FD凍干技術的原理主要包括以下幾個方面：

1. 水的三相態(tài)變化

   • 水在自然界中存在固相、液相和氣相三種物理形態(tài)。在常壓下，水的固態(tài)是冰，液態(tài)是水，氣態(tài)是水蒸氣，且三相之間可以相互轉化。而 FD 凍干技術利用了水在特殊條件下，不經過液相，直接從固態(tài)升華為氣態(tài)的特性。
   • 當壓力降到 646.6Pa 以下，溫度低于 0℃時，冰會直接升華為水氣，這一過程跳過了液態(tài)階段，為凍干提供了理論基礎。

2. 預凍過程

   • 將含有水分的物料進行預凍，使物料中的自由水凍結成冰。一般預凍溫度應低于物料的共晶點溫度 5℃-8℃，這樣可以保證物料中的水分充分凍結，形成穩(wěn)定的固態(tài)結構。
   • 預凍的目的是為了使物料在后續(xù)的干燥過程中能夠保持原有的形狀和結構，避免因水分的流失而導致物料的塌陷或變形。

3. 升華干燥過程

   • 預凍后的物料被置于真空環(huán)境中，通過加熱使冰直接升華為水蒸氣。在這個過程中，需要提供適當?shù)臒崃?，以維持冰的升華溫度，但又不能過高，以免破壞物料的成分和結構。
   • 通常采用熱媒輻射加熱的方式，將熱量均勻地傳遞給物料，使冰逐漸升華。升華干燥階段是 FD 凍干技術的核心步驟，大部分水分在這一階段被去除。

4. 解析干燥過程

   • 在升華干燥后期，物料中還殘留著一些結合水，這些結合水與物料分子之間存在著較強的相互作用力，較難去除。因此，需要進一步降低壓力，提高溫度，使結合水解析出來，從而得到更干燥的產品。
   • 解析干燥的溫度一般要高于升華干燥的溫度，但不能超過物料所能承受的*高溫度，否則會導致物料的變性或分解。

5. 后處理與包裝

   • 干燥結束后，還需要對物料進行后處理，如破碎、篩選、稱重等，以得到符合要求的凍干產品。然后，將產品進行包裝，以防止其吸濕或受到其他污染。

綜上所述，F(xiàn)D凍干技術的原理是通過低溫預凍、真空環(huán)境下的升華干燥和解析干燥等步驟，去除物料中的水分，同時*大程度地保留物料的營養(yǎng)成分、原有形狀和風味。這種技術在食品、醫(yī)藥、生物制品等領域有著廣泛的應用前景。