[发明专利]一种液体物料的冷冻干燥方法

说明书

本发明提供了一种液体物料的冷冻干燥方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将具有乳化作用和稳定作用的复合添加剂均匀分散于液体物料中，制备成待干料液；（2）在搅拌下，将待干料液在‑5℃～0℃的温度下进行预冷冻，使之变成具有初始孔隙的预冷冻物料；（3）将预冷冻物料在‑20℃～‑50℃的温度下进行冷冻，完成固化过程，得到具有初始孔隙的冷冻物料；（4）将冷冻物料进行冷冻干燥，得到最终产品。本发明具有工艺简单、速率快和能耗低等特点，适用于食品、药品和生物制品等的冷冻干燥。

技术领域

本发明属于食品、药品和生物制品等的冷冻干燥加工技术领域，具体而言涉及一种液体物料的冷冻干燥方法。

背景技术

在所有干燥技术中，冷冻干燥的产品质量最好。冷冻干燥在食品、药品和生物制品等热敏性物料的脱水过程中具有不可替代的作用，但是其过程能耗高的问题迄今仍未找到有效的解决办法。冷冻干燥主要由物料冷冻、维持系统真空、升华干燥和蒸汽凝结四种操作组成，其中升华干燥的能耗约占整个过程总能耗的一半。升华干燥时间长、速率低是冷冻干燥过程能耗高的瓶颈所在。缩短升华干燥过程的时间，继而也能相应地缩短维持系统真空和升华蒸汽凝结过程的时间，因而是提高冷冻干燥速率、降低总能耗的关键。

发明内容

本发明目的是提供一种工艺简单、速率快和能耗低的液体物料的冷冻干燥方法。

本发明的液体物料的冷冻干燥方法包括如下步骤：将具有乳化作用和稳定作用的复合添加剂均匀分散于液体物料中，制备成待干料液；在搅拌下，将待干料液在 -5℃～ 0℃的温度下进行预冷冻，使之变成具有初始孔隙的预冷冻物料；将预冷冻物料在 -20℃～-50℃的温度下进行冷冻，完成固化过程，得到具有初始孔隙的冷冻物料；将冷冻物料进行冷冻干燥，得到最终产品。

所述复合添加剂可以选自脱脂奶粉、明胶、卡拉胶、阿拉伯胶、瓜尔豆胶、刺槐豆

胶、羧甲基纤维素钠、单苷酯、海藻酸钠、黄原胶、蔗糖酯、大豆磷脂、月桂酸甘油酯中的1 种或 2 种以上，例如可以选择羧甲基纤维素钠与脱脂奶粉的质量比为 0.05 ～ 0.15 ：1 的混合物。所述复合添加剂在待干料液中的质量份数一般为 1％～ 3％。

此外，当冷冻干燥过程的捕冰量在 3kg/24h 以下时，所述预冷冻优选是在保温容

器中，一边搅拌一边向待干料液中加入液氮而进行的，此时液氮与待干料液的体积比一般

为 1 ～ 2 ：1。而当冷冻干燥过程的捕冰量大于 3kg/24h 时，所述预冷冻优选是在将温度控制在 -5℃～ 0℃的预冷冻装置中，一边搅拌一边混入空气而进行的。所述冷冻物料的初始孔隙率一般为 30％～ 90％。

本发明特别适合于含有食品、药品或生物制品的液体物料的脱水。冷冻干燥的传递阻力主要来自于升华干燥过程中蒸汽在冰晶升华后留下的固体骨架所形成的多孔干燥区的迁移。而固体骨架的孔隙结构取决于物料的冷冻阶段。常规的液体物料冷冻干燥过程是将待干料液直接冷冻，得到没有初始孔隙的饱和冷冻物料，不利于蒸汽的迁移。

相对于常规的冷冻干燥方法，本发明具有工艺简单、速率快 ( 干燥时间缩短10％～ 40％ ) 和能耗低等特点。

附图说明

图 1 是本发明实施例 1 的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明的液体物料的冷冻干燥方法包括如下步骤：将具有乳化作用和稳定作用的复合添加剂均匀分散于液体物料中，制备成待干料液；在搅拌下，将待干料液在 -5℃～ 0℃的温度下进行预冷冻，使之变成具有初始孔隙的预冷冻物料；将预冷冻物料在 -20℃～-50℃的温度下进行冷冻，完成固化过程，得到具有初始孔隙的冷冻物料；将冷冻物料进行冷冻干燥，得到最终产品。