主题：【讨论】冻干与喷雾干燥

干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。干燥的方法许多，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中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。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：
　　一．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。
　　二．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。
　　三．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装。
　　四．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。
　　五．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。
　　六．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。
　　七．干燥能排除95-99%以上的水份，使干燥后产品能长期保存而不致变质。
　　因此，冷冻干燥目前在医药工业，食品工业，科研和其他部门得到广泛的应用。

食品的喷雾干燥：
　　有些植物的营养成份会因高温而丧失，对这些植物来说，冷冻干燥是一个有效的浓缩保存方法，然而，有些植物物确需一定的温度以去除毒性，对这些植物而言，喷雾干燥技术则是再理想不过的了。以大豆为例，其浓缩过程需要一定的温度，以去除一种叫作胰蛋白霉抑制剂（ trypsin inhibitors ）的物质 ( 这种物质会阻碍消化和分解蛋白质 ) 。
　　喷雾干燥往往是制造过程中最后的一个步骤，它就是经由不断的喷雾、混合和干燥来使物质从液体变为粉末。在众多储存食物的技术中，喷雾干燥法有其独特的优越性。因为此技术所使用的温度并不是很高，所以在去除微生物污染的同时，仍可以有效保留食物的味道、色泽和营养。
　　喷雾干燥法通常被用于去除原料中水份。除此之外，它还有着其它多种用途，例如：改变物质的大小、外形或密度，它能在生产过程中协助添加其它成份，有助于生产质量标准最严格的产品。
　　喷雾干燥法的运作 ：
　　大豆在喷雾干燥前，必需进行清洗和去皮，并削减脂肪等非蛋白质成份，从而浓缩出大豆中最有营养的成份，经过这样浓缩后的大豆才能进行喷雾干燥。喷雾干燥的实际过程分好几个步骤：首先，液体产品被输入雾化器中，雾化器中一个高速运作的转轮将液体雾化，从而使产品变为固液体混合的微粒子状态。
　　在第二个步骤中，雾化微粒被导向一个可控温度及气流的干燥室中，热空气会微粒里的液体蒸发掉。为了使最终的产品符合标准，微粒接触热空气时间必须能够恰到好处，以保持粉末品有一定的水份；同时干燥室里的状态也要受到良好的控制，因为，干燥室体积的大小和气流状况都会影响到产品的营养。
　　第三个步骤也就是整个程序中的最后一步，将气流中的粉末通过分离器收集到一个容器中，这样形成的最终产品就可以进行包装或与其它成份混合了。

冻干：固态水直接转化为气态水！物品需预冻。
喷雾干燥：液态水转化为气态水！

喷雾干燥为什么也可以干燥热敏物质呢?
  原因是,液滴进入干燥塔并与热空气起混合的一瞬间，即开始了热量和质量的传递过程。热量是以对流的方式由空气传递给液滴，被蒸发的水分通过围绕每个液滴的边界层输送到空气中.整个干燥过程分为四个阶段,但主要是恒速干燥阶段和降速干燥阶段.
  恒速干燥阶段。此过程所蒸发掉的水分都为液滴周围的非结合水。液滴内部不断的有非结合水向液滴的表面移动，在表面维持饱和状态，并与表面汽化所失去的水分达到平衡。此时物料表面始终被水所湿润，物料表面的蒸汽压等于同温度下水的饱和蒸汽压。也就是说，此时的外部热量与被蒸发的水分在液滴表面达到了平衡，液滴内部的温度并没有急速的升高，而是基本接近空气的湿球温度。这也是为什么在喷雾干燥过程中，虽然入口温度很高，但产品却不会过热受损的根本原因。
  降速干燥阶段。这一阶段，液滴内部迁移到表面的水分开始不再维持其饱和的湿润状态，此过程中，物料的固体表面外壳逐渐形成，此过程中的干燥速率下降的很快，物料表面的蒸汽压低于同温度下水的饱和蒸汽压。由于热空气传给湿物料的热量大于水分汽化所需的热量，因此物料表面的温度将逐步上升，开始接近热干燥空气的温度。
  最后物料在接近产品的平衡含水率前,离开干燥塔.如何让物料上升的温度不超过其本身的极限耐受温度而安全离开干燥塔呢？产品的出口温度在这里就起到了重要的指示作用。根据上面干燥过程可以知道，如果产品的出口温度不高于其本身的极限温度，那么在喷雾干燥过程中，就不会发生产品过热的现象，问题将迎刃而解.

喷雾干燥是直接把样品液体用喷嘴喷成雾状，是瞬间干燥

冻干喷雾原理：
  物料经喷口雾状喷出，当处于高真空环境时，由于水分快速蒸发带走热量致使雾滴迅速冻结（真空制冷原理）；冻结的颗粒再在高真空下进行升华干燥。此过程便是冻干喷雾干燥！
    与传统的喷雾干燥有较大的不同，主要区别是传统是升温蒸发干燥；而此法为降压蒸发干燥!
    特此说明我并不是牛人（但属牛），仅比别人多一点思考、多一点研究、多一点实验而已。
    此样机已研发成功，正等待市场检验！