收稿日期：２００６－０９－０３．
作者简介：张芳芳（１９８２－）女，湖北省荆州市人，硕士研究生，从事真空预冷研究。
真空预冷与冷冻干燥中捕水器的不同结构与特点浅析
张芳芳，韩厚德
（上海海事大学
制冷及低温工程，上海２００１３５）摘要：真空预冷与冷冻干燥都是现代食品加工技术。２种技术的实现都要依赖于真空的获取。
同时，２种工作系统中都要用到捕水器这一核心部件。但是，同样是称为捕水器的部件，其工作条件等一些方面又有着许多不可忽视的
差别。搞清楚这些差别，对于熟练掌握和应用现代食品技术对产品进行准确高效的管理，具有重要意义。着重从捕水
器在２种技术过程中的工作原理、
工作条件、工作目的、结构特点、水蒸气相态变化以及目前在设计制造和生产实践中存在的问题等方面的相同与差异作了阐述和讨论。
关键词：真空预冷；冷冻干燥；捕水器；结构
中图分类号：ＴＱ０５１．５文献标识码：Ａ文章编号：１００６－７０８６（２００７）０１－００５２－０５
ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬＡＮＤＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＡＬＤＩＦＦＥＲＥＮＣＥＳ
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Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１３５Ｃｈｉｎａ）
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖａｃｕｕｍｐｒｅ－ｃｏｏｌｉｎｇ；ｖａｃｕｕｍｆｒｅｅｚｉｎｇ；ｃａｔｃｈｅｒ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
１引言
真空预冷与冷冻干燥都是现代食品加工技术。前者主要是在果蔬进行运输，储藏之前在真空条件下对其进行预冷，去除其田间热，迅速降低果蔬温度，尽量使其保持新鲜度与良好的口感，延长果蔬的储藏时间。后者则主要是将含水物料在低温下冻结，然后在真空条件下使冰直接升华成水蒸气排走，从而脱去物料中的水分使物料干燥，它可以在保持食品原有营养成分的基础上大大延长食品的保存期，减轻运输质量。２种技术的实现都要依赖于真空的获取，同时，２种系统中都要用到捕水器这一核心装置。但是，同样是捕水器的部件，其工作条件、工作目的等又有着许多不可忽视的差别。搞清楚这些差别，对于熟练掌握和应用现代食品技术，对产品进行准确高效的管理，具有重要意义。
第１３卷第１期２００７年０３月
真空与低温
Ｖａｃｕｕｍ＆Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ５２
张芳芳等：真空预冷与冷冻干燥中捕水器的不同结构与特点浅析５３２工作原理的区别
在真空预冷过程中，当真空室内压力不断降低时，水的饱和蒸发压力随之降低，水的沸点也不断下降，使得水分迅速在较低的温度下蒸发。在没有外部热源的情况下，水从被冷物表面蒸发出来，在蒸发过程中吸热便会产生制冷效果。热量从货品释放给了水蒸气，而货品本身得到迅速冷却。从真空室出来的水蒸气以气态的形式进入捕水器，与冷媒进行充分换热后被冷凝成为液态的水，附着在捕水器凝水管上，同时，其中的不凝性气体则从捕水器出口排出，被真空泵抽走。当捕水器管道上累积的水量到达一定程度后便会在重力作用下滴落，由排水管排出。捕水器与真空泵共同维持真空室的真空度（见图１）。
冷冻干燥过程中，首先使干燥室内的搁板温度降低到一定值，再将物料送入干燥室置于搁板上预冻。物料冻结到冰点以下后水分就变为固态的冰，再通过真空泵和捕水器使得干燥室压力不断降低，同时通电对搁板加热。由水的相平衡图可知，在较高的真空度下（压力低于６１０Ｐａ），固态的冰加热升温可以直接升华为水蒸气。因此，物料中的水受热后直接由固态升华为气态排出干燥室，从而获得干燥的制品。升华得到的气体进入捕水器后，在管路上凝结为冰或者霜。同时，其中的不凝性气体从捕水器出口排出，被真空泵抽除（见图２）。
１．压力表；２．真空室；３．排水口；４．真空泵；５．排气口；６．节流阀；７．捕水器（蒸发器）；８．冷凝器；９．压缩机。
图１真空预冷原理图［１］
１．干燥室；２．捕水器；３．真空泵；４．压缩机；５．加热（制冷）搁板；６．阀门。
图２冷冻干燥原理图［２］
３工作条件的区别
捕水器在真空预冷与冷冻干燥过程中的工作条件是完全不同的。在真空预冷过程中，真空室所要求的最终压力大约在６１０～４００Ｐａ，捕水器表面温度约为０℃左右，水蒸气进入捕水器后由气态冷凝为液态；而在冻
５４
真空与低温第１３卷第１期
干过程中，真空室所要求的最终压力在１３．３Ｐａ左右，远远低于真空预冷时真空室的压力，其捕水器温度一般要求在－４０～－５０℃，也比真空预冷时捕水器温度低很多，水蒸气在其中直接凝结成为固态的冰或者霜。另外，由于冻干条件下所要求的真空度远远高于真空预冷，因此，即使是相同质量的水分，汽化后的体积两者也有很大差别。在６１０～４５０Ｐａ左右的条件下，１ｋｇ水的体积会膨胀至原来的２５万倍，而在１３．３Ｐａ的条件下，１ｇ水蒸气的体积为１０ｍ３。这就意味着在冻干条件下工作的捕水器要比在预冷条件下具有更加优异的捕水能力。
４工作目的的区别
无论是真空预冷，还是冷冻干燥过程都会产生大量的水蒸气。因此，设置捕水器的目的都是为了捕集水蒸气，从而维持系统的真空，这一点，两者是相同的。但是，在某些方面也存在细微的差别。真空预冷作为果蔬采摘后的第一道工序，是保证消费者能够购买到高品质果蔬的重要条件。它的目的是为了避免高温下的搁置对农产品的损坏，而对刚采摘的农产品和食品进行预处理，通过迅速地冷却降温达到所要求的低温，去除产品的田间热，抑制其呼吸作用和酶的作用，减少农产品的损坏，尽量保持其新鲜度和自身的水分。真空预冷时，水分蒸发吸热不可避免地造成货品的水分散失，即“减重”，但是这部分干耗仅仅占货品自身质量的３％～４％左右，大部分水分仍然完好的保留在货品内部，即捕水器所带走的只是空气中的水蒸气和货品表面的一小部分水分。相比之下，冷冻干燥过程就是为了“干燥”，即将货品内部的水分完全带走，彻底脱水，使货品呈现多孔疏松的结构，从而使其具有完好的速溶性和快速复水性，同时最大限度地保持了食品的营养成分和生理活性成分。因此该过程中，捕水器捕集了包括真空室内空气中含有的水蒸气和货品的含水在内的所有水分。
５结构特点的区别
５．１真空预冷捕水器
真空预冷捕水器的结构与一般的换热器没有太大差别，实质就是一个气液两相换热器。由于要将真空室过来的水蒸气由气态冷凝为液态，因此铜材或者铝材或者不锈钢材质的金属光管即可满足要求。另外需要在捕水器底部连接排水口，将冷凝后的液态水排出。与冻干机捕水器相比，对真空预冷捕水器的要求显然要简单很多。图３为真空预冷捕水器结构图。
１．不凝性气体出口；２．水蒸气进口；３．折流板；４．制冷剂出口；５．制冷剂入口（注：捕水器底部装有排水管道，未画出）。
图３真空预冷捕水器结构图
５．２冻干机捕水器
捕水器的管路间距较大。由于温度很低，因此捕水后捕水器的管路外要结冰或者结霜，会使管路厚度增
加，考虑到不凝性气体的通导速率会因此而受到影响，故捕水器
的管间距比一般换热器大。
增设了除霜系统。捕水器管路在结霜后，若不及时化霜导致
