真空乾燥

真空乾燥，又名解析乾燥，是一種將物料置於負壓條件下，並適當通過加熱達到負壓狀態下的沸點或者通過降温使得物料凝固後來乾燥物料的乾燥方式。 ^[3] 

真空乾燥技術已廣泛應用於保健食品的生產中，尤其是天然產物的提取物乾燥，因天然產物中很多功效成分不耐高温而廣泛採用真空乾燥。真空乾燥技術又稱減壓乾燥。它是在密閉的容器中抽去空氣，減壓而進行乾燥的一種方法 ^[1]  。

物料內水分在負壓狀態下溶點沸點都隨着真空度的提高而降低，同時輔以真空泵間隙抽濕降低水汽含量，使得物料內水等溶液獲得足夠的動能脱離物料表面。真空乾燥由於處於負壓狀態下隔絕空氣使得部分在乾燥過程中容易氧化等化學變化的物料更好的保持原有的特性，也可以通過注入惰性氣體後抽真空的方式更好的保護物料。常見的真空乾燥設備有：真空乾燥箱，連續真空乾燥設備等。

真空乾燥原理:

在常壓下的各種加熱乾燥方法，因物料受熱，其色、香、味和營養成分會受到一定程度的損失。如果採用真空乾燥的方法，由於處於負壓狀態下隔絕空氣使得部分在乾燥過程中容易發生氧化等化學變化的物料能更好地保持原有的特性，就能減少品質的損失。真空乾燥就是將被幹燥的食品物料放置在密閉的乾燥室內，在用真空系統抽真空的同時，對被幹燥物料適當不斷加熱，使物料內部的水分通過壓力差或濃度差擴散到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動能，在克服分子間的吸引力後，逃逸到真空室的低壓空氣中，從而被真空泵抽走除去 ^[2]  。

真空乾燥方式各種各樣究其根本而言可分為通過沸點和通過融點兩種。

一、通過沸點乾燥

乾燥過程中，液體水分汽化有軸蒸發和沸騰兩種方式。水在沸騰時的汽化速度比在蒸發時的汽化速度快得多，水分蒸發變成蒸汽可以在任何温度下進行。水分沸騰變成蒸汽，只能在特定温度下進行，但是當降低壓強的時候，水的沸點也降低。例如，在19 .6kPa氣壓下，水的沸點即可降到60°C。真空乾燥機就是在真空狀態下，提供熱源，通過熱傳導、熱輻射等傳熱方式供給物料中水分足夠的熱量，使蒸發和沸騰同時進行，加快汽化速度。同時，抽真空又快速抽出汽化的蒸汽，並在物料周圍形成負壓狀態，物料的內外層之間及表面與周圍介質之間形成較大的濕度梯度，加快了汽化速度，達到快速乾燥的目的。

真空乾燥過程受供熱方式、加熱温度、真空度、冷卻劑温度、物料的種類和初始温度及所受壓緊力大小等因素的影響，通常供熱有熱傳導、熱輻射和兩者結合三種方式。

二、通過融點乾燥（又稱之為冷凍乾燥）

乾燥過程中首先將將濕物料（或溶液）在較低温度下（-10—-50℃）凍結成固態，然後在高度真空（130～0.1Pa）下，將其中固態水分直接昇華為氣態而除去的乾燥過程，也稱昇華乾燥。實現這種真空乾燥的必要條件是乾燥過程的壓力應低於操作温度下冰的飽和蒸汽壓。常控制在相應温度下冰的飽和蒸氣壓的1/2—1/4。如一40℃時乾燥，操作壓力應為2.7～6.7Pa。

濕物料也可以不預凍，而是利用高度真空時水分汽化吸熱而將物料自行凍結。這種凍結能量消耗小，但對液體物料易產生泡沫或飛濺現象而遭致損失，同時也不易獲得多孔性的均勻乾燥物。

一般情況下，熱量由加熱介質通過乾燥室的間壁供給，因此，既要供給濕物料的熱量以保證一定的乾燥速率,又要避免冰的溶化。

乾燥過程中昇華温度一般為-35—-5℃，其抽出的水分可在冷凝器上冷凍聚集或直接為真空泵排出。若昇華時需要的熱量直接由所乾燥的物料供給,這種情況下，物料温度降低很快,以致於冰的蒸汽壓很低而使昇華速率降低。

