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1、第第5节节 微波加热机械微波加热机械 微波是指微波是指波长在波长在1mm-1m频率为频率为3000MHz-30GHz之间的电磁波。之间的电磁波。随着科学技术的不断发展，微波技术迅随着科学技术的不断发展，微波技术迅速应用到通讯、广播、电视、化工、医速应用到通讯、广播、电视、化工、医疗等领域中，给人类的生产、生活提供疗等领域中，给人类的生产、生活提供了极大的方便。了极大的方便。2023/5/191第一页，编辑于星期日：一点 三分。一、微波焙烤的机理和特点一、微波焙烤的机理和特点 n微波焙烤主要利用了微波的热效应。微波焙烤主要利用了微波的热效应。n并并不不会会生生热热，它它是是一一种种高高频频的的电
2、电磁磁波波，微微波波所所形形成成的的交交变变电电场场的的方方向向发发生生着着高高速速的的改改变变，这这种种改改变变使使处处于于微微波波场场中中的极性分子也处于高速振荡状态。的极性分子也处于高速振荡状态。n如如果果富富含含水水分分的的食食品品处处于于2450MHz2450MHz的的微微波波场场中中，具具有有很很大大极极性性的的水水分分子子的的振振荡荡频频率率将将达达到到0.4080.408亿亿次次/min/min，分分子子的的快快速速运运动动使使水水分分子子间间的的碰碰撞撞和和摩摩擦擦加加剧剧，产产生生大大量量的的热热量量，从从而能把食品加热和烘烤。而能把食品加热和烘烤。n因因微微波波是是电电磁
3、磁波波，它它会会在在实实际际传传播播过过程程中中发发生生反反射射、折折射射、吸吸收收、穿穿透透等等作作用用，故故处处于于微微波波炉炉中中的的被被焙焙烤烤食食品品所受的微波作用是来自各个方向的微波的叠加。所受的微波作用是来自各个方向的微波的叠加。2023/5/192第二页，编辑于星期日：一点 三分。2 2、微波所用的波段及单位、微波所用的波段及单位n微微波波所所用用频频率率单单位位为为兆兆赫赫，目目前前用用于于工工业业、科研和医疗上科研和医疗上 （简称（简称ISMISM）有四个波段。）有四个波段。n只只有有915 915 MHzMHz（波波长长0.328m0.328m）和和2450 2450 M
4、HzMHz（波长（波长0.1225m0.1225m）两种频率得到广泛使有。两种频率得到广泛使有。n在在较较高高的的两两个个波波段段（C C、K K）还还未未见见有有大大功功率率的的设设备备，这这是是由由于于微微波波管管的的功功率率、效效率率、成本尚未达到工业使用要求。成本尚未达到工业使用要求。2023/5/193第三页，编辑于星期日：一点 三分。3 3、微波与各种材料的关系、微波与各种材料的关系n在微波常用到材料可分为在微波常用到材料可分为导体、绝缘体、导体、绝缘体、介质、磁性化合物介质、磁性化合物4 4类类。n微波在传输过程中会遇到不同的材料，微波在传输过程中会遇到不同的材料，会产生会产生反
5、射、吸收和穿透反射、吸收和穿透现象；现象；n这情况完全取决于材料本身的几个特性，这情况完全取决于材料本身的几个特性，如介电常数、介电损耗系数、比热、形如介电常数、介电损耗系数、比热、形状和含水量的多少等。状和含水量的多少等。2023/5/194第四页，编辑于星期日：一点 三分。4、影响微波焙烤的有关因素、影响微波焙烤的有关因素 nN=5.5610-11E2tan （w/cm3）n式中：式中：N N单位体积物料吸收的功率（单位体积物料吸收的功率（w/cmw/cm3 3）n 微波的频率（微波的频率（MHzMHz）n 物料的介质常数物料的介质常数n tan tan介质损耗系数介质损耗系数n E E电
