體形式存在,所以可以防止植物溶解在水中而發生潰爛。 植物中的冰在真空環境下變成蒸氣,因而使冷凍乾燥室的氣壓變大。 如果不能很好地處理蒸氣,與冷凍乾燥室相連的真空機會被水充滿,從而破壞冷凍乾燥室的真空狀態。 當此種破壞達到一定程度時,植物就會被軟化,呈現出空氣乾燥後的狀態-皺縮、潰爛和發黑。 冷凍乾燥(freeze drying; lyophilisation; cryodesiccation),簡稱凍乾,是一個利用冷凍方式乾燥食材的方法,常用來保存易腐壞的食物,或是使得食物更容易運送。

真空冷凍乾燥技術是將濕物料或溶液在較低的温度(-10℃~-50℃)下凍結成固態,然後在真空(1.3~13帕)下使其中的水分不經液態直接昇華成氣態,最終使物料脱水的乾燥技術。 但是,應當引起注意的是,真空冷凍乾燥技術在我國推廣得非常迅速,相比之下,其基礎理論研究相對滯後、薄弱,專業技術人員也不多。 在真空冷凍乾燥過程中,需要先對被幹燥的藥品進行預凍,然後在真空狀態下,使水分直接由冰變為氣而使藥品乾燥。

  • 先將欲凍幹物料用適宜冷卻設備冷卻至2℃左右,然後置於冷至約一40℃(13.33Pa)凍幹箱內。
  • 低溫還能使成品保留原有的自然風味和芳香,由於整個過程進行於真空室內,所以在低溫中就可將冰轉化為蒸氣,也因此不會被破壞植物的營養成份。
  • 根據壓力減小、沸點下降的原理,只要壓力在三相點壓力之下(圖中壓力為 646.5Pa以下,温度0℃以下),物料中的水分則可從水不經過液相而直接昇華為水汽。
  • 供熱過程的研究則集中在兩方面:一是對原料載體的改良;二是加熱方式(傳熱方式和供熱熱源)的選擇。
  • 實際上,一般的冷凍乾燥有 80% 的時間是被用來除去植物內部最後 20% 的水份,舉例來說,冷凍乾燥一個草莓一般要花 14 到 16 小時。

特別是像蘿蔔、茄子、綠葉蔬菜等的顏色和口感,會讓你很難想像它們真的是速食食品。 2、真空低溫乾燥在近真空的環境中,冷凍凝結的物質經昇華過程,把所含的固態冰直接變成水蒸氣。 最後,在不破壞食物成分的前提下升溫,以乾燥物質中殘存的水分。 從熱量傳遞和質量傳遞入手研究真空冷凍乾燥的機理,並建立相應的數學模型,有助於找出過程的影響因素,預測時間、温度及蒸氣壓強的分佈狀況。 研究主要限於均質液相,並提出了一些數學模型,如冰前沿均勻退卻模型、昇華模型、吸附-昇華模型等。 製品的昇華是在高度真空下進行的,在壓力降低過程中,必須保持箱內物品的冰凍狀態,以防溢出容器。

柯文思

柯文思

Eric 於國立臺灣大學的中文系畢業,擅長寫不同臺灣的風土人情,並深入了解不同範疇領域。