真空乾燥的主要特點如下。

(1)真空乾燥適用於熱敏性物料，或高温下易氧化的物料，或排m的氣體有價值或有毒害、有燃燒性的物料。

(2)乾燥時所採用的真空度和加熱温度範圍較大，通用性較好。

(3)乾燥的温度低，無過熱現象，水分易於蒸發，乾燥時間短，

(4)減少物料與空氣的接觸機會，能避免污染或氧化變質。

(5)乾燥產品可形成多孔結構，呈鬆脆的海綿狀，易於粉碎，有較好的溶解性、覆水性，有較好的色澤和口感。

(6)揮發性液體可以回收利用，但生產能力小，需間歇操作，乾燥速度快。

(7)設備投資和動力消耗高於常壓熱風乾燥 ^[1]  。

1、原理：利用較低温度，在減壓下進行乾燥以排除水分，樣品中被減少的量為樣品的水分含量。本法適用於在100℃以上加熱容易變質及含有不易除去結合水的食品。其測定結果比較接近真正水分。

準確稱2.00～5.00g樣品→於烘至恆重的稱量皿→至真空烘箱→70℃、真空度93.3～98.6KPa（700～740mmHg）→烘5小時→於乾燥皿冷卻→稱至恆重

計算：水分= G / W

G ——樣品中乾燥後的失重（g）

W ——樣品重量（g）

真空乾燥法測水分，一般用於100℃以上容易變質、破壞或不易除去結合水的樣品，如糖漿、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果醬和脱水蔬菜等樣品都可採用真空乾燥法測定水分。

真空乾燥箱的過程就是將乾燥物料置放在密閉的乾燥室內，用真空系統抽真空的同時對被幹燥物料不斷加熱，使物料內部的水分通過壓力差或濃度擴散差到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動能，在克服分子間的相互吸引力後，逃逸到真空室的低壓空間，從而被真空泵抽走的過程。

在真空乾燥過程中，乾燥室內的壓力始終低於大氣壓力，氣體分子數少，密度低，含氧量低，因而能幹燥容易氧化變質的物料、易燃易爆的危險品等。對藥品、食品和生物製品能起到一定的消毒滅菌作用，可以減少物料染菌的機會或者抑制某些細菌的生長。

因為水在汽化過程中其温度與蒸汽壓是成正比的，其比列關係如圖1-1所表示。所以真空乾燥時物料中的水分在低温下就能汽化，可以實現低温乾燥。這對某些藥品、食品和農副產品中熱敏性物料的乾燥是有利的。列如，糖液超過70℃部分成分就會

真空乾燥器由乾燥櫃、冷凝器與冷凝液收集器組成的冷凝系統與真空泵三部分組成。將濕物料置淺盤內，放到乾燥櫃的擱板上，加熱蒸氣由蒸氣人口引入，通人夾層擱板內，冷凝水白乾燥箱下部出口流出經冷凝管至冷凝液收集器中；冷凝系統通過管道與閥門與真空泵緊密相連，組成一個完整的密閉系統，使乾燥操作連續進行。

目前，真空乾燥的設備也隨着現代機械製造技術以及電氣技術的發展而不斷更新，出現了真空盤式連續乾燥機、雙錐迴轉真空乾燥機、真空耙式乾燥機、板式真空乾燥機、低温帶式連續真空乾燥機、連續式真空乾燥機等多種形式的真空乾燥設備 ^[1]  。

影響真空乾燥的因素主要有：濃縮液的相對密度、真空乾燥温度、真空乾燥真空度、真空乾燥時間等。

對於天然物料提取濃縮液的相對密度宜控制為1．30～1．35(60℃熱測)的稠膏；真空乾燥温度一般不高於70℃，常控制在60℃左右；真空乾燥真空度一般控制在一0．08MPa左右，真空度太低乾燥速度會很慢，真空度太高物料易暴濺；真空乾燥時間一般以完全乾燥為度，或以水分含量進行控制，不同物料乾燥時間相差很大。

此外，浸膏等黏稠物料乾燥時，裝盤量不宜太多，以免起泡溢出盤外，污染干燥器，浪費物料，影響乾燥效果；操作時真空管路上的閥門應徐徐打開，否則也易發生泡溢現象 ^[1]  。