6、场强度（电场强度（v/cmv/cm）2023/5/195第五页，编辑于星期日：一点 三分。物物质质介介质质常常数数（）介介质损质损耗系耗系数数（tantan）介介质损质损耗因耗因素素（tantan）水（水（300MHz300MHz）冰（冰（-123000MHz-123000MHz）小小麦麦粉粉（含含水水率率8%8%2450MHz2450MHz）生生豚豚肉肉（-152450MHz152450MHz）生牛肉生牛肉马铃马铃薯（薯（2450MHz2450MHz）豌豆（豌豆（2450MHz2450MHz）菠菜菠菜2450MHz2450MHz）木材（硬干材）木材（硬干材）木材（木材（软软干材）干材）生橡胶
7、生橡胶聚乙聚乙烯烯氯氯乙乙烯烯聚苯乙聚苯乙烯烯77773.23.22.62.66.86.85.05.04.54.52.52.513.013.03 35 52.3-2.62.3-2.62.32.33-53-52.6-3.02.6-3.00.150.150.000950.000950.030.031.21.20.150.150.20.20.20.20.50.50.030.030.0650.0650.0120.0120.00050.00050.025-0.050.025-0.050.0002-0.00040.0002-0.000411.511.50.0030.0030.0780.0788.168.1
8、60.750.750.90.90.50.56.56.50.090.090.3250.3250.028-0.030.028-0.030.0120.0120.075-0.250.075-0.250.0005-0.00120.0005-0.00122023/5/196第六页，编辑于星期日：一点 三分。5、食品微波焙烤的特点、食品微波焙烤的特点 n微波焙烤的优点有：微波焙烤的优点有：n（1 1）加热时间比较短）加热时间比较短n（2）对比较复杂形状的物体加热均匀性好对比较复杂形状的物体加热均匀性好 n（3）有调平作用有调平作用 n（4）便于控制便于控制 n（5 5）穿透能力强）穿透能力强n （6）热效率
9、高热效率高 2023/5/197第七页，编辑于星期日：一点 三分。缺点：n一一是是食食物物表表面面的的温温度度未未能能充充分分升升高高，从从而而不不能能发发生生美美拉拉德德反反应应或或焦焦糖糖化化反反应应，使使食食物物一一般般不不能能象象传传统统的的烘烘焙焙食食品品那那样样呈呈现现诱诱人的金黄色；人的金黄色；n二二是是对对食食物物加加热热时时间间的的准准确确度度要要求求高高，加加热热时时间间稍稍微微延延长长，就就会会产产生生不不可可挽挽回回的的过过度加热的后果。度加热的后果。n微微波波加加热热的的不不均均匀匀性性是是应应该该高高度度重重视视的的问问题。题。n微微波波设设备备费费贵贵，耗耗电电量
10、量高高，如如装装置置不不妥妥，尚有漏波危险。尚有漏波危险。2023/5/198第八页，编辑于星期日：一点 三分。第二节第二节 微波加热器微波加热器n一、微波设备的分类一、微波设备的分类n微微波波设设备备主主要要由由微微波波电电源源、微微波波发发生生器器、连连接波导，加热器及冷却系统接波导，加热器及冷却系统等部分组成。等部分组成。n在在微微波波干干燥燥系系统统中中，微微波波加加热热器器是是主主要要设设备备之之一一，其其它它还还有有如如磁磁控控管管、功功率率监监视视器器、匹匹配器等。配器等。n1 1、电极板间加热干燥设备、电极板间加热干燥设备n2 2、箱式微波炉加热干燥设备、箱式微波炉加热干燥设备
