凍干技術(shù)起源于20世紀(jì)初期，最早的凍干機是于1906年發(fā)明的，用于凍干血漿。此后，這項技術(shù)逐漸應(yīng)用于食品、藥物和化妝品等領(lǐng)域。在過去的一個世紀(jì)里，凍干技術(shù)經(jīng)歷了不斷的改進(jìn)和發(fā)展，在食品加工得到廣泛的應(yīng)用。食品凍干機，也稱為冷凍干燥機，是一種用于將食物凍結(jié)并通過升華過程將其水分脫去的設(shè)備。
食品冷凍干燥是一種脫水技術(shù)，通過將食物在低溫下快速冷凍，然后在真空條件下將冰轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵猓コ澄镏械乃?。這種方法能夠保持食物的形狀、顏色、營養(yǎng)價值和風(fēng)味，并延長其儲存壽命。
食品凍干機的工作原理主要分為三個步驟：冷凍、真空和升華干燥：
1、冷凍：首先，將待凍干的物料放置在預(yù)凍室中，通過食品凍干機的制冷系統(tǒng)降低溫度將物料冷凍到非常低的溫度，這樣做可以使物料中的液態(tài)水分轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)冰。
2、真空：在物料冷凍成固體后，凍干機會建立真空環(huán)境。通過真空泵組系統(tǒng)降低凍干倉內(nèi)的環(huán)境壓力，進(jìn)一步降低冰的溫度，使其直接由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，這個過程稱為升華。
3、升華干燥：在真空條件下，將冷凍物料通過循環(huán)系統(tǒng)控溫加熱。此時，冰從固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，也就是凍干物料中的水分經(jīng)過升華轉(zhuǎn)變成水蒸氣，然后由冷凝器系統(tǒng)捕集除去。這個過程被稱為升華干燥。
食品凍干機通常由凍干倉、制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、循環(huán)加熱系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等核心組件構(gòu)成。
1、凍干倉是將食物物料進(jìn)行迅速冷凍到極低溫度，通常在-30°c至-50°c之間。這有助于凍結(jié)水分，然后進(jìn)行真空冷凍干燥保持食物的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。
2、制冷系統(tǒng)：是由壓縮機組和制冷配件等組成，用于提供低溫進(jìn)行食品物料降溫、控溫和捕水器冷凝水蒸氣使用，確保低