噴霧冷凍干燥機冷阱溫度的設定及干燥速率解析

　　冷阱是冷凍干燥過程捕獲水分的裝置，理論上講，冷阱溫度越低，冷阱的捕水能力越強，但冷阱溫度低，對制冷要求高，機器成本及運轉費用高。噴霧冷凍干燥機的冷阱溫度主要有-45℃左右、-60℃左右、-80℃左右等幾個檔次。
 

　　冷阱溫度為-45℃的凍干適用于一些容易凍干的產品，冷阱溫度為-60℃左右的凍干機適用于大部分產品的凍干，冷阱溫度為-80℃的凍干適用于一些特殊產品的凍干。
 

　　冷阱溫度對捕水能力的影響實驗表明冷阱溫度從-35℃下降到-55℃，捕水能力有提升明顯，冷阱溫度低于-55℃，冷阱的捕水能力提升不明顯。因此，在沒有特殊需求的情況下，選用冷阱溫度-60℃左右是理想的選擇。
 

　　噴霧冷凍干燥機的干燥速度，就是在單位時間內汽化水分經過單位干燥面積到達氣體空間的數量。食品中水分一有結合水分和非結合水分之分，在一定的溫度下，非結合水分的蒸汽壓是一定的，它等于同溫純水的蒸汽壓，但結合水分的蒸汽壓卻隨結合力的不同而不同。這樣，當某種充分潮濕的食品在進行干燥時，初出來的必然是沒有結合力(大體上)的非結合水。這時食品表面的蒸汽壓幾乎與純水的蒸汽壓相等，而且在這部分水分未*蒸發掉以前，此蒸汽壓必保持不變，并在一定的情況下會出現干燥速度不變的現象。就是說，當外界干燥條件一定時，食品的干燥速度也就不變。所謂“外界干燥條件”，對熱風干燥來說是指空氣的溫度、濕度、流速等，對真空干燥來說，是指真空度、熱源溫度、傳熱面與物料的接觸情況等。
 

　　因此在一般典型的干燥過程，從干燥速度方面來觀察，則有等速干燥階段和降速干燥階段之分。實際上，所謂結合水與非結合水，并沒有明顯的界限，因此兩階段的劃分也沒有明顯的界限。像高濃度的明膠、酪蛋白等，一開始就不存在明顯的沒有結合力的水分，所以很快便進入降速階段。另外，像糖、酸和游離氨基酸之類水溶性且濃度高的食品，雖有等速干操階段，但這階段的時間并不長。
 

　　此外，降速階段的干燥機制比等速階段的復雜得多，因而，這一階段干燥曲線的形狀也是各種各樣的。