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FD冻干技术的原理是什么？

发布时间：2025-02-04

FD冻干技术的原理主要包括以下几个方面：

水的三相态变化

水在自然界中存在固相、液相和气相三种物理形态。在常压下，水的固态是冰，液态是水，气态是水蒸气，且三相之间可以相互转化。而 FD 冻干技术利用了水在特殊条件下，不经过液相，直接从固态升华为气态的特性。
当压力降到 646.6Pa 以下，温度低于 0℃时，冰会直接升华为水气，这一过程跳过了液态阶段，为冻干提供了理论基础。
预冻过程

将含有水分的物料进行预冻，使物料中的自由水冻结成冰。一般预冻温度应低于物料的共晶点温度 5℃-8℃，这样可以保证物料中的水分充分冻结，形成稳定的固态结构。
预冻的目的是为了使物料在后续的干燥过程中能够保持原有的形状和结构，避免因水分的流失而导致物料的塌陷或变形。
升华干燥过程

预冻后的物料被置于真空环境中，通过加热使冰直接升华为水蒸气。在这个过程中，需要提供适当的热量，以维持冰的升华温度，但又不能过高，以免破坏物料的成分和结构。
通常采用热媒辐射加热的方式，将热量均匀地传递给物料，使冰逐渐升华。升华干燥阶段是 FD 冻干技术的核心步骤，大部分水分在这一阶段被去除。
解析干燥过程

在升华干燥后期，物料中还残留着一些结合水，这些结合水与物料分子之间存在着较强的相互作用力，较难去除。因此，需要进一步降低压力，提高温度，使结合水解析出来，从而得到更干燥的产品。
解析干燥的温度一般要高于升华干燥的温度，但不能超过物料所能承受的*高温度，否则会导致物料的变性或分解。
后处理与包装

干燥结束后，还需要对物料进行后处理，如破碎、筛选、称重等，以得到符合要求的冻干产品。然后，将产品进行包装，以防止其吸湿或受到其他污染。
综上所述，FD冻干技术的原理是通过低温预冻、真空环境下的升华干燥和解析干燥等步骤，去除物料中的水分，同时*大程度地保留物料的营养成分、原有形状和风味。这种技术在食品、医药、生物制品等领域有着广泛的应用前景。

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