霜层结的太厚，势必会影响传热，且厚度增加后也会影响到不凝
性气体的通导速率。所以冻干机捕水器一定要考虑融霜的问题，
在冻干系统中增设除霜系统。目前许多冷冻干燥设备都设置有除
霜系统。
管路的截面形状特殊。早期的捕水器管路多采用铜材光管，
目前铝材翅片管则用的较多，其具有凝霜面积大、质量轻、价格经
济的优点，但化霜时易积水。考虑到化霜后的排水问题，捕水器凝
霜管的截面形状设计成了特殊的形式，便于化成的水顺利排出。
图４为冻干机捕水器结构图。
６水蒸气的相态变化的区别
在真空预冷过程中是：液态→气态→液态，其中在真空室内
水分在低压下沸腾，由液态蒸发为气态，在捕水器中由气态冷凝
为液态；在冷冻干燥过程中则是：液态→固态→气态→固态，先在
真空室内将物料冻结到冰点以下，使水分变为固态的冰，再在较高的真空度下加热使固态的冰直接升华为气态，气态的水进入捕水器后在管路上凝结为冰或者霜。
７结构优化实践中存在的问题
增大捕水面积。由于捕水器的首要作用就是捕水，因此如何增大捕水器的实际捕水面积是目前捕水器结构改进和优化的焦点。不少专家学者通过实验得出结论：增大管路内径是使捕水器捕水面积增大的有效措施［４］。对于真空预冷捕水器，一些专家已通过实验证明这确实为一个可行的办法。要注意的是，内径太大会导致设备结构庞大、繁杂且造价增加。但是对于冻干机捕水器而言，由于其管路会在捕水的过程中结冰或者结霜，冰层或霜层又会使管路厚度增加，如果管径过大，对于体积一定的捕水器则意味着管间距的减小，而这势必会影响不凝性气体的通导速率，但是管径过小，捕水量又不够。如果增大管间距，设备的体积庞大，造价也跟着上升［５］。因此要综合考虑实际工程情况和生产需要，确定最佳的捕水器管路内径，使得捕水面积增大的同时不凝性气体的通导不受太大影响，并且捕水器结构比较紧凑。
降低捕水器壁面温度。对于真空预冷过程，实验证明捕水器壁面温度高低对捕水量大小的影响并不明显，一般维持在０℃即可。而对于冷冻干燥过程，其捕水器的温度需要结合实际情况加以考虑［６］。一般情况下是－４０～－５０℃左右，但是作为冻干机的捕水器极限温度，有人主张－８０℃或者－９０℃。
我们知道，当温度要从－５０℃下降到－８０℃左右时，水的饱和蒸气压力并没有改进多少，也就是说，对于其间的升华过程而言，捕水器的捕水量并无太大变化，因此对于冷冻干燥的效果也没有突出的贡献。但是对于制冷系统来说，蒸发温度过低却会使压缩机运转困难，而且要把蒸发温度下降如此之多也十分困难；对于捕水器管道而言，过低的壁温会让管道外结霜而不是结冰，霜层的热导率与密度都低于冰层，因此结霜不利于捕水，结冰过程更加合理；从能耗角度来说，冷面温度太低也不利于节能。
８结束语
对真空预冷和冷冻干燥系统中捕水器比较发现，同样是捕水器，在不同工作系统中的工作方式也存在着巨大的差别。
（１）真空预冷中捕水器的工作主要原理是水蒸气的蒸发温度随蒸发压力的降低而降低；冷冻干燥捕水器的工作主要依据是在较高的真空度下，固态的冰加热升温可以直接升华为水蒸气［７，８］。
张芳芳等：
真空预冷与冷冻干燥中捕水器的不同结构与特点浅析５５
５６
真空与低温第１３卷第１期（２）冷冻干燥过程的真空度大大高于真空预冷过程对真空度的要求，其捕水器表面温度也远远低于真空预冷过程捕水器温度［９］。
（３）真空预冷捕水器主要捕集的是空气中的水蒸气［１０，１１］，冻干过程捕水器主要捕集的是物料中的水分。
（４）水蒸气相态变化在真空预冷过程中是液态→气态→液态；在冷冻干燥过程中则是液态→固态→气态→固态。
（５）捕水器内部结构上的不同。
作者在最后列举了对于改进２种用途的捕水器结构的各种方式方法，并分别对其可能性和可操作性进行了讨论。
随着食品科技水平的不断提高，系统工作部件的结构也会越来越复杂。在实践中必须注意在把握各种部件的工作特性、充分了解设备性质的基础上实施对食品的高科技处理，从而提高食品管理的效率，为人们的生产生活服务。
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更正
本刊２００６年第４期“ＩＴＥＲ计划和核聚变研究的未来”一文英文标题中“ＰＲＯＧＲＡＭ”应为“ＰＲＯＪＥＣＴ”；２３２页第３段第４行“１９９５年建成的……”应为“１９９４年建成的……”；２３３页第４段中“该协议已在２００６年底正式签署生效”应为“该协议已在２００６年底正式签署，预计在２００７年内生效”。另外，将２３７页“参考文献”中第［５］、［６］条删去，此系编者之误。
谨致歉意。
（本刊编辑部）
水环式真空泵工作原理 水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。 水环泵最初用作自吸水泵，而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空引水、真空送料、真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等，水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。 水环式真空泵工作原理如原理图：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。 综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。 二、工作原理 如图（1）所示，叶轮3偏心地安装在泵体2内，起动时向泵内注入一定高度的水作为工作液，当叶轮3按图示方向旋转时，水受离心力的作用在泵体内壁形成一旋转的封闭水环5，水环上部内表面与轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端盖上的吸气口相通，其空间内的气体压力降低，此时气体被吸入，当吸气终也时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮在180°到360°的旋转过程中，水环内表面渐渐与轮毂靠近，小腔由大变小，其空间内气体压力升高，高于排气口压力时，当小腔与排气口相通时，气体被排出。 叶轮每旋转一周，叶片间空间（小腔）吸、排气一次，若干小腔不停地工作，如此往复，泵就连续不断地抽吸或压送气体。
第一节冷冻干燥技术原理 干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。干燥的方法有许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品，一般是体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。而冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，产品的干燥基本上在0℃以下的温度进行，即在产品冻结的状态下进行，直到后期，为了进一步降低干燥产品的残余水份含量，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。 冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来。而物质本身剩留在冻结时的冰架子中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔。在升华时冻结产品内的冰或其它溶剂要吸收热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。 冷冻干燥有下列优点： ⑴冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适用。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力。因此在医药上得到广泛地应用。 ⑵在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品、药品和食品干燥。 ⑶在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。 ⑷由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。 ⑸干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。 ⑹由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。 ⑺干燥能排除95-99％以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。
W L W系列无油立式真空泵使用说明
WLW系列无油立式真空泵使用说明 一、WLW系列无油立式真空泵的型号意义： 二、WLW系列无油立式真空泵用途： WLW系列无油立式真空泵是W系列往复式真空泵的更新换代产品，是获得粗真空的主要设备。由于采用全密封装置，实现了曲轴箱和汽缸的完全隔离；加上活塞环使用了自润滑材料，便实现了先进的无油润滑。由于无污水排放，所以WLW系列无油立式真空泵特别适用于化工、医药和食品等业的真空蒸馏、真空蒸发、真空干燥、真空浓缩、真空浸渍等工艺过程中。特别需要在清洁高真空或者气体需洁净回收的环境中应用。WLW系列无油立式真空泵克服了需润滑油所带来的污染。若用于抽除易燃易爆气体时，或者当压缩机使用时，应向我公司提出特殊订货要求。 三、WLW系列无油立式真空泵的特点： 1、无油立式真空泵极限真空度高（4.5—15mmHg）。 2、无油立式真空泵无油：采用填充聚四氟乙烯活塞环可保证气缸不需要润滑油即可正常运行，避了油污染、浪费及忘记加油所造成的事故。 3、无油立式真空泵可改变配件材质用于抽吸腐蚀性介质。WLWF系列采用不锈钢或衬氟、钛材料能耐各类酸、碱、有机溶剂腐蚀。 4、无油立式真空泵节能（33%），节水（50%），节省占地面积（66%）。 5、无油立式真空泵气缸、活塞环、曲轴、十字头的平均磨损率大为降低，延长了使用寿命，使用命长（4—10倍）。 6、无油立式真空泵因消除了横波劣性振动，降低了噪声。 7、外形简洁美观、操作、维修方便。 8、无油立式真空泵可与罗茨泵组成罗茨立式无油往复真空机组 四、WLW系列无油立式真空泵的工作原理： WLW系列无油立式真空泵主要由机械传动部分、机械抽气部分和隔油部分组成，机械传动部分分曲柄和连杆机构，由电动机带动皮带轮，然后通过曲轴、连杆、十字头传递给活塞，由皮带轮的圆周运动变为活塞的直线运动。WLW系列无油立式真空泵机械抽气部分主要依靠活塞在汽缸内的往运动来完成。气缸内的活塞上有活塞环，保证被活塞间隔开的气缸两端气密封性。WLW系列无油式真空泵活塞在气缸内做往复运动时，不断的改变气缸两端的容积，一端容积扩大吸入气体，另一端容积缩小排出气体。活塞与气阀的联合作用，周期地完成吸气和排气作用。隔油腔及充气腔将械传动部分与气体流通部分隔开，以防止油漏入、或带入气缸内。当要求抽吸气回收时，充气腔内
J^KEflFlO^ d厂飯吉佛山小泵厂有腮2囹 水环真空泵及机组 安装使用说明书 CBF300-2——CBF 720-2 CBF300A-2---- CBF720A-2 广东省佛山水泵厂有限公司 2002 版
尊敬的KENFLO用户们： 承蒙选购、使用KENFLO产品，谨致万分谢意。 让顾客满意是我们的宗旨，我们将会为您提供热情周到的服务。 本说明书提供了安装、使用和维修CBF300?720、CBF300A- 720A水环泵时必须注意的事项和指 导，因此在安装使用水环真空泵前，有关技术、操作人员必须首先详细阅读，以期耐久使用。 对于运输、装配、使用、维护等过程的注意事项和技术要求，即使在本说明书中没有明确提出，但也可能由于不注意而造成直接或间接的人身伤害或设备事故，所以也要注意安全。 特别说明：CBF300A?720A真空泵，是在CBF300?720的基础上，将后轴承进行了改进，进一步提高泵的运行可靠性。其余结构均一致。 CBF300A?720A后轴承由两个锥轴承与一个调整垫组合装配而成。敬请用户留意两个锥轴承 的安装、轴向游隙的调整与轴承备货的说明。 一、概述 CBF型水环真空泵采用单级单作用的结构形式。通常用于抽吸不含固体颗粒、不溶或微溶于工作液的气体。当真空泵的过流部件采用耐腐蚀材料或喷涂瓷质耐磨耐腐蚀涂层时，可用于抽吸腐蚀性气体或以带有腐蚀性的液体作为真空泵的工作液。 型号的意义 CBF 410A 2BQ3-q 丫4^0 泵转速。 配套电机代号（见附表1）。传动方式补充代号（见附表 一轴封型式代号。“ 3”为外供水填料密封，“ 4 ”为内供水 填料密封等。 一传动方式代号。“ D ”为直联传动，“ G ”为减速机传动，“ V ” 为皮带传动。 结构材料代号。“ B”主要过流部件是普通材质，“N ”主 要过流部件为0Cr18Ni9等。 最低吸入绝对压力代号。“2”可达180mbar,高效范围在 2 ）。 200---1013mbar。 当泵标牌带有“ A”时，表示为轴承改进型，后轴承部 件装有两个锥轴承。请用户留意CBF300A---CBF720A 的附图说明。 泵体分隔识别代号。“0”泵体不带隔板， “6”泵体带 隔板。 以厘米为单位的叶轮名义半径。 泵系列名称。 二、工作原理及结构 1、工作原理 图1是真空泵工作原理图，叶轮偏心地装在接近圆形的泵体内, 当叶轮按图示箭头方向旋转时，因离心力作用， 注入泵体内的液体形成旋转的液环。液环的内表面与叶轮轮毂之间形成一个月牙形空间，1、液环 2、吸气口
冷冻干燥工艺流程及其应用-
冷冻干燥工艺流程及其应用
目录 冷冻干燥工艺的原理及特点………………… 真空冷冻干燥机组成………………………… 冷冻干燥工艺……………………………………食品冷冻干燥技术的运用…………………… 冻干食品的特点…………………………………我国食品冻干技术面临的问题……………… 冷冻干燥工艺的应用前景…………………… 结论…………………………………………………参考文献……………………………………………
