冷凍干燥機(jī)(凍干機(jī))由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成。主要部件為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。冷凍干燥簡(jiǎn)稱凍干，就是將含水物質(zhì)，先凍結(jié)成固態(tài)，而后使其中的水分從固態(tài)升華成氣態(tài)，以除去水分而保存物質(zhì)的方法。凍干機(jī)起源于19世紀(jì)20年代的真空冷凍干燥技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的起伏和徘徊后，在z*后的20年中取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。進(jìn)入21世紀(jì)，真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的青睞，除了在醫(yī)藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質(zhì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，其應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀(jì)的重要應(yīng)用技術(shù)。
近年來(lái)，真空冷凍干燥技術(shù)在我國(guó)有了較快的發(fā)展，但與國(guó)外相比，還有一定差距，本文從該技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)改進(jìn)的幾個(gè)方面入手，對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行剖析。
發(fā)展態(tài)勢(shì)產(chǎn)量遞增速度每年達(dá)30%
真空冷凍技術(shù)簡(jiǎn)稱為凍干技術(shù)。國(guó)家質(zhì)檢總局鍋爐壓力容器檢測(cè)研究中心主要從事真空冷凍干燥過(guò)程優(yōu)化研究的專家介紹，凍干原理是在真空狀態(tài)下，利用升華原理，使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分不經(jīng)過(guò)冰的融化直接以冰態(tài)升華為水蒸氣而除去，從而獲得干燥制品的技術(shù)。實(shí)踐表明，真空冷凍干燥脫水技術(shù)是一項(xiàng)適用于果蔬、肉類、水產(chǎn)、藥品的護(hù)色、保鮮、保質(zhì)及保持營(yíng)養(yǎng)成分的高新加工技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前美國(guó)年消費(fèi)凍干食品500萬(wàn)噸，日本160萬(wàn)噸，法國(guó)150萬(wàn)噸，其他國(guó)家的消費(fèi)數(shù)量也在逐年攀升。如今，凍干食品在國(guó)際市場(chǎng)上的產(chǎn)量以每年30%的速度遞增。
我國(guó)在凍干方面的研究起步較晚。近年來(lái)一些科研單位對(duì)某些產(chǎn)品進(jìn)行了工藝研究。東北大學(xué)已成功研究了人參凍干工藝；四川大學(xué)研究了牦牛肉的冷凍干燥工藝。如今，隨著我國(guó)消費(fèi)者對(duì)凍干產(chǎn)品需求量的逐年增大，凍干設(shè)備也有了較大的發(fā)展。
專家介紹，由于真空冷凍干燥是在低溫、高真空狀態(tài)下進(jìn)行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以z*大限度地保持被干物料的細(xì)胞活性以及被干物料的色、香、味、形和營(yíng)養(yǎng)成分，而且復(fù)水性能好。凍干食品則是采用現(xiàn)代脫水技術(shù)與工藝加工而成的集方便、保健、純天然為一體的高品質(zhì)綠色食品。從而避免了傳統(tǒng)脫水方法帶來(lái)的變色、變味、成分流失及無(wú)法還原等缺點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀整體設(shè)計(jì)及控制水平有所提高
凍干食品品質(zhì)的優(yōu)劣，除了與工藝有關(guān)，在很大程度上取決于食品凍干設(shè)備。食品凍干機(jī)主要包括對(duì)物料進(jìn)行凍結(jié)的凍結(jié)庫(kù)和升華脫水的干燥倉(cāng)及真空、制冷及加熱等輔助設(shè)備。專家談到，世界較為先進(jìn)的凍干機(jī)主要包括：丹麥阿特拉斯的RAY型間歇式和CON-RAD型連續(xù)式凍干機(jī)，日本―0共和真空株式會(huì)社的無(wú)隔離干燥過(guò)程水氣凝結(jié)器除冰再生技術(shù)和TL型液體食品密閉系統(tǒng)管式凍干機(jī)。
此外，早在十多年前在保加利亞成立的，以研究宇航食品、保健食品和營(yíng)養(yǎng)食品為主要方向的低溫生物學(xué)和冷凍干燥技術(shù)研究所的科研實(shí)力也極為雄厚。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)食品凍干機(jī)發(fā)展較快，生產(chǎn)廠家較多，質(zhì)量、性能及規(guī)格型號(hào)各不相同。20世紀(jì)50年代初期，武漢及北京等生物制品研究所先后進(jìn)口了一批凍干機(jī)；20世紀(jì)60年代北京、天津、南京、上海及大連等地相繼建立了一些實(shí)驗(yàn)性凍干食品生產(chǎn)廠家，并先后仿制了一批凍干機(jī)。其特點(diǎn)是整體式，擱板溫度不均勻，手動(dòng)操作，能自動(dòng)記錄；20世紀(jì)70年代湖北自行設(shè)計(jì)了一種凍干機(jī)，采用單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)，可在箱內(nèi)加蓋瓶塞；上海則建立了年產(chǎn)300噸的中等規(guī)模的凍干車間。
為加快我國(guó)凍干技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電部將工業(yè)真空冷凍干燥機(jī)列入1986年工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目，由華中理工大學(xué)承擔(dān)并與浙江真空設(shè)備廠協(xié)作進(jìn)行研制，產(chǎn)品于1989年通過(guò)部級(jí)鑒定，該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、擱板間距可調(diào)，采用微機(jī)程控。
真空冷凍干燥技術(shù)在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學(xué)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。藥品冷凍干燥包括西藥和中藥兩部分。西藥冷凍干燥在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設(shè)備。在中藥方面，目前還只局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍干，大量的中成藥還沒有采用凍干工藝，與國(guó)外差距較大。在生物技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域，凍干技術(shù)主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產(chǎn)；生物化學(xué)的檢查藥品、免疫學(xué)及細(xì)菌學(xué)的檢查藥品；血液、細(xì)菌、動(dòng)脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織及各種器官長(zhǎng)期保存等。
到目前為止，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了一批制作精良、性能高端的凍干機(jī)制備制造商，其中上海東富龍、北京博醫(yī)康、千山遠(yuǎn)東等廠商專注于研發(fā)凍干機(jī)生產(chǎn)制造工藝，其生產(chǎn)的凍干機(jī)質(zhì)量性能方面已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
