叮铃铃叮铃铃，梅梅小课堂开课啦，今天让梅梅来跟你唠一唠关于冻干机你不得不知道的那些事。

第一讲 冷冻干燥机的原理

1、冻干的概念

冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。

2、冻干的目的

利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低气压下，这时包含冰的升华，直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。

(1)空冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥物质的在低温下快速冻结，然后在适用的真空环境下，使冻结的水分子直接升华成水蒸气逸出的过程，冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干，物质在干燥前始终处于低温（冻结状态），同时冰晶均匀分布在物质中，升华过程不会因为脱水而发生浓缩现象，避免了由水蒸气产成泡沫、氧化等副作用，干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本保持不变，极易溶于水而恢复原状，在最大程度上防止干燥物质的物理化和生物学方面的变性。

水有三种状态：

固体状态--------------------冰

液体状态--------------------水

气体状态---------------水蒸气

这三种状态，对应的就是物质的三个相态：固相、液相、气相。

三个相态之间可以相互转化

(2)水的沸点只有在1个标准大气压的时候才是100摄氏度，如果海拔很高，比如在三千多米的高原上，气压变低，水的沸点就会降低到85摄氏度左右，所以在高原上煮东西很难煮熟。另一方面，如果不是开放环境，而是密封的空间，水变成水蒸气以后跑不出去，就会造成空间内的气压越来越高，这也会导致水的沸点发生变化。用高压锅煮东西，用的就是这个原理。既然沸点会随着气压变化，把不同气压下的沸点都标出来，便可以得到一条曲线，这就是水的液相和气相之间相互转化的临界曲线。不仅沸点会受气压影响，熔点（凝固点）和升华点（凝华点）也会受到压强影响，也可以画出类似的曲线（如下图）。

(3)三相的关系

把沸点曲线、熔点曲线、升华点曲线画在一张图上，便得到了物质的三相图。水的三相图。纵坐标是压强，横坐标是温度。图中粉色部分是固态的冰，蓝色部分是液态的水，黄色部分是气态的水蒸气。它们交界处的曲线，左上紫色①是熔点/凝固点随压强变化的固-液相变曲线，右边绿色②是沸腾点随压强变化的液-气相变曲线，左下红色③是表示升华点/凝华点随压强变化的固-气相变曲线 ，图中特别标出了三条线交汇的点，这叫做物质的“三相点”。

结合水的三相图来看，在-20°C的密闭环境中放置冰块，抽掉空气、降低气压，直到气压低于三相图里那条红色的固-气相变曲线（③），冰便会通过升华作用转变为水蒸气散逸出去。这种先冷冻、再通过升华去除水分的方式，就叫做冷冻干燥

3、冷冻干燥机的优势

冷冻干燥与常规的晒干、烘干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比，有许多突出的优点：

(1)冷冻干燥在低温下进行，因此在对于许多热敏性的物质特别适用，如蛋白质、微生物之类，不会发生变性或失去生物活力。

在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。

(2)在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成份和受热变性的营养成分损失很小，适合一些化学制品、药品和食品的干燥。

(3)由于在冻结的状态下进行干燥，因此制品的体积、形状几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象，干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状（即复溶性好）。在真空下进行干燥，物料处于高度缺氧状态下，容易氧化的物质得到了保护。

(4)冻干能排除95-99.5%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不变质。

好啦，今天的梅梅课堂就先讲到这里，关于冻干机更多详细的内容，我们下期再见，see ya~