冷冻真空乾燥

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1、冷凍真空乾燥壹、前言自從人類養成定時飲食習慣以來，人們一直在尋求保護食物的最佳方法，盡可能使食物保持得長久一些。特別是在農業歉收的情況下，我們如何才能使食物保存得更加長久。由於缺乏現代技術，如電、機器和冷凍設備，傳統的食物保存方法就僅限於一些天然的方法，如醃製、使用天然防腐劑、日晒及自然冷凍法等。雖然其中的很多方法是行之有效的，但並非完美。今天，雖然這些傳統的方法仍在使用，但先進的食物保存方法更注重食物的味道、營養、保存期以及食用方便性。新的挑戰是“如何發明一種方法能使食物長期地保存，而且不改變它的味道、品質、外表和芳香呢。如今流行的食物保存方法有很多，如脫水乾燥法、食品裝罐法、真空冷凍乾

2、燥法等，但到底哪一種方法是最佳的。答案非常清楚，使用冷凍乾燥法進行脫水。我們一直在尋找一種製造及保存食品的最佳方法，力圖使產品的營養在製造過程中不流失。研究結果表明，冷凍乾燥法最可以保持食物的新鮮、營養及品質。經過冷凍乾燥法處理過的植物，能保存自然界中新鮮植物所含的營養成份，其中包括滋養人體免疫系統的各種植物營養素。一般而言，當植物被採摘後，其中的植物營養素會隨著植物存放的時間延長而被破壞和減少，運用冷凍乾燥法，我們可以有效地保留植物中的植物營養素和其它營養成份。1貳、冷凍乾燥的意義將物品的水分或揮發性物質以蒸發(液體汽化為氣體)或昇華(固體直接變為液體)的方法抽取，稱之為乾燥。影響乾燥速

3、率的主要因素為溫度與壓力，在工業上所使用的方法很多，可分為兩大類：自然乾燥法及機械設備乾燥法。1、自然乾燥法利用自然環境的風、太陽能、寒氣等環境能，將物品中的水分蒸發，稱為自然乾燥法。使用自然乾燥法的優點為：（1）設備簡單、維護容易（2）操作成本低廉雖然自然乾燥法具有設備簡單，成本低廉的優點，但其相對的缺點不少，如a、需要較長的乾燥時間。b、如果採用陽光直接照射其受紫外線長時間的影響，對農業產品（如水果、蔬菜等）的品質有損。c、氣候變化莫測，難掌握乾燥的過程，尤其是夜間更無法進行乾燥作業。（3）在開放的空間進行乾燥，亦受塵埃、蒼蠅、蚊子、昆蟲、鼠、狗等昆蟲、家畜所污染。（4）被乾燥物易變成

4、暗褐色。2、機械設備乾燥法機械設備乾燥的乾燥法，通常可分為四大類：熱風乾燥、噴霧乾燥、薄膜乾燥及真空乾燥。（1）熱風乾燥：利用加熱設備產生熱能，以流動的空氣吸收熱能產生熱風，以此熱風吹拂被乾燥物之乾燥的方法稱之熱風乾燥。2（2）薄膜熱乾燥：將液狀、漿狀或泥狀被乾燥物，以機械方法壓縮噴出成為液滴或薄層，增大其與空氣接觸面積，再以熱風吹拂乾燥之。（3）薄膜乾燥熱：將漿狀被乾燥物薄敷在加熱的迴轉圓鼓的表面，以進行熱交換，漿狀的被乾燥物乾燥後，及自圓股上脫離落下，此種乾燥方稱之為薄膜乾熱乾燥。（4）真空乾燥：將被乾燥物至於封閉的容器中，抽取容器內之空氣，使容器內之壓力降低漸趨向真空的狀態，依其真空

5、度的不同，使被乾燥物內液態水蒸發或水分凍結而昇華，以達到乾燥的目的。應用真空乾燥的好處如下：a.依真空度的不同，在常溫或低溫，均可進行乾燥的作業。b.如屬中度的真空度作業則可快速的使被乾燥物中的水分或液體固態化，再使其昇華而乾燥，如此可使被乾燥物之品質維持原樣而不產生變化，尤其農產品及食品採用真空乾燥得方法，可以保持其原有之味道與品質。c.在真空環境中加熱乾燥，可防止被乾燥物氧化作用，避免物品之變質。d.真空乾燥的速度快，使用於工業、農業或食品業上可降低處理時間及掌握成本。e.控制真空環境中的真空度及溫度，可以選擇性的去除被乾燥物的水分或其中的發揮性物質。真空乾燥對被處理之物品具有上述之優

6、點，尤其是農產品及食品對保鮮度及原味的維持，可直接影響產品的價值，採用真空乾燥的方法是一項明智的選擇。3參、真空乾燥原理在採用真空冷凍處理物品的乾燥過程，主要影響物品乾燥的特性為溫度（熱能）與環境氣體壓力，要了解真空冷凍乾燥的原理，就必須對物品的三相（固體、液體、氣體），以及熔解、凝固、蒸發、昇華等現象有所了解。圖1為水三相變化與溫度壓力之關係。C線為水由固態吸熱化為液態熔解線，也就是液體經由熱量的抽取而凝結為固態的現象，我們對液體凝結為固態的現象稱之為凝固。B線為汽化線，也就是水由液態吸取熱量化為氣態的現象，我們對此現象稱之為蒸發，b線上之壓力稱之為飽和蒸氣壓。A線維持昇華也就是水經凍結

7、為固態後，不經液化的過程而直接變化成氣體的現象，我們稱此現象為昇華。昇華為真空冷凍乾燥處理過程一個很重要的作用，尤其是處理農產品及食品，先經農產品或食品的先期冷凍，使得其內含的水分形成冰的結4構，然後經由真空抽取降壓的過程，使得其中的水分子部經過液體狀態，而直接昇華為氣體比由冷凍物中直接逸出。自此冷凍乾燥過程中，物質之固態例子一直被「鎖」於基體中而不相互作用，故可以保持處理後的物品成份及結構與原物品相同，只是除去其中所含