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冷凍升華枯燥道理

1.純水升華機理
物猜中所含水份,有兩種存在體例:①游離水,即機器連系水和歸天連系水。它首要以吸擁護滲入體例存在于物料外表、毛細管、孔隙當中。②布局水,以化學連系情勢存在于物品的構造中。冷凍升華枯燥首要是升華游離水,而不是布局水。升華游離水,先是將其凍成冰,而后在真空中加熱升華。
圖一是水的相變圖,用來申明物猜中水的升華機理。水在差別溫度和壓力下,能夠為氣態、液態或固態。
圖中OA線為水氣分界限,OB為冰一水兩相分界限,即為冰的熔化線。0℃線為冰氣交壤限,在此線上冰,氣共存,即為冰真接由固相轉為氣相曲線。凡是把這類由固相間接改變為氣相的景象叫做升華。
圖中0點,為固一液一氣三相共存點,稱做三相點或共晶點。純水三相點對應的溫度為0℃,此溫度下所對應冰面上的飽和蒸氣壓為Po=598Pa。物猜中所含水,均為水溶液,其三相點溫度要低于純水的溫度。由圖可見,在0點以上(圖中虛線以上),冰需轉化成水,水再轉化為氣,其進程是通俗的蒸發枯燥。只要在三相點壓力Po線以下,冰能力由固相間接改變為氣相,這便是升華。因此,若要獲得凍干食品,其升華溫度必須低于三相點溫度。不然獲得的是蒸發干操食品。
圖二為物品水份升華進程表示圖。其枯燥進程是由四周逐步向外部枯燥,枯燥層逐步增厚,可當作多孔布局。升華熱由加熱體經由進程枯燥層不時地傳給解凍局部,在干操與解凍交壤的升華面上,水份子獲得加熱后,將離開升華面,沿著毛細孔跑到四周情況中。而情況中的氣壓必須低于升華面上的飽和蒸氣壓Po,只要如許能力形成一個水份子向外遷徙的能源。這憊味著升華千操必須在真空情況中停止。別的物料是處于解凍狀況,需堅持溫度低于三相點;在真空情況下,此溫度易于堅持。

變相圖升華圖
圖一:水變相圖 圖二升華枯燥進程
2.食品中的升華速度
由上述可見,真空冷凍升華枯燥進程起首是把食品中的水解凍成冰,而后供應升華熱,使冰在三相點以下的溫度下升華。升華速度的巨細,明顯與供應的熱流量及冰升華潛熱有關。
3.干冰層內水燕氣遷徙速度
厚度很薄的物品,干操層對水蒸氣的遷徙速度影響不大,升華出來的水氣能很快地穿過。如果體積較大的塊狀物體,出格是厚度較大的肉、魚或黏稠膠體,枯燥層對水蒸氣遷徙速度影響較大。枯燥層內的水氣壓力跟著厚度的增添呈指數回升。水蒸氣遷徙速度與枯燥層內水蒸氣分壓有關。
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