冷凍干燥機(凍干機)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、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。冷凍干燥簡稱凍干，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。凍干機起源于19世紀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zui后的20年中取得了長足進展。進入21世紀，真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法*的優(yōu)點，越來越受到人們的青睞，除了在醫(yī)藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質(zhì)領(lǐng)域得到廣泛應用外，其應用規(guī)模和領(lǐng)域還在不斷擴大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀的重要應用技術(shù)。
近年來，真空冷凍干燥技術(shù)在我國有了較快的發(fā)展，但與國外相比，還有一定差距，本文從該技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展狀況及應改進的幾個方面入手，對這一技術(shù)進行剖析。
發(fā)展態(tài)勢產(chǎn)量遞增速度每年達30%
真空冷凍技術(shù)簡稱為凍干技術(shù)。國家質(zhì)檢總局鍋爐壓力容器檢測研究中心主要從事真空冷凍干燥過程優(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，使預先凍結(jié)的物料中的水分不經(jīng)過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)。實踐表明，真空冷凍干燥脫水技術(shù)是一項適用于果蔬、肉類、水產(chǎn)、藥品的護色、保鮮、保質(zhì)及保持營養(yǎng)成分的高新加工技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計，目前美國年消費凍干食品500萬噸，日本160萬噸，法國150萬噸，其他國家的消費數(shù)量也在逐年攀升。如今，凍干食品在市場上的產(chǎn)量以每年30%的速度遞增。
我國在凍干方面的研究起步較晚。近年來一些科研單位對某些產(chǎn)品進行了工藝研究。東北大學已成功研究了人參凍干工藝；四川大學研究了牦牛肉的冷凍干燥工藝。如今，隨著我國消費者對凍干產(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)下進行，物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，因而可以zui大限度地保持被干物料的細胞活性以及被干物料的色、香、味、形和營養(yǎng)成分，而且復水性能好。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、為一體的高品質(zhì)綠色食品。從而避免了傳統(tǒng)脫水方法帶來的變色、變味、成分流失及無法還原等缺點。
國內(nèi)現(xiàn)狀整體設(shè)計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。食品凍干機主要包括對物料進行凍結(jié)的凍結(jié)庫和升華脫水的干燥倉及真空、制冷及加熱等輔助設(shè)備。專家談到，世界較為先進的凍干機主要包括：丹麥阿*的RAY型間歇式和CON-RAD型連續(xù)式凍干機，日本―0共和真空株式會社的無隔離干燥過程水氣凝結(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。
此外，早在十多年前在保加利亞成立的，以研究宇航食品、保健食品和營養(yǎng)食品為主要方向的低溫生物學和冷凍干燥技術(shù)研究所的科研實力也極為雄厚。
近年來，國內(nèi)食品凍干機發(fā)展較快，生產(chǎn)廠家較多，質(zhì)量、性能及規(guī)格型號各不相同。20世紀50年代初期，武漢及北京等生物制品研究所先后進口了一批凍干機；20世紀60年代北京、天津、南京、上海及大連等地相繼建立了一些實驗性凍干食品生產(chǎn)廠家，并先后仿制了一批凍干機。其特點是整體式，擱板溫度不均勻，手動操作，能自動記錄；20世紀70年代湖北自行設(shè)計了一種凍干機，采用單機雙級壓縮機，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。
為加快我國凍干技術(shù)的發(fā)展，機電部將工業(yè)真空冷凍干燥機列入1986年工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項目，由華中理工大學承擔并與浙江真空設(shè)備廠協(xié)作進行研制，產(chǎn)品于1989年通過部級鑒定，該機結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、擱板間距可調(diào)，采用微機程控。
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)、材料科學和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域有著廣泛的應用。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)；生物化學的檢查藥品、免疫學及細菌學的檢查藥品；血液、細菌、動脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織及各種器官長期保存等。
到目前為止，國內(nèi)涌現(xiàn)了一批制作精良、性能的凍干機制備制造商，其中上海東富龍、北京博醫(yī)康、千山遠東等廠商專注于研發(fā)凍干機生產(chǎn)制造工藝，其生產(chǎn)的凍干機質(zhì)量性能方面已達到先進水平。
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