講解一下食品冷凍干燥機(jī)上所用到的“加熱技術(shù)”
食品冷凍干燥機(jī)是在通過降溫將物質(zhì)中水分凍結(jié)為固體，然后在通過降低真空及輕加熱的方式，使得固態(tài)的水冰直接升華為水蒸汽而達(dá)到脫水的目的。相對(duì)加熱干燥的脫水方式，凍干有很多優(yōu)點(diǎn)，比如揮發(fā)性損失低、不用添加防腐劑保鮮、保持物質(zhì)結(jié)構(gòu)、保持物質(zhì)中活性成分、保持物質(zhì)中易氧化的成分等。
食品冷凍干燥機(jī)上常見的加熱技術(shù)有三種：
1.傳導(dǎo)加熱
傳導(dǎo)加熱的主要是以接觸式傳熱為主，利用載熱體通過加熱板來實(shí)現(xiàn)熱源有電加熱、蒸汽加熱等。傳熱和傳質(zhì)的方向相同，隨著升華表面不斷向內(nèi)退縮，已干層就愈來愈厚，凍結(jié)層愈來愈薄因而傳質(zhì)的阻力越來越大，而傳熱的阻力愈來愈小。接觸式傳熱效率較高，但易造成物料受熱過度影響產(chǎn)品質(zhì)量，若控制得當(dāng)，可避免其缺陷。
2.輻射加熱
輻射加熱是熱量由熱輻射板通過輻射傳至物料干燥層表面，再通過導(dǎo)熱和氣體對(duì)流的方式由干燥層表面到達(dá)升華界面。輻射式傳熱和傳質(zhì)的方向是相反的，內(nèi)部的凍結(jié)層溫度決定于傳熱和傳質(zhì)的平衡。一般輻射加熱的特點(diǎn)是隨著干燥過程中升華表面向內(nèi)退縮，已干層的厚度愈來愈厚，傳熱和傳質(zhì)的阻力同時(shí)增加。輻射式換熱可克服接觸式傳熱的缺點(diǎn)易保障產(chǎn)品的質(zhì)量，但所需時(shí)間較長(zhǎng)效率低。
3.微波加熱
微波加熱適合熱敏材料的凍干過程，由于其傳熱基本不受干燥層的影響熱能可以直接到達(dá)物料的升華面，因而物料表面和升華面之間的溫差很小，可使冷凍層維持并接
近物料允許的高溫，因而對(duì)干燥過程是有利的，可大大縮短干燥時(shí)間，提高干燥速率。對(duì)大厚度物料，凍干宜采用微波加熱，而小厚度物料凍干，宜采用表面加熱，即接觸式傳熱和輻射換熱;至于厚度的分界點(diǎn)，則視不同物料性質(zhì)決定;微波干燥具有加熱均勻、干燥時(shí)間短等特點(diǎn)很有發(fā)展?jié)摿?。但?3-66Pa的干燥室壓力下，微波加熱容易引起輝光放電現(xiàn)象。這種現(xiàn)象容易引起凍干食品的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”，終導(dǎo)致冷凍干燥的失敗，而且微波加熱易使凍干制品產(chǎn)生異味。微波加熱費(fèi)用較高，過程較難控制，目前處于發(fā)展階段，在工業(yè)大批量干燥中應(yīng)用較少。
食品冷凍干燥機(jī)的實(shí)際凍干過程究競(jìng)采用哪種供熱方式，需要對(duì)各種工況進(jìn)行具體分析。
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