冷冻干燥工艺流程及其应用 1冷冻干燥工艺的原理及特点 1.1冷冻干燥工艺原理 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来，而物质本身留在冻结的冰架子中，从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构，保持物料原有的形态,且制品复水性极好。然后在适当的温度和真空度下进行冰晶升华干燥，等升华结束后再进行解吸干燥，除去部分结合水，从而获得干燥的产品的技术。冷冻干燥过程可分为制品准备、预冻、一次干燥（升华干燥）、二次干燥（解吸干燥）、和密封保存五个步骤。利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质，通常是含有微生物组织的水溶液，或不含微生物组织的水溶液。产品在冻结之后置于一个低水气压下,这时包含冰的升华,直接由固态在不发生熔化的情况下变成汽态。与其他干燥方式相比避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品物性在保存时不易改变。实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的。
图1：水的平衡相图 1.2冷冻干燥工艺存在的优缺点 1.2.1冷冻干燥工艺的优点 （1）冷冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏,因为固体成分被在其位置上的坚冰支持着,在冰升华时会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性; （2）蛋白多肽类药物在高温下容易变性,造成干燥后生物活性的降低;冷冻干燥的过程是在低温状态下进行的,工艺过程对组分的破坏程度小,热畸变极其微弱,对不耐热药物特别是蛋白质多肽类药品非常适合[1]; （3）冷冻干燥的药剂为液体,定量分装比粉剂或片剂精度高;用无菌水溶液调配且通过除菌过滤、灌装,杂质微粒小、无污染。制品为多孔结构,质地疏松,较脆,复水性能好,重复再溶解迅速完全,便于
2BV水环式真空泵如图（1）所示叶轮3偏心地安装在泵体之内，起动时向泵内注入一定高度的水，因此当叶轮3旋转时，水受离心力的作用而在泵体内壁形成一旋转水环1，水环下部内表面与轮毂相切，沿箭头方向旋转，在前半转过程中，2BV水环式真空泵水环内表面逐渐与轮毂脱离，因此在叶轮叶片间与水环形成封闭空间，随着叶轮的旋转，该空间逐渐扩大，空间气体压力降低，气体自圆盘吸气口被吸入；在后半转过程中，水环内表面逐渐与轮毂靠近，叶片间的空间逐渐缩小，空间气体压力升高，高于排气口压力时，叶片间的气体自圆盘排气口被排出。如此叶轮每转动一周，叶片间的空间吸排气一次，许多空间不停地工作，2BV水环式真空泵就连续不断地抽吸或压送气体。 2BV水环式真空泵由于在工作过程中，做功产生热量，会使工作水环发热，同时一部分水和气体一起被排周，因此，在工作过程中，必须不断地给泵供水，以冷却和补充泵内消耗的水，满足泵的工作要求。 当2BV水环式真空泵排出的气体不再利用时，在2BV水环式真空泵排气口上接有气水分离器，废气和所带的部分水排入气水分离器后，气水分离，气体由排气管排出，留下的水经回水管供至泵内继续使用。随着工作时间的延长，工作水温度会不断地升高，这时需从供水管供给冷水，以降低工作水的温度，保证泵能达到所要求的技术要求和性能指标。 1、水环。 2、泵盖。 3、叶轮。 4、吸气口。 5、排气口 图1 水环真空泵及压缩机工作原理图 当2BV水环式真空泵作为压缩机使用时，泵排气口接有气水分离器，气水混合物进入气水分离器后自动分，气体由排气管输送到所需系统而工作水经过分离器进入2BV水环式真空泵内。压缩气体时，工作水极易热，水由泵排气口排出，温度会变的较高，要由供水管不断地供给冷水．以补充被放走的水，同时起冷却作用，使工作水温度不致过高，从而保证压缩机性能，达能技术指标，满工艺要求。 2BV水环式真空泵的结构如图2、图3，图4所示
WLW系列无油立式真空泵使用说明 一、WLW系列无油立式真空泵的型号意义： 二、WLW系列无油立式真空泵用途： WLW系列无油立式真空泵是W系列往复式真空泵的更新换代产品，是获得粗真空的主要设备。由于采用全密封装置，实现了曲轴箱和汽缸的完全隔离；加上活塞环使用了自润滑材料，便实现了先进的无油润滑。由于无污水排放，所以WLW系列无油立式真空泵特别适用于化工、医药和食品等行业的真空蒸馏、真空蒸发、真空干燥、真空浓缩、真空浸渍等工艺过程中。特别需要在清洁高真空或者气体需洁净回收的环境中应用。WLW系列无油立式真空泵克服了需润滑油所带来的污染。若应用于抽除易燃易爆气体时，或者当压缩机使用时，应向我公司提出特殊订货要求。 三、WLW系列无油立式真空泵的特点： 1、无油立式真空泵极限真空度高（—15mmHg）。 2、无油立式真空泵无油：采用填充聚四氟乙烯活塞环可保证气缸不需要润滑油即可正常运行，避免了油污染、浪费及忘记加油所造成的事故。 3、无油立式真空泵可改变配件材质用于抽吸腐蚀性介质。WLWF系列采用不锈钢或衬氟、钛材料、能耐各类酸、碱、有机溶剂腐蚀。 4、无油立式真空泵节能（33%），节水（50%），节省占地面积（66%）。
5、无油立式真空泵气缸、活塞环、曲轴、十字头的平均磨损率大为降低，延长了使用寿命，使用寿命长（4—10倍）。 6、无油立式真空泵因消除了横波劣性振动，降低了噪声。 7、外形简洁美观、操作、维修方便。 8、无油立式真空泵可与罗茨泵组成罗茨立式无油往复真空机组 四、WLW系列无油立式真空泵的工作原理： WLW系列无油立式真空泵主要由机械传动部分、机械抽气部分和隔油部分组成，机械传动部分分为曲柄和连杆机构，由电动机带动皮带轮，然后通过曲轴、连杆、十字头传递给活塞，由皮带轮的圆周运动变为活塞的直线运动。WLW系列无油立式真空泵机械抽气部分主要依靠活塞在汽缸内的往复运动来完成。气缸内的活塞上有活塞环，保证被活塞间隔开的气缸两端气密封性。WLW系列无油立式真空泵活塞在气缸内做往复运动时，不断的改变气缸两端的容积，一端容积扩大吸入气体，另一端容积缩小排出气体。活塞与气阀的联合作用，周期地完成吸气和排气作用。隔油腔及充气腔将机械传动部分与气体流通部分隔开，以防止油漏入、或带入气缸内。当要求抽吸气回收时，充气腔内可充入该种气体。以防止空气漏入气缸内而影响气体纯度。 五、WLW系列无油立式真空泵结构图：
水环式真空泵的工作原理说明 关键词：水环真空泵、水环真空泵工作原理、水环真空泵工作原理图示。 水环式真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限压力，对于单级泵为2.66～9.31kPa；对于双级泵为0.133～0.665kPa。水环泵也可用作压缩机，它属于低压的压缩机，其压力范围为（1～2）X105Pa表压力（在特定的条件下）。水环泵在石油、化工、机械、矿山、轻工、造纸、动力、冶金、医药和食品等工业及市政与农业等部门的许多工艺过程中，如真空过滤、真空送料、真空脱气、真空蒸发、真空浓缩和真空回潮等，得到了广泛的应用，由于水环泵压缩气体的过程是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘，含水的气体，因此，水环泵的应用日益增大。 如图为水环泵的工作原理示意图，水环泵是由叶轮、泵体、吸排气盘、水在泵体内壁形成的水环、吸气口、排气口、辅助排气阀等组成的。 叶轮被偏心的安装在泵体中，当叶轮按图示方向旋转时，进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水环。水环的上部内表面恰好与叶轮轮毂相切（如Ⅰ-Ⅰ断面），水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上，叶片在水环内有一定的插入深度）。此时，叶轮轮毂与水环之间形成了一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时，小腔的容积逐渐由小变大（即从断面Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ），压强不断的降低，且与吸排气盘上的吸气口相通，当小腔空间内的压强低于被抽容器内的压强，根据气体压强平衡的原理，被抽的气体不断地被抽进小腔，此时正处于吸气过程。当吸气完成时与吸气口隔绝，从Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ断面，小腔的容积正逐渐减小，压力不断地增大，此时正处于压缩过程，当压缩的气体提前达到排气压力时，从辅助排气阀提前排气。从断面Ⅲ-Ⅲ到Ⅰ-Ⅰ，而与排气口相通的小腔的容积进一步地减小压强进一步的升高，当气体的压强大于排气压强时，被压缩的气体从排气口被排出，在泵的连续运转过程中，不断地进行着吸气、压缩、排气过程，从而达到连续抽气的目的。