11、n3 3、波导管加热干燥设备、波导管加热干燥设备2023/5/199第九页，编辑于星期日：一点 三分。微波加热设备方块示意图 2023/5/1910第十页，编辑于星期日：一点 三分。二、二、微波加热设备微波加热设备n1 1、微波炉、微波炉n它是利用驻波场的微波加热干燥设备。它的结它是利用驻波场的微波加热干燥设备。它的结构由构由矩形谐振腔、输入波导、反射板、搅拌器矩形谐振腔、输入波导、反射板、搅拌器等组成等组成。n谐振腔是由金属构成矩形的中空六面体，其中谐振腔是由金属构成矩形的中空六面体，其中一面装有反射板和搅拌器，还有一面装有支承一面装有反射板和搅拌器，还有一面装有支承加热物料的低损耗介质组成
12、的底板，在其它面加热物料的低损耗介质组成的底板，在其它面上上（箱壁上箱壁上）开有炉门和排湿孔；开有炉门和排湿孔；n如果用于连续生产的加热设备，则在对应的两如果用于连续生产的加热设备，则在对应的两侧底边还开有长方形孔侧底边还开有长方形孔（通道通道），以便传送带，以便传送带和加工物品连续运行由此通过。和加工物品连续运行由此通过。2023/5/1911第十一页，编辑于星期日：一点 三分。家用微波炉家用微波炉2023/5/1912第十二页，编辑于星期日：一点 三分。简易型微波炉简易型微波炉 2023/5/1913第十三页，编辑于星期日：一点 三分。工业用微波炉工业用微波炉2023/5/1914第十四页
13、，编辑于星期日：一点 三分。防止炉门泄漏的措施防止炉门泄漏的措施n（a）炉门和炉框具炉门和炉框具有良好的接触有良好的接触 n（b）扼流结构扼流结构 n（c）电波吸收材料电波吸收材料 微波炉漏波示意图微波炉漏波示意图1-门门 2、4-漏波漏波 3-观察窗观察窗 5-食物食物 6-承物盘承物盘 7-变压器变压器 8-鼓风机鼓风机 9-炉腔炉腔10-磁控管磁控管 11-电动机电动机 12-搅拌机搅拌机2023/5/1915第十五页，编辑于星期日：一点 三分。三层密封垫结构1电波吸收材料 2扼流结构 3炉前板 4金属接触结构 5门后板 6炉内 2023/5/1916第十六页，编辑于星期日：一点 三分。
14、间隙与微波能的关系 2023/5/1917第十七页，编辑于星期日：一点 三分。接触长度与漏波大小 2023/5/1918第十八页，编辑于星期日：一点 三分。用于波导管上的扼流结构 2023/5/1919第十九页，编辑于星期日：一点 三分。2 2、连续操作的微波加热器、连续操作的微波加热器 n连连续续操操作作的的微微波波加加热热器器注注意意的的是是，由由于于腔腔体体的的入入、出出口口回回造造成成微微波波的的泄泄露露，因因此此要要在在传传送送带带上上安安装装金金属属挡挡板板或或采采用用其其他他能能使使微微波波能能在在入入、出口处形成短路的措施，防止微波泄露。出口处形成短路的措施，防止微波泄露。微波
15、干燥机微波干燥机12023/5/1920第二十页，编辑于星期日：一点 三分。微波干燥机微波干燥机2 2023/5/1921第二十一页，编辑于星期日：一点 三分。微波干燥机微波干燥机32023/5/1922第二十二页，编辑于星期日：一点 三分。微波真空冷冻设备 2023/5/1923第二十三页，编辑于星期日：一点 三分。磁控管磁控管 2023/5/1924第二十四页，编辑于星期日：一点 三分。微波能量产生原理微波能量产生原理n磁控管为真空电子管，磁控管为真空电子管，n具有阳极、阴极、栅极（与阴极一体），具有阳极、阴极、栅极（与阴极一体），n磁控管的灯丝在合适的电流情况下会产生电子，并磁控管的灯丝
