2-1 Vorgefrieren: Beim Vorgefrieren wird das freie Wasser des Materials verfestigt, wodurch das getrocknete Produkt die gleiche Form wie vor dem Trocknen erhält und irreversible Veränderungen wie Schäumen, Schrumpfen, Konzentration und Bewegung gelöster Stoffe während der Vakuumtrocknung verhindert werden , und Verringerung der Temperatur. Die Abnahme bewirkt eine Verringerung der Löslichkeit der Substanz und eine Änderung der Lebensdauereigenschaften der Substanz. Das Vorgefrieren spielt eine entscheidende Rolle für die Qualität gefriergetrockneter Produkte, und zwei Grundvoraussetzungen müssen erfüllt sein: eine geeignete Kühlgeschwindigkeit und eine geeignete Endtemperatur.
Die Kühlrate hängt von der Temperatur der Kühlquelle, der Anzahl der Proben, dem Volumen und der Oberfläche des Behälters und der Wärmeübertragung zwischen dem Probenbehälter und der kalten Umgebung ab. Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit zu schnell ist, wird es eine intrazelluläre Eisbildung verursachen, und wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit zu langsam ist, wird der lebende Körper verletzt und stirbt. Langsam abkühlende Eiskristalle sind groß und schnell abkühlende Eiskristalle sind klein. Tiefgefrorene Produkte haben ein einheitliches Aussehen und eine einheitliche Farbe. Kleine Eiskristalle verursachen weniger Proteindenaturierung und weniger Gerinnung.
Bei Produkten mit lebenden Substanzen ist die Sterblichkeit beim Tiefkühlen gering und die Einfrierzeit wird eingespart. Die Endtemperatur des Vorgefrierens sollte niedriger sein als die Temperatur des eutektischen Punkts oder die Glasübergangstemperatur der Lösung, um sicherzustellen, dass die Lösung des suspendierten biologischen Materials vollständig eingefroren werden kann, andernfalls wird eine kleine Menge Flüssigkeit "kochen", um Blasen zu erzeugen beim Staubsaugen Die Oberfläche des Produkts ist uneben. Für Produkte, die nicht sehr anspruchsvoll sind, sollte die Endtemperatur des Vorgefrierens nur niedriger als die Temperatur des eutektischen Punkts sein, im Allgemeinen 5 Grad bis 10 Grad niedriger als die Temperatur des eutektischen Punkts.
2-2 Sublimations-Trocknungsstufe
Auch als Primärtrocknung bekannt, wird das gefrorene Produkt in einem geschlossenen Vakuumbehälter erhitzt, sodass die Eiskristalle zu Wasserdampf sublimieren und entweichen, wodurch das Produkt entwässert und getrocknet wird. Die Trocknung wird allmählich von der äußeren Oberfläche nach innen gedrückt, und die nach der Sublimation der Eiskristalle verbleibenden Hohlräume werden zu den Austrittskanälen für den sublimierten Wasserdampf. Die erste Trocknungsphase ist abgeschlossen, wenn alle Eiskristalle entfernt wurden, an diesem Punkt sind etwa 90 Prozent der gesamten Feuchtigkeit entfernt. Bei diesem Vorgang findet sowohl ein Wärme- als auch ein Stofftransport statt. Die durch die Sublimation des Eiskristalls aufgenommene Wärme wird von der Heizplatte zugeführt und der sublimierte Wasserdampf entweicht durch den Spalt der getrockneten Schicht. Während des Trocknungsprozesses sollte der verbleibende Teil des Materials jedoch immer in gefrorenem Zustand gehalten werden. Wenn die Temperatur zu hoch ist, schmelzen die Eiskristalle, daher sollte die Temperatur der gefrorenen Schicht des Artikels niedriger sein als ihre eutektische Temperatur. Außerdem darf die Temperatur der getrockneten Schicht die Zerfallstemperatur nicht durch zu schnelles Erhitzen überschreiten. Die sogenannte Zerfallstemperatur bedeutet, dass einige getrocknete Produkte, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert erreicht, ihre Steifigkeit verlieren und ein ähnliches Kollapsphänomen aufweisen. Der Zerfall des getrockneten Produkts beeinträchtigt den Durchgang von Wasserdampf aus der gefriergetrockneten Schicht, was zu einem teilweisen Schmelzen des Produkts führt.
2-3 Desorptionstrocknungsstufe
Auch Sekundärtrocknung genannt. Nach Beendigung der ersten Stufe ist noch ein Teil des Wassers an den Kapillarwänden und polaren Gruppen des nicht gefrorenen Trockengutes adsorbiert. Nach der zweiten Trocknungsstufe liegt die Restfeuchte im Produkt in der Regel zwischen 0,5 Prozent und 4 Prozent . Die Desorptionszeit wird durch die Art und Form des Produkts bestimmt; die Anforderungen an den Restwassergehalt; die Leistung des Gefriertrockners und andere Faktoren.
3. Nachbearbeitung
Unterschiedliche Produkte haben unterschiedliche Nachbearbeitungsmethoden, und die Auswirkungen der Umwelt auf die getrockneten Produkte sollten minimiert werden. Bei biologischen Produkten ist es im Allgemeinen erforderlich, in einer Vakuumumgebung zu verpacken oder die Trockenkammer mit Stickstoff zu füllen und dann zu verpacken.