真空冷冻干燥技术的工艺和设备 真空冷冻干燥技术是将含水物料在低温状态下冻结,然后在真空条件下,使冰直接升华成水蒸气并排掉脱水物料中的水分使物料干燥的一门高新技术。它是随制冷、真空、生物、电子等技术的发展而迅速兴起的一门多学科综合应用技术。 随着冻干食品的迅速发展与应用,国内冻干食品的生产厂家也越来越多,如何运用冻干设备生产出合格的产品对生产厂家来讲都已熟知。但如何将冻干机理、冻干工艺的研究成果运用到实际的生产过程中,使整个冻干工艺达到最优值,降低成本,提高生产率,是急待解决的问题。因为真空冷冻干燥产品可以最大限度的保持新鲜物料的原有色、香、味、形和营养成分。本文通过对玫瑰花的真空冷冻干燥实验的分析,对影响真空冻干的过程参数进行了试验研究。试验表明:隔板温度、干燥室真空度是很重要的两个参数;冻结速率对总冻干时间没影响。 在试验测试的基础上,讨论了过程参数隔板温度、干燥室真空度的影响,目的在于减少冻干时间和降低能耗。得出最优化参数是:温度为55℃,压强为39Pa,较优工艺参数的验证结果表明优化结果符合实际情况。最后通过对小型的真空冷冻干燥机的设计,探索了食品冻干设备的设计理论。 第一章绪论 1.1真空冷冻干燥的原理 真空冷冻干燥技术是技术含量比较高、涉及知识面比较广的一种技术,也是一门实验性很强的技术。真空冷冻干燥是先将湿物料冻结到共晶点温度以下,使水份变成固态的冰,然后在适当的温度和真空度下,使冰升华为水蒸汽,再用真空系统的捕水器将水蒸气冷凝,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动过程。由于这种变化和移动是发生在低温和低压下。因此,真空冷冻干燥的基本原理就是低温低压下传热传质的机理。化学热力学中的相平衡理论是真空冷冻干燥技术原理的基础。在一定的压力和温度下,水的三种形态之间达到一定的相平衡,据此得到水的相图(图1一1)。三相点显示了水的气、液、固三相共存的压力和温度条件。
真空冷冻干燥技术在食品中 的应用 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
前言（引言）：真空冷冻干燥是将湿物料冻结到共晶点温度下, 使物料中的水分变成固态冰, 然后在较高真空环境下, 通过给物料加热, 将冰直接升华成水蒸气, 再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝, 从而获得干燥制品的技术。由于干燥过程是在低温、真空状态下进行, 物料中水分直接从固态升华为气态, 因而可 最大限度保持被干物料色、香、味、形状和营养成分, 而且干燥后的制品呈多孔海绵状结构, 极易溶于水(甚至在冰水中), 能够迅速复原, 密封包装后保存期长。目前, 真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学、农副产品深加工甚至古旧书画修复和动植物标本制作等领域有着广泛应用。 在食品工业方面, 尤其在高价值食品和高附加值食品加工中,真空冷冻干燥是干 燥技术领域科技含量高、涉及知识面广的一门技术, 被认为是目前最优良、最为先进的干燥技术之一。由于干燥过程是在低温、真空状态下进行, 物料中的水分直接从固态升华为气态, 因而可以最大限度地保持被干物料的色、香、味、形状和营养成分, 而且复水性能好。由于该技术具有其他干燥方法所无法比拟的优点, 目前, 正逐渐应用于很多行业, 尤其在食品工业方面。而该技术下的冻干产品能 够很好地吻合“绿色食品”、“保健食品”、“方便食品”三大发展趋势, 因此,冻干食品工业逐渐被人们所关注和亲睐。 1. 真空冷冻干燥设备 食品用冻干设备已经实现了大型化, 一般都采用自动控制系统, 同时为保证冻干 产品的质量和节能, 常采用冻干设备和其他干燥设备组合在一起的组合冻干设备, 例如, 喷雾冻干设备等等。 1.1 真空冷冻干燥机 主要由真空冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制系统等几部分组成。干燥箱是一个真空密闭容器, 是干燥过程中传热和传质的场所, 他的 性能好坏直接影响到冷冻干燥设备的性能。如果带有蒸汽消毒灭菌功能, 冻干箱还应是一个低压内压容器。干燥室的形状主要有圆形和矩形两种。圆形干燥室操作容易、强度高、制作费用低, 但其内部空间利用率低。真空系统包括机械泵( 旋片式真空泵) 和增压泵( 罗茨真空泵) 。真空泵用来抽除系统内空气水蒸汽。当真空泵工作时, 打开隔离阀, 真空干燥室内的空气及水蒸汽经过水蒸汽捕集冷 凝器捕获后进入真空泵, 由真空泵排气口排出系统外。为了防止经水蒸汽捕集冷凝器捕获后抽除的气体中仍含有极少量的水蒸汽进入泵内, 系统配气镇阀。在真空泵的排气口装有油雾捕集器,以防止排出气体中烟雾污染室内环境。冷阱的作用是将干燥室中的水蒸汽冷凝吸附变成冰, 以免进入真空泵, 一方面可以减小真 空泵的工作负担, 另一方面能够保证干燥室具有较低的真空度。 1.2 真空冻结干燥设备系统组成 真空冷冻干燥系统主要由制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等组成,冷冻干燥室:冷冻干燥室有卧式圆柱形、箱形等类型。干燥室要求能制冷到- 40 ℃或更低温度,又能加热到+ 50 ℃左右。干燥室设计有几层至十几层干燥搁扳,以放置几十至数百只干燥盘。干燥室装有管道和真空阀门与低温冷凝器相连,以排除室内的水蒸汽,同时还有管道与交换器、制冷机相连,以获得物料冰 晶升华所需要的热量和低温环境。低温冷凝器:低温冷凝器是一个密封的容器,用管路与制冷机、真空泵、热交换器相连,以获取低温真空环境和冷凝器内除霜的热量供给。冷凝器内的温度必须保持低于干燥室内物料的温度,一般冷凝器内的温度应保持在- 40 ℃至- 50 ℃左右,使大量的水蒸汽在冷凝器室中凝结低温冷凝 器还设有除霜装置、排出阀、热空气吹入装置等,用来融化凝结的冰霜和排出内部水分,并将室内吹干。 1.3真空系统