16、在合适的电流情况下会产生电子，并在负高压的情况下向阳极运动，在负高压的情况下向阳极运动，n同时由于磁控管外加磁场，导致电子的运动偏转，同时由于磁控管外加磁场，导致电子的运动偏转，n在此运动过程中，电子能会转化成微波能量，在此运动过程中，电子能会转化成微波能量，n通过天线导出。通过天线导出。2023/5/1925第二十五页，编辑于星期日：一点 三分。连续式谐振腔加热器 2023/5/1926第二十六页，编辑于星期日：一点 三分。微波平板型加热器1输送带 2抑制器 3BJ22标准波导4接波导输入口 5锥形过度器 6接排风机7b边放大直角弯头 8主加热器 9冷水进口 10热水进口 11水负载12吸收
17、器 13进料2023/5/1927第二十七页，编辑于星期日：一点 三分。三、微波加热器频率选择的有关因素三、微波加热器频率选择的有关因素 n1 1、干燥物料的体积及厚度、干燥物料的体积及厚度n当当了了解解到到物物料料在在915MHz915MHz及及2450MHz2450MHz时时的的tantan相相差差不不大大时时，选选用用915MHz915MHz可可有有较较大大穿穿透透深深度度，可以干燥较厚、体积较大的物料。可以干燥较厚、体积较大的物料。n2 2、物料的含水量及介质损耗、物料的含水量及介质损耗n一一般般说说来来，物物料料含含水水量量大大，tantan也也大大，当当大大，tantan也也大大。
18、故故含含大大量量水水分分的的物物料料可可选选用用915MHz915MHz，含水分量少要用高频率，含水分量少要用高频率2450MHz2450MHz。2023/5/1928第二十八页，编辑于星期日：一点 三分。n3 3、总产量及成本比较、总产量及成本比较n915MHz915MHz的的磁磁控控管管，可可以以获获得得30kw30kw或或60kw60kw的的功功率率。而而2450MHz2450MHz磁磁控控管管只只有有5kw5kw左左右右的的功功率率，而而915MHz915MHz磁磁控控管管工工作作效效率率比比2450MHz2450MHz高高10-2010-20。n故故2450MHz2450MHz只只能
19、能用用几几只只磁磁控控管管并并联联，或或用用价价格格昂昂贵贵的的速速调调管管，故故在在含含大大量量水水分分时时用用915MHz915MHz，当含水量到，当含水量到5 5左右再用左右再用2450MHz2450MHz。n4 4、2450MHz2450MHz磁控管及波导比磁控管及波导比915MHz915MHz体积小体积小2023/5/1929第二十九页，编辑于星期日：一点 三分。六、微波对人体伤害及防护六、微波对人体伤害及防护措施措施n1 1、微波对人体的伤害、微波对人体的伤害n微微波波作作用用于于生生物物体体，大大部部分分转转化化为为分分子子动动能能，形形成成温温度度升升高高，伤伤害害生生物物体体
20、，统统称称热热效效应应。有有一一定定深深度度，在在表表皮皮处处散散热热快快，但但在在皮皮下下深深度度肌肌肉肉，散散热热慢慢、升升温温高高，当当表表皮皮尚尚不不知知疼疼痛痛，深深处却已严重伤害处却已严重伤害。n尤其是人的尤其是人的眼球部位眼球部位和睾丸部位，易被伤害。和睾丸部位，易被伤害。n微微波波辐辐射射危危害害人人体体的的机机理理主主要要是是热热效效应应、非非热热效应和累积效应等。效应和累积效应等。2023/5/1930第三十页，编辑于星期日：一点 三分。2、防护措施、防护措施 n（1 1）设备本身设计和安装问题设备本身设计和安装问题n如如扼扼流流结结构构的的门门、抑抑制制器器、吸吸收收器器
