四環(huán)食品真空凍干機的工作原理基于低溫低壓下的傳熱傳質(zhì)機理，通過凍結(jié)、升華和解析三個階段，將食品中的水分從固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，從而實現(xiàn)干燥。以下是其核心工作原理的詳細說明：
一、預凍階段：凍結(jié)水分，固定形態(tài)
目的：將食品中的自由水凍結(jié)成固態(tài)冰，防止后續(xù)干燥過程中因水分蒸發(fā)導致產(chǎn)品起泡、收縮或溶質(zhì)移動，確保干燥后產(chǎn)品形態(tài)與干燥前一致。
操作：
食品被放置在凍干機的擱板上，溫度降至共晶點以下(不同食品的共晶點不同，需通過實驗測定)。
預凍溫度通常比共晶點低5-10℃，并保持2小時左右，確保水分完全凍結(jié)。
關(guān)鍵點：
預凍速率影響冰晶大小：快速冷凍產(chǎn)生細小冰晶，干燥后溶解快但升華慢；緩慢冷凍產(chǎn)生粗大冰晶，升華快但溶解慢。
需根據(jù)食品特性選擇合適的預凍速率，以平衡干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
二、升華干燥階段：冰直接升華為水蒸氣
目的：在真空環(huán)境下，使固態(tài)冰直接升華為水蒸氣，并通過冷阱冷凝收集，實現(xiàn)水分去除。
操作：
啟動真空泵，將凍干室壓力降至13-130Pa(根據(jù)食品特性調(diào)整)。
擱板加熱，提供升華所需熱量，使冰晶從外表面向內(nèi)逐步升華。
水蒸氣通過干燥層擴散至冷阱，被冷凝成冰。
關(guān)鍵點：
溫度控制：
凍結(jié)部分溫度需低于共熔點，防止融化。
干燥部分溫度需低于崩解溫度(避免產(chǎn)品塌陷或燒焦)。
壓力控制：
四環(huán)凍干機采用無摻氣法精準控壓，壓力波動控制在±1Pa以內(nèi)，避免物料氧化和污染。
傳統(tǒng)設(shè)備通常使用摻氣法，壓力波動達±5-7Pa，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量。
升華速率：
受擱板溫度、產(chǎn)品厚度、干燥層熱導率等因素影響。
四環(huán)設(shè)備通過優(yōu)化硬件配置(如高透明航空亞克力門、中間介質(zhì)循環(huán)技術(shù))和智能控制系統(tǒng)(PLC+PID算法)，實現(xiàn)高效升華。
三、解析干燥階段：去除殘留水分
目的：去除第一階段干燥后吸附在毛細管壁和極性基團上的未凍結(jié)水分，防止微生物生長和化學反應(yīng)。
操作：
升高擱板溫度(通常至30-50℃)，進一步降低系統(tǒng)壓力。
殘留水分通過擴散作用移至表面并升華，被冷阱捕獲。
關(guān)鍵點：
需嚴格控制溫度和時間，避免產(chǎn)品過熱或塌陷。
四環(huán)食品真空凍干機通過實時監(jiān)測和記錄真空度、冷阱溫度等參數(shù)，確保解析干燥徹底。