草莓片的真空冷冻干燥工艺的研究(一) 摘要本文对冻干草莓片的生产加工工艺进行研究和分析，确定了速冻草莓粒在－10±2℃条件下回软48小时左右再进行切片，制定草莓片的真空冷冻工艺曲线并在生产中应用。关键词草莓片切片工艺冻干工艺曲线草莓,又叫洋莓,红莓,原产欧洲,本世纪初初传入我国.草莓外观呈心形,颜色鲜艳粉红,果肉多汁,酸甜适口,芳香宜人,营养丰富,故有”水果皇后”之美称。据报道，每100克草莓果肉中含糖8至9克、蛋白质0.4至0.6克，维生素C50至100毫克，比苹果、葡萄高7至10倍。而它的苹果酸、柠檬酸、维生素B1、维生素B12，以及胡萝卜素、钙、磷铁的含量也比苹果、梨、葡萄高3至4倍。但由于草莓皮薄多汁，容易损伤，采收期短，不耐贮运。将草莓加工成真空冷冻干燥的产品，能较好地保持草莓的营养成份，能长时间贮运，食用方便，大大提高了草莓的商品价值。利用速冻草莓加工冻干草莓片可不受草莓生产季节限制。1、材料与方法1.1材料与设备单体速冻草莓粒。采用DF-2000真空冷冻干燥机（日本真空株式会社），用AH521-NNN12打点记录仪（日本产）监测草莓片的中心温度、加热搁板温度、媒体温度、干燥槽内真空度和冷阱温度。URSCHEL切丁机美国制造101-2型电热恒温干燥箱（上海仪器总厂）测定产品的水份、JA系列电子天平。1.2工艺流程速冻草莓粒→-10±2℃冷藏48小时→切片→铺盘→速冻→升华干燥→解析干燥→挑选→包装→成品→入库。1.3操作要点新鲜草莓皮薄多汁，切片时易碎、流汁，速冻、冻干后会结团，碎片多。本工艺是采用单体速冻的草莓粒，在-10±2℃条件下冷藏48小时回软后切片、铺盘、速冻、冻干。1.3.1回软切片前将速冻好的草莓粒移到-10±2℃冷藏库冷藏48小时回软。要注意控制好库温和时间，温度太高时间太长，草莓太软，切片时会软烂，成型不好；温度太低时间太短，草莓太硬，容易损伤刀具，切片易碎，碎屑多。1.3.2切片采用URSCHEL切丁机拆除环切和横切刀具进行切片，切片规格6～7mm,`切片必须在-10～-5℃的冷藏库内进行，注意保持库温稳定，防止草莓片解冻粘连在一起。1.3.3铺盘切片后快速铺盘、速冻。铺盘重量为12～14kg/m2左右，厚度25～30mm。1.3.4预冻铺盘后的草莓片移到速冻库速冻至草莓的共晶点温度以下，共晶点温度是指物料完全冻结时的温度。据资料介绍：草莓的共晶点温度为-15℃〔1〕，一般预冻温度要比共晶点温度降低5～10℃，草莓预冻到-25℃，维持2小时左右。1.3.5升华干燥将速冻好的草莓片移到干燥槽内，然后抽真空至40Pa左右开始加热升华干燥，升华干燥是真空冷冻干燥过程中最重要的工序，升华过程中需要不断补充升华潜热，并保证升华界面的温度低于共熔点温度以下，共熔点是指完全冻结的物料在加热过程中其冰晶体刚出现熔化的温度。所以冻干升华阶段加热温度的控制原则是：尽量使升华温度接近其共熔点但又必须低于共熔点，升华的产品如果低于共熔点温度过多，则升华的速率降低，升华阶段的时间会延长；如果高于共熔点温度，则产品会发生熔化，干燥后的产品将发生体积缩小，出现气泡，颜色加深，复水困难等现象。冻干热量传递途径是外热经辐射给物料表面，然后热量再由物料表层以传导方式传到升华界面。干燥初期升华界面在物料表面，热量极易供给，只要在保证物料不解冻的前提下，尽量提高加热温度，增加热量供给，使干燥室与冷凝室的蒸汽压差增大即可加快干燥速率。冻干升华阶段媒体温度控制在100℃,时间5小时,真空度控制150Pa以下。随着干燥不断深入升华界面的后移，此时热量的供给须经干层传导到升华界面，为保证产品品质，此时须降低加热温度，在保证不损伤已干层情况下，将热量渗透传导到升华界面。
WLW(A、B、F、T)无油立式真空泵
目录 一．用途和特点 二．型号、技术参数 三．性能曲线图 四．外型、基础、安装尺寸五．WLW、WLWA、WLWT结构图六．WLW泵操作顺序 七．维修及拆解顺序 八．易损件 九．设备保养及故障排除 十．故障及排除方法 附录一：真空泵适用范围 附录二：真空缓冲罐结构图 附录三：制造标准及资料
一、用途和特点 WLW系列无油立式真空泵，是获得粗真空的主要设备。采用了独特的技术结构，性能更优越，使用更方便。也是W型泵的换代产品。它广泛应用于石油化工制药食品冶炼电子等工业部门的真空蒸馏、真空干燥、真空过滤、真空结晶、真空冶炼、真空浸渗等方面抽取大气、水蒸气、氯气、氯化氢、二氧化硫等气体。 WLW系列无油立式真空泵，具有以下主要特点： 1．结构设计紧凑，刚性好，运动件受力均匀，减少了运动件的磨损，延长了使用寿命。 2．与同规格的泵相比，省电1/3，冷却水可二次使用，占地面积减少2/3； 3. 曲轴箱内，采用油泵强制供油，润滑效果更好； 4. 运转平稳，震动小，噪音低； 5．因为无油润滑，可获得清洁真空，拒绝了临时停车后，空气回流对工艺系统的污染； 6．添加回收装置，可回收系统中的液体(如醇类)，也可回收系统中的气体(如氯化氢变为盐酸)，如添加真空扑集器，也可抽取少量粉尘； 7. 使用过程中，无须添加润滑油，维修方便、简单。 8. WLWA-改进型，WLWB-带隔离腔，WLWF-防腐型，WLWT-真空压缩 机。 二．型号、技术参数 表1
表2 三．性能曲线图 0 L/S 2600 101000（Pa ） 补充说明： 1.以上所提供的数据是在大气压为标准值，室温为20℃的情况下测量平均值； 2.以上表-2为双级泵的技术参数； 3.一个标准大气压等于0.101Mpa 。
安全术语 本说明书中的醒目术语：危险，警告，注意和提示指出了某种危险或需要引导起特别注意的非常情况： 危险指如果不采取恰当的预防措施，将会导致人员伤亡和/或重大的财产损失。 警告指如果不采取恰当的预防措施，将会导致严重的人身损害和/或重大的财产损失。 注意指如果不采取恰当的预防措施，将会导致人身伤害和/或重大的财产损失。 提示指那些有可能引不起操作人员注意的特殊的产品技术问题需要加以提配。 同时，为了防止出现故障，遵守其它有关吊运、安装、操作、维修但没有加以特别强调的注意事项及技术数据（在使用说明书，产品资料和在设备自身上）也是非常重要的，因为它们也会直接或间接导致严重的人身伤害和/或财产损失。 通用安全指导 在这些所描述的设备是工业应用设施中组成部分，它是在通用工程实践的基础上设计而成的。 危险不当的应用，错误的操作及保养不够或非资格人员不被允许的干涉，都会导致严重的人身伤害或财产损失。尢其在使用或输送高温、高压和危险介质的情况下更是如此。 警告在此规定，设备安装的基本计划及所有关于设备的吊运、安装、试车、保养及维修方面的工作都由资格人员去执行或由技术熟练的负责人来检查。 为此下面所列特别条款必须执行： —除本说明书之外，包含于产品目录，订货资料、数据牌和其它产品文件的被允许应用的（安装、联接、工作环境和操作条件）技术数据和资料。 —通用安装和安全规则。 —现场具体详细的指导说明和要求。 —工具、起重设备和吊运器具的正确使作 —人身保护装备的使用 使用说明书不可能包含设备所有可能变化具体细节，也不可能是每种可能的安装、操作或维修情况提供指导。因此，在工业领域，当设备用作规定用途时，该说明书通常只包含必须的指导说明。 如果在这些方面有什么不正确的地方、特别是在没有相关产品资料的情况下，必须从相应的销售部门得到澄清说明。不过，请一定注明设备型号和系列代码。 吊运 吊运方法见第12页。 储存 如果设备运抵之后不能立即投入使用，应将之存放在干燥，无振动的房间内。 提示：泵自身的防腐处理，可使之存放约四个月，如果要求有更长的存放时间，则需采取特殊的防腐措施，如干燥该设备并密封于填有许多硅胶体的金漏箔中。 同时请看节“长期停车”