21、、1 144的的短短路路等等。采采取封闭性屏蔽，或遥控操作。取封闭性屏蔽，或遥控操作。n（2 2）采用防护用具采用防护用具n防防护护眼眼镜镜：形形式式多多种种，有有铜铜丝丝网网、铅铅玻玻璃璃，涂涂有有二二氧氧化化锡锡的的玻玻璃璃等等。其其中中以以铜铜丝丝网网式式防防护护镜镜效效果果较较好好。铜铜丝丝网网的的丝丝径径为为0.07-0.14mm0.07-0.14mm，网网眼眼数数量量560-186560-186孔孔cmcm2 2。n防防护护工工作作服服：将将电电介介绝绝缘缘材材料料作作最最外外层层，防防止止出出现现电电弧弧现现象象和和防防腐腐，中中间间层层为为0.457mm0.457mm，线线间间
22、隙隙为为1mm1mm的的涂涂银银尼尼龙龙线线编编织织成成的的“尼尼龙龙布布”，有有良良好好反反射射作作用用，穿穿此此服服可可进进入入200mw200mwmmmm2 2高场区。高场区。2023/5/1931第三十一页，编辑于星期日：一点 三分。n当当前前，国国内内外外市市场场上上流流行行三三种种防防微微波波电电磁磁辐辐射射布布料：料：n（a a）金属丝纤维混纺布料）金属丝纤维混纺布料n金金属属纤纤维维混混纺纺织织物物的的特特点点是是：透透气气性性好好，服服饰饰感感强强，耐耐洗洗涤涤，手手感感好好，屏屏效效低低。在在30MHz-1GHz30MHz-1GHz频频段段，屏屏效效为为25-35dB25-
23、35dB；在在10KHz-1GHz10KHz-1GHz频频段段，屏屏效效为为5-9dB5-9dB，屏屏蔽蔽率率低低于于90%90%。而而且且金金属属纤纤维维纺纺纱纱还还存存在在金金属属纤纤维维束束不不易易牵牵伸伸，细细纱纱的的粗粗细细节节多多，混混合合不不均均，断断头头率率高高等等问问题题，应应进进一一步步探探索索工工艺艺，改善纺纱质量，提高生产效率，降低价格成本。改善纺纱质量，提高生产效率，降低价格成本。2023/5/1932第三十二页，编辑于星期日：一点 三分。（b b）多离子纤维屏蔽布）多离子纤维屏蔽布n多多金金属属离离子子织织物物产产品品的的特特点点是是：柔柔软软、透透气气、服服饰饰感
24、感强强、使使用用范范围围宽宽，可可制制成成T T恤恤、内内衣衣、床床单单、蚊蚊帐帐等等，在在10KHz-1GHz10KHz-1GHz频频段段，屏屏效效为为0-17dB0-17dB，屏屏蔽蔽率率在在60%60%左左右右。但它也有不耐清洗的缺点。但它也有不耐清洗的缺点。2023/5/1933第三十三页，编辑于星期日：一点 三分。（c c）金属纤维化导电布）金属纤维化导电布n其特点是：镀膜薄，附着力强，柔软，透气性好，使用频率宽，屏蔽效能高。在300KHz-18GHz频段电磁波屏蔽效能为58-80dB，屏蔽率在99.99%以上。由于金属化层结构致密，附着力强，加以薄涂层保护，很好地解决了耐清洗和多色
25、调的问题。2023/5/1934第三十四页，编辑于星期日：一点 三分。（3）制定切实可行的安全操作规章制度n制制定定按按期期维维修修制制度度，工工作作区区设设置置警警戒戒标标记，禁止一般人员进入；记，禁止一般人员进入；n采用微波指示器和警报器，漏波至危险采用微波指示器和警报器，漏波至危险时可及时发出警报；时可及时发出警报；n对初次使用微波设备的人，应经过必要对初次使用微波设备的人，应经过必要的训练和熟悉的过程，并要掌握一定的的训练和熟悉的过程，并要掌握一定的微波知识与安全操作规程。微波知识与安全操作规程。2023/5/1935第三十五页，编辑于星期日：一点 三分。第六节第六节 冷冻升华干燥装置
26、冷冻升华干燥装置（一）升（一）升华华干燥器（干燥器（Freezing dryerFreezing dryer）原理）原理将将含含水水物物料料先先行行冻冻结结，然然后后使使物物料料中中的的水水分分在在高高真真空空下下不不经经液液相相直直接接从从固固相相转转化化为为水水汽汽排排出出，称称升升华华干干燥燥法，或称冷法，或称冷冻冻干燥法。干燥法。从从理理论论上上已已知知水水有有三三相相：液液相相、气气相相和和固固相相。根根据据压压力力减减小小，沸沸点点下下降降的的原原理理，由由图图中中可可见见，当当压压力力降降低低到到4.58mm4.58mm汞汞柱柱（610.5Pa610.5Pa）时时，温温度度在在0
