冻干机的结构和特点

冻干机是一种利用升华原理进行干燥的设备，广泛应用于物流学、生物学、医学、化学和食品工业等多个领域。本文接下来介绍冻干机的结构和特点。

一、冻干机的结构

1.制冷系统

制冷系统是冻干机的核心部分之一，负责物料的预冻过程。通过压缩机、冷凝器、蒸发器等部件，将制冷剂循环流动，实现热量的转移和排除，从而使物料迅速降温并冻结。制冷系统不仅在物料的预冻中起作用，还贯穿于整个冻干过程中，维持一定的低温环境，确保冰晶不融化。

2.真空系统

真空系统在冻干机中起着至关重要的作用。它的功能是在物料预冻后，将冻干室内的气体抽出，形成一定的真空度。真空环境使得水的沸点降低，冰晶可以直接从固态升华为气态，而不需要经过液态。真空系统通常由真空泵、阀门、真空计等部件组成，其中真空泵是核心部件，负责将气体抽出，形成所需的真空度。

3.加热系统

加热系统在冻干过程中也起着重要作用。当物料被预冻并处于真空状态时，加热系统为物料提供所需的升华热，促使冰晶直接升华为水蒸气。加热系统通常由加热元件、温度传感器、温控仪等部件组成，通过控制加热系统的温度和加热速率，可以地控制升华过程的速度和效果。

4.控制系统

控制系统是冻干机的“大脑”，负责协调和控制整个冻干过程的进行。通过接收来自各个部分的信号和参数，经过处理后发出相应的控制指令，确保冻干过程的进行。控制系统通常由PLC控制器、触摸屏、传感器等部件组成，其中PLC控制器是核心部件，负责接收和处理信号，并发出控制指令。

二、冻干机的特点

1.高效快速冻结

冻干机在低温下迅速冻结物质，确保水分以固态存在，减少了水分对物质结构和性质的影响，保障了终产物的质量。

2.真空环境下的升华过程

在真空环境下，冻结的水分子直接升华成水蒸气，避免了液态阶段的存在，消除了水分子对物质的浓缩、泡沫和氧化等副作用，确保了产物的纯净性。

3.保持原有结构和性质

冻干机在低温状态下进行升华过程，避免了浓缩现象，防止了水蒸气对物质的负面影响，使得干燥后的产物保留了原有的结构和性质。

4.干海绵多孔状物质特性

干燥后的物质呈现出干海绵多孔状，体积基本不变，这种独特的结构使得产物在溶干水的过程中极易恢复原状，增加了物质的稳定性和可溶性。

5.易于长期保存

冻干机处理的物品易于长期保存，加水后能够恢复到冻干前的状态，并保持原有的生化特性。

6.营养成分保留

由于冻干过程中食品温度低且避免了高温处理，能够限度地保留食品中的营养成分，如维生素、矿物质、蛋白质等。

7.色香味形保持

低温冻干避免了高温对食品色、香、味的破坏，使得冻干后的食品在口感和风味上更接近新鲜食品。

8.保质期长

冻干食品在真空包装下，能够长时间保持其品质和口感，显著延长了食品的保质期。

9.重量轻、体积小

冻干后的食品水分含量极低，体积缩小、重量减轻，便于储存和运输。

10.环保无污染

冻干机在工作过程中不会产生有害物质，对环境和人体无害。