浅谈真空冷冻干燥技术 引言 食品在加工、贮藏和运输中会发生各种物理的、化学的和生物学的变化。这些变化会改变食品的颜色和结构，也会发生使芳香物质变质、营养成分下降的生物化学反应。所有这些物理的和生物化学的变化会导致食品品质和加工效率的降低。特别是在加工高价值食品时，应选择有效的保藏方法。干燥是一种古老的保藏食品的方法，使脱水制品具有较长的保存期。但是用热风干燥等传统方法干燥的制品通常会使原料品质降低。相比于其他干燥方法来说，真空冷冻干燥是保持食品品质最好的方法。 真空冷冻干燥脱水技术是一项适用于蔬菜、水果、肉类、水产、药品的护色、保鲜、保质、保营养成分的高新加工技术，其原理是在真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分不经过冰的融化直接以冰态升华为水蒸气而除去，从而获得干燥制品的技术，简称冻干技术，用此方法生产的食品则称为真空冻干食品。由于真空冷冻干燥是在低温、高真空状态下进行，物料中的水分直接从固态升华为气态，因而可以最大限度地保持被干物料的细胞活性以及被干物料的色、香、味、形和营养成分，而且复水性能好。冻干食品是采用现代脱水技术与工艺加工而成的集方便、保健、纯天然为一体的高品质绿色食品，避免了传统脱水方法带来的变色、变质、变味、成分流失、无法还原等缺陷。 真空冷冻干燥设备的原理及组成真空冷冻干燥设备的工作原理 真空冷冻干燥设备的原理及组成真空冷冻干燥设备的工作原理是：先将物料冻结到共晶点温度以下，使水分变成固态的冰，然后将经过前处理的预冻食品装入干燥仓内，在低温真空状态下，由加热板导热或辐射方式供给食品热能，使食品中的水分直接由冰升华成水蒸气。不断升华出的水蒸气，由真空泵组抽至捕水仓内，在-40～-45℃的排管外壁上凝结被捕捉，直至按冻干曲线达到规定的要求而停止供热和抽真空，完成食品冻干全过程。真空冷冻干燥机(简称冻干机)主要由真空冷冻干燥箱(简称冻干箱)、真空系统、制冷系统、加热系统及自动控制系统等几部分组成。一般间歇式真空冷冻干燥机的结构如图所示：
水环式真空泵的工作原理与基本类型与特点 水环式真空泵是液环式真空泵中最常见的一种。液环式真空泵是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。当工作液体为水时，称水环泵。 水环泵主要用于粗真空、抽气量大的工艺过程中。在化工、石油、轻工、医药及食品工业中得到了广泛地应用，如真空过滤、真空送料、真空浓缩、真空脱气等。 单级水环泵的极限压力可达8～2×103Pa，双级水环泵的极限压力可达1×102Pa，排气量为0.25～500m3/h。 1. 工作原理 水环泵工作轮2在泵体l中旋转时形成了水环3和工作室5。水环与工作轮构成了月牙形空间。右边半个月牙形的容积由小变大，形成吸气室。左边的半个月牙形的容积由大变小，构成了压缩过程(相当于排气室)。被抽气体由进气管8和进气口4进入吸气室。转子进一步转动，使气体受压缩，经过排气口6和排气管7排出。排出的气体和水滴由排气管道7进入水箱10，此
时气体由水中分离出来，气体经管管道9排到大气中，水由水箱进入泵中，或经过管道11排到排水设备中。 图三： 水环泵的压缩比由泵的吸气口终了位置和排气口开始位置所决定。因为吸气口终止位置决定着吸气腔吸入气体的体积；而排气口开始的位置决定着排气时压缩了的气体的体积。对已经确定了结构尺寸的水环泵，可以求出其压缩比。 2．泵的基本类型与特点 水环泵按不同结构可分成如下几种类型： (1) 单级单作用水环泵单级是指只有一个叶轮，单作用是指叶轮每旋转一周，吸气、排气各进行一次。这种泵的极限真空较高，但抽速和效率较低。
茉莉花真空冷冻干燥的整套工艺 中文学名：茉莉花 拉丁学名：J asminum sambac (Linn.) Aiton 界：植物界门：被子植物门 纲：双子叶植物纲目：唇形目 科：木樨科 广西壮族自治区的东南部横县茉莉花：产量和质量都居全国之首。茉莉花每年暮春初夏开花，有单瓣、重瓣、单叶、复叶之分。花色有红白两种，以乳白色花为主。茉莉花花香清雅，可用于制作茉莉花茶、提炼香料等。 一、预冷 新鲜茉莉花采收后是仍然有生命的有机体，仍进行着旺盛的呼吸和蒸发，分解和消耗自身的营养成分，并放出呼吸热；同时，新鲜茉莉花从田间采收后还要释放大量的田间热，两者令摘后茉莉花周围的环境温度迅速升高，加速成熟衰老，随之鲜度和品质明显下降。因而必须在茉莉花采收后的最短时间内，在原料产地，将其冷却到规定的温度，使茉莉花维持低生命水平，延缓衰老，这一冷却过程称之为预冷。目前在国外经济发达国家，已把预冷作为茉莉花采收后加工的第一道工序。 茉莉花预冷的方法有空气预冷、冷水预冷、冰预冷、真空预冷和湿冷预冷五种。前三种我国已有应用，后两种起步比较晚，应用较少。空气预冷方法简易，成本低，是早期普通的冷却方法，但冷却速度慢，一次需12-24小时，易造成茉莉花表面干缩。冷水预冷设备简单，操作方便，冷却速度快，无干耗，成本低，缺点是茉莉花易受冷却水中细菌的污染，并造成水溶性营养成分的流失。由于冰的吸热量大(与冷水相比)，所以冰预冷冷却速度快，食品无干耗，但制冰设备占地面积大，初投资高，一般只用于水产加工或冷藏运输。茉莉花类采用冰预冷，温度不易调节，容易造成冷害，温度也不易均匀，一般少用。 湿冷预冷是采用机械制冷、蓄积冷量的方法得到0.5℃的冷水，然后通过换热器使库内空气与冷水进行直接接触的热、质交换，获得接近冰点温度的高湿空气，再经强制通风用这高湿空气来冷却物料，冷却速度比常规空气冷却方法快1倍以上；保鲜效果好，能同时提供高湿、低温而利于茉莉花贮藏的综合条件；可以有效地抑制生物体的呼吸作用和微生物的繁殖，防止物料在冷藏期间失水萎蔫，有利于保持茉莉花的新鲜程度；适用于多数茉莉花的预冷和储藏保鲜，茉莉花对湿冷预冷方法的适应率高于空气冷却、冷水冷却和真空冷却方法；湿冷系统采用间接冷却方法，具有蓄冷作用，可降低制冷机组装机容量，电能消耗低；湿冷保鲜库造价低，产品可随进随出，使用方便。湿冷系统目前主要用于茉莉花的预冷和短期保鲜贮藏(1～2周)，鱼、肉的微冻保鲜，要实现长期保鲜，还需设紫外线照射等其它杀菌消毒的辅助手段。 真空预冷就是将茉莉花放在真空预冷室内，用真空泵抽真空，造成一个低压环境，使茉莉花内部水份得以蒸发，由于吸收蒸发潜热，茉莉花自身被冷却。真空预冷方法冷却速度快，失水少，一般在20-30分钟，就可将茉莉花冷却到3℃，而茉莉花自身只失去1-3%，的水分，冷却均匀，无污染，保鲜效果最好，缺点是成本较高，对于有较大表面积的叶菜、鲜花类及细胞组织疏松的草莓、芹菜等
真空泵及其工作原理介绍 真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。 由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能根据不同的工作压力范围和不同的工作要求，使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要，有时将各种真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用。 1、真空泵的种类 随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。随着真空技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求越来越宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究过程的要求。 常用真空泵包括：干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的