27、0以以下下，物物料料中中的的水分即可从冰不水分即可从冰不经过经过液相而直接升液相而直接升华华成水汽。成水汽。但但这这是是对对纯纯水水而而言言，如如为为一一般般食食品品，其其中中含含有有的的水水，基基本本上上是是一一种种溶溶液液，冰冰点点较较纯纯水水要要低低，因因此此升升华华的的温温度在度在-5-20左右，相应的压力左右，相应的压力在在133.29Pa左右。左右。2023/5/1936第三十六页，编辑于星期日：一点 三分。水的三相图水的三相图12023/5/1937第三十七页，编辑于星期日：一点 三分。水的三相图水的三相图 22023/5/1938第三十八页，编辑于星期日：一点 三分。（二二）升
28、华干燥的特点及升华干燥的特点及其在食品工业中应用其在食品工业中应用 n1 1、升华干燥的特点、升华干燥的特点n（1 1）由由于于在在低低温温下下操操作作，能能最最大大限限度度地地保保存存食食品品的的色色、香香、味味，如如蔬蔬菜菜的的天天然然色色素素保保持持不不变，各种芳香物质的损失可减少到最低限度。变，各种芳香物质的损失可减少到最低限度。n（2 2）因因低低温温操操作作，对对热热敏敏感感性性物物质质特特别别适适合合，能能保保存存食食品品中中的的各各种种营营养养成成分分，对对维维生生素素C C能能保保存存9090以以上上。在在真真空空和和低低温温下下操操作作，微微生生物物的的生长和酶的作用受到抑
29、制。生长和酶的作用受到抑制。n（3）升升华华干干制制品品重重量量轻轻、体体积积小小、贮贮藏藏时时占占地地面积少、运输方便。面积少、运输方便。2023/5/1939第三十九页，编辑于星期日：一点 三分。n（4）复复水水快快，食食用用方方便便。因因为为被被干干燥燥物物料料含含有有的的水水分分是是在在结结冰冰状状态态下下直直接接蒸蒸发发，故故在在干干燥燥过过程程中中，水水汽汽不不带带动动可可溶溶性性物物质质移移向向物物料料表表面面，不不会会在在物物料料表表面面沉沉积积盐盐类类，物物料料表表面面不不会会形形成成硬硬质质薄薄皮皮。亦亦不不存存在在因因中中心心水水分分移移向向物物料料表表面面时时对对细细胞
30、胞或或纤纤维维产产生生的的张张力力，不不会会使使物物料料干干燥燥后后因因收收缩缩引引起起变变形形，故故极极易吸水恢复原状。易吸水恢复原状。n（5 5）因因在在真真空空下下操操作作，氧氧气气极极少少，因因此此一一些些易易氧氧化的物质化的物质 （如油脂类）（如油脂类）得到了保护。得到了保护。n（6 6）冷冷冻冻升升华华干干燥燥法法，能能排排除除95-9995-99以以上上的的水水分分，产品能长期保存而不变质。产品能长期保存而不变质。2023/5/1940第四十页，编辑于星期日：一点 三分。（三）（三）升华干燥设备结构升华干燥设备结构n1 1、箱式升华干燥设备、箱式升华干燥设备 n冷冻干燥系统可分为
31、冷冻干燥系统可分为制冷系统、真空系统、制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等加热系统、干燥系统和控制系统等。n按结构分别由冷冻升华干燥箱、冷凝器、冷按结构分别由冷冻升华干燥箱、冷凝器、冷冻机、真空泵、各种阀门和控制元件及仪表冻机、真空泵、各种阀门和控制元件及仪表等组成。等组成。2023/5/1941第四十一页，编辑于星期日：一点 三分。升华干燥设备结构示意图升华干燥设备结构示意图 2023/5/1942第四十二页，编辑于星期日：一点 三分。实验用小型升华干燥设备实验用小型升华干燥设备2023/5/1943第四十三页，编辑于星期日：一点 三分。箱式升箱式升华华干燥干燥设备组设备组成示
