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,，在后20年中取得了長足進(jìn)展。進(jìn)入21世紀(jì),，真空凍干技術(shù)憑借其它干燥方法*的優(yōu)點(diǎn),，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(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),。
凍干機(jī)是針對(duì)目前現(xiàn)有的常規(guī)真空干燥及烘箱，進(jìn)行改造升級(jí)換代而設(shè)計(jì),，主要由制冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)兩部分組成,。其工作原理在于：利用真空干燥原理，通過將濕物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度下,，使物料中的水分變成固態(tài)冰,，然后在較高真空環(huán)境下，通過給物料加熱,，將冰直接升華成水蒸氣,，再用真空系統(tǒng)中的水汽凝結(jié)器將水蒸氣冷凝，從而達(dá)到物質(zhì)脫水干燥的目的,。
凍干程序：
(1)在凍干之前,，把需要凍干的產(chǎn)品分裝在合適的容器內(nèi)，一般是玻璃模子瓶,、玻璃管子瓶或安瓶,，裝量要均勻，蒸發(fā)表面盡量大而厚度盡量薄一些。
(2)然后放入與凍干箱板層尺寸相適應(yīng)的金屬盤內(nèi),。對(duì)瓶裝一般采用脫底盤,，有利于熱量的有效傳遞。
(3)裝箱之前,，先將凍干箱進(jìn)行空箱降溫,，然后將產(chǎn)品放入凍干箱內(nèi)進(jìn)行預(yù)凍；或者將產(chǎn)品放入凍干箱內(nèi)板層上同時(shí)進(jìn)行預(yù)凍,。
(4)抽真空之前要根據(jù)冷凝器制冷機(jī)的降溫速度提前使冷凝器工作,，抽真空時(shí)冷凝器至少應(yīng)達(dá)到-40℃的溫度；
(5)待真空度達(dá)到一定數(shù)值后(通常應(yīng)達(dá)到13Pa——26Pa內(nèi)的真空度),，或者有的凍干工藝要求達(dá)到所要求的真空度后繼續(xù)抽真空1——2h以上,；即可對(duì)箱內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行加熱。一般加熱分兩步進(jìn)行,，首先加溫不使產(chǎn)品的溫度超過共熔點(diǎn)或稱共晶點(diǎn)的溫度,；待產(chǎn)品內(nèi)水分基本干完后進(jìn)行其次加溫，這時(shí)可迅速地使產(chǎn)品上升的規(guī)定的zui高許可溫度,。在zui高許可溫度保持2h以上后,，即可結(jié)束凍干。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,，凍干機(jī)憑借其優(yōu)于其他普通干燥技術(shù)(如熱風(fēng)干燥,、冷風(fēng)干燥、噴霧干燥等)的特點(diǎn),，現(xiàn)已在食品業(yè)中確立了穩(wěn)固的地位。其特點(diǎn)主要有：
1)保留食品的色,、香,、味。由于凍干過程是在溫度低于物料共晶點(diǎn),，壓力低于水的三相點(diǎn)壓力以下所進(jìn)行的干燥方法,，相應(yīng)的相平衡溫度低，因此食品在干燥時(shí)的溫度也很低,，且處于高度缺氧狀態(tài),。這種方法適用于極為熱敏和極易氧化的食品干燥，可以保留新鮮食品的色,、香,、味和維生素c等營養(yǎng)物質(zhì)；
2)避免表面硬化現(xiàn)象,。由于物料中水分在預(yù)凍以后以冰晶的形態(tài)存在,，原來溶于水中的無機(jī)鹽之類的溶解物質(zhì)被均勻地分配在物料之中。升華時(shí),，溶于水中的溶解物質(zhì)就地析出,，避免了一般干燥法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移,，所攜帶的無機(jī)鹽在表面析出而造成表面硬化現(xiàn)象；
3)可再構(gòu)成性能好,，復(fù)水速度快,，無論冷水或熱水均可使食品迅速復(fù)水，即通過脫水過程的可逆循環(huán)使產(chǎn)品恢復(fù)到初始狀態(tài),；
4)凍干食品的含水率約3%左右,，對(duì)微生物、生物化學(xué)和化學(xué)變化保持相對(duì)穩(wěn)定,，所以在無冷藏條件下可以長期貯藏,；
5)食品始終處于低溫、低氧和密閉狀態(tài)下,，可以避免交叉污染,、吸潮和氧化；
6)在冷凍干燥過程中,，食品產(chǎn)生大量氣孔呈皺縮狀,，重量減少70%-90%，既節(jié)省包裝和包裝材料,，又利于運(yùn)輸,，特別適于空運(yùn)。
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