主力泵种。近年来，伴随着我国经济持续高速发展，真空泵相关下游应用行业保持快速增长势头，同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的共同拉动下，我国真空泵行业实现了持续稳定地快速的发展。 2、真空泵的总体结构式与传动方式 真空泵的泵体的布置结构决定了泵的总体结构：1)、立式结构：进、排气口水平设置，装配和连接管路都比较方便。但泵的重心较高，在高速运转时稳定性差，故这种型式多用于小泵；2)、卧式结构：泵的进气口在上，排气口在下。有时为了真空系统管道安装连接方便，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是相互垂直的。此时，排气口可以从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。这种泵结构重心低，高速运转时稳定性好。一般大、中型泵多采用此种结构。泵的两个转子轴与水平面垂直安装。这种结构装配间隙容易控制，转子装配方便，泵占地面积小。但泵重心较高且齿轮拆装不便，润滑机构也相对复杂。 真空泵的传动方式：真空泵的两个转子是通过一对高精度齿轮来实现其相对同步运转的。主动轴通过联轴器与电机联接。在传动结构布置上主要有以下两种：其一是电动机与齿轮放在转子的同一侧如图。从动转子由电动机端齿轮直接传过去带动，这样主动转子轴的扭转变形小，则两个转子之间的间隙不会因主动轴的扭转变形大而改变，故使转子之间的间隙在运转过程中均匀。这种传动方式的最大缺点是：a.主动轴上有三个轴承，增加了泵的加工和装配难度，齿轮的拆装及调整也不便；b.整体结构不匀称，泵的重心偏向电动机和齿轮箱一侧。 所具有的特点：1)、在较宽的压力范围内有较大的抽速；2)、转子具有良好的几何对称性，故振动小，运转平稳。转子间及转子和壳体间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实现较高转速；3)、泵腔内无需
食 品 科 技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 2012年 第37卷 第4期 食品开发 · 69 ·菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam)为桑科木菠萝属植物，在我国南方等省市种植普遍。内藏无数金黄色肉包，清甜可口，香味浓郁，风味独特，被称为百果之王。菠萝蜜中含有丰富的糖类、蛋白质、B族维生素(V B1、V B2、V B6)、Vc、矿收稿日期：2011-10-18 *通讯作者 基金项目：海南省科学事业费项目(09-20407-0010)。 作者简介：张容鹄(1970—)，女，湖北天门人，硕士，助理研究员，研究方向为农产品加工。 物质、脂肪油、微量元素等[1]。菠萝蜜常年挂果，亩产6~8 t，可食部分比例高达70 %。 Alok S [2]对菠萝蜜保鲜技术进行了研究，在适当条件下，菠萝蜜在37 ℃可以保持4月，在6 ℃可以保持8月，但应用有限，在国内菠萝蜜大多以鲜张容鹄，万祝宁，何 艾，谢 辉，窦志浩* (海南省农业科学院农产品加工设计研究所，海口 571100) 摘要：采用真空冷冻干燥方法冻干菠萝蜜，电阻法测定菠萝蜜的共晶点和共熔点，绘制了冻干曲线，通过优化确定了最佳冻干程序。试验分析了预冻方式、浸泡方式、切割宽度对冻干菠萝蜜品质的影响。结果表明：最佳程序为第一段，-20 ℃，5.5 h ；第二段，-10 ℃，6 h ；第三段，20 ℃, 4 h ；第四段，30 ℃，4 h 。进一步试验表明2种预冻方式对冻干产品影响不大，切条宽度为4~7 mm ，0.9% NaCl 溶液浸泡后冻干得到产品品质好。冻干菠萝蜜与市售菠萝蜜脆片比较具有更好的品质。 关键词：菠萝蜜；真空冷冻干燥；共晶点；冻干曲线 中图分类号： TS 255.3 文献标志码： A 文章编号：1005-9989(2012)04-0069-05 The vacuum freeze-drying process of jackfruit ZHANG Rong-hu, WAN Zhu-ning, HE Ai, XIE Hui, DOU Zhi-hao * (Agricultural Product Processing and Design Research Institute, Hainan Academy of Agricultural Sciences, Haikou 571100) Abstract : In this paper, vacuum freeze-drying method was applied to freezing-dry jackfruit. The eutectic point and consolute point were determined by electrical resistance method, freeze-drying curve was drew and the best freeze-drying procedure was definite by optimization.Then tests analyzed the influence factors on quality of freeze-drying jackfruit, such as pre-freezing method, different grade of maturity, slice wideth and soap method. Results indicated that the best freeze-drying procedure was :the first stage -20 ℃, 5.5 h; the second -10 ℃, 6 h; the third 20 ℃, 4 h; the forth 30 ℃, 4 h. Meanwhile, this showed little difference to the quality of products between two kinds of pre-freezing methods. Furthermore, in the addition of 90 percent maturity, 4~7 mm incision wideth and 0.9% NaCl solution soaping, the products of freezing-dry was high of quality. Compared with the sale jackfruit products, the freeze-drying products had better quality.Key words: jackfruit; vacuum freeze-drying; eutectic point; freeze-drying curve 菠萝蜜真空冷冻干燥工艺的研究