32、意成示意图图1-1-冷冷冻冻干燥箱干燥箱 2-2-冷凝器冷凝器 3-3-真空真空泵泵 4-4-制冷制冷压缩压缩机机5-5-水冷却器水冷却器6-6-热热交交换换器器 7-7-冷冷冻冻干燥箱冷凝器干燥箱冷凝器阀门阀门 8-8-冷凝器真空冷凝器真空泵阀门泵阀门 9-9-板温指示板温指示10-10-冷凝温度指示冷凝温度指示11-11-真空真空计计 12-12-冷冷冻冻干燥箱放气干燥箱放气阀门阀门 13-13-冷凝器冷凝器放出口放出口 14-14-真空真空泵泵放气放气阀阀 15 15膨膨胀阀胀阀2023/5/1944第四十四页，编辑于星期日：一点 三分。升华干燥设备生产系统图升华干燥设备生产系统图 20
33、23/5/1945第四十五页，编辑于星期日：一点 三分。1、2-制冷压缩机制冷压缩机3-低压循环筒低压循环筒4-氨泵氨泵5-急冻库急冻库6-冷藏库冷藏库7-干燥箱干燥箱 8-捕水器捕水器9-热水泵热水泵10、11、12-罗茨泵罗茨泵13-水环泵水环泵14-干燥箱加热筒干燥箱加热筒15-捕水器化箱加热桶捕水器化箱加热桶16-冷却塔冷却塔17-冷却水泵冷却水泵2023/5/1946第四十六页，编辑于星期日：一点 三分。典型冷冻干燥工艺流程 2023/5/1947第四十七页，编辑于星期日：一点 三分。冻干工序操作操作要点 n 首先要预冻、再抽真空首先要预冻、再抽真空降温、降速过程降温、降速过程 n物
34、料内部因含有大量水分，若先抽真空，使溶解在水中的气体，物料内部因含有大量水分，若先抽真空，使溶解在水中的气体，因外界压力降低很快溢出形成气泡跑掉，呈因外界压力降低很快溢出形成气泡跑掉，呈“沸腾沸腾”状。状。n水分蒸发成蒸汽而吸收自身热量结成冰，冰再汽化则产品水分蒸发成蒸汽而吸收自身热量结成冰，冰再汽化则产品发泡气鼓，内部有较多气孔。发泡气鼓，内部有较多气孔。n一般一般预冻到预冻到-30左右，不同的物料其共熔点也不同，它是左右，不同的物料其共熔点也不同，它是冻结成固体的温度，冻结成固体的温度，要求预冻温度低于共熔点要求预冻温度低于共熔点5左右左右。n若温度达不到要求，则冻结不彻底，其缺点如上所述
35、。若温度达不到要求，则冻结不彻底，其缺点如上所述。n预冻时间约预冻时间约2h左右左右，因每块搁板温度有异，需给予充分时间，因每块搁板温度有异，需给予充分时间，从低于共熔点温度算起。从低于共熔点温度算起。n预冻速度控制在预冻速度控制在1-4/min/min，过高过低对产品不利，过高过低对产品不利。2023/5/1948第四十八页，编辑于星期日：一点 三分。升华过程等温、恒速过程 n冰冰直直接接汽汽化化也也需需要要吸吸收收热热量量，此此时时开开始始给给予予加加热热，保保持持温温度度在在接接近而又低于共熔点温度近而又低于共熔点温度。n若若不不给给予予热热量量，物物料料本本身身温温度度下下降降，则则干
36、干燥燥速速度度下下降降，延延长长时时间间，产产品品水水分分不不合合格格。若若加加热热太太多多或或过过量量，则则物物料料本本身身温温度度上上升升，超超过共熔点，局部熔化，体积缩小、起泡。过共熔点，局部熔化，体积缩小、起泡。n1g1g冰冰在在13.33Pa13.33Pa时时产产生生9500L9500L水水汽汽，体体积积大大，用用普普通通机机械械泵泵来来排排除是不可能的。除是不可能的。n用用蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵需需高高压压蒸蒸汽汽和和多多级级串串联联，对对中中小小企企业业不不合合算算，故故采采用用冷冷凝凝器器。用用其其冷冷却却的的表表面面来来凝凝结结水水蒸蒸汽汽成成冰冰霜霜，保保持持在在4040或或
37、更更低低，冷冷凝凝器器中中蒸蒸汽汽压压降降低低在在某某水水平平上上，干干燥燥箱箱内内蒸汽压高，形成压差，故大量水汽不断进入冷凝器。蒸汽压高，形成压差，故大量水汽不断进入冷凝器。2023/5/1949第四十九页，编辑于星期日：一点 三分。加热，剩余水分蒸发阶段 升温、降速过程n冻冻结结水水分分已已全全蒸蒸发发，产产品品已已定定型型，加加热热速速度度可可加加快快，开开始始蒸蒸发发没没有有冻冻结结的的水水分分，干干燥燥速速度度下下降降，水水分分不不断断排排除除，温温度度逐逐渐渐升升高高，一一般般不不超超过过40，要要求求温温度度到到30-35后后停停留留2-3h，才才能结束。能结束。n破破坏坏真真空
38、空，取取出出成成品品，在在大大气气压压下下对对冷冷凝凝器器进进行加热、熔化冰霜成水排除。行加热、熔化冰霜成水排除。2023/5/1950第五十页，编辑于星期日：一点 三分。加热板温度负载时加热升温速率负载冷加温度速率3012030min1206030min水气凝结器冷凝器最低温度除霜方式-45热水喷淋或真空除霜真空系统空载时预抽空能力空载时系统最低绝对压力1.01105Pa130Pa15min13Pa真空冷冻干燥机基本性能真空冷冻干燥机基本性能 2023/5/1951第五十一页，编辑于星期日：一点 三分。（四）（四）发展方向发展方向 n几几乎乎所所有有含含水水的的食食品品都都可可以以进进行行冻
39、冻干干，但但对对某某些些糖糖分分含含量量或或胶胶质质含含量量过过高高的的食食品品以以及及共共晶晶点点温温度度过过低低的食品，冻干都相对困难。的食品，冻干都相对困难。n可冻干的各类食品，举例如下：可冻干的各类食品，举例如下：n蔬蔬菜菜类类：香香葱葱、胡胡萝萝卜卜、大大蒜蒜、洋洋葱葱、生生姜姜、辣辣椒椒、山药、菠菜、菜花、青豆、食用菌等。山药、菠菜、菜花、青豆、食用菌等。n水水果果类类：苹苹果果、桃桃、梨梨、杏杏、红红枣枣、草草莓莓、香香蕉蕉、菠萝、哈密瓜等。菠萝、哈密瓜等。n肉类肉类：牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉、蛇肉、甲鱼等。：牛肉、羊肉、猪肉、鸡肉、蛇肉、甲鱼等。2023/5/1952第五十二页，
40、编辑于星期日：一点 三分。n水产类水产类：鱼片、虾仁、蟹肉、墨鱼丝、银鱼等。：鱼片、虾仁、蟹肉、墨鱼丝、银鱼等。n方方便便食食品品类类：方方便便面面辅辅料料、牛牛肉肉面面辅辅料料，肉肉丸丸、汤料、宠物饲料等。汤料、宠物饲料等。n速速溶溶饮饮料料类类：咖咖啡啡、牛牛奶奶、豆豆浆浆、果果汁汁、蜂蜂王王浆浆、茶、蜂乳晶等。茶、蜂乳晶等。n调味品类调味品类：各种营养汤粉，各种烹调用调味品。：各种营养汤粉，各种烹调用调味品。n医药类医药类：鹿茸、鹿血、蚯蚓、蝎子、土鳖、人参、：鹿茸、鹿血、蚯蚓、蝎子、土鳖、人参、党参、当归、大黄、各种保健食品等。党参、当归、大黄、各种保健食品等。2023/5/1953第五十三页，编辑于星期日：一点 三分。青豆青豆 莴笋莴笋 莲藕莲藕 菠菜菠菜 红甜椒红甜椒 绿葱绿葱 2023/5/1954第五十四页，编辑于星期日：一点 三分。甜玉米甜玉米 草莓草莓 香蕉片香蕉片 菠萝菠萝 蘑菇片蘑菇片 苹果苹果 2023/5/1955第五十五页，编辑于星期日：一点 三分。猪肉 牛肉粒 马肉 海参 鸡肉 2023/5/1956第五十六页，编辑于星期日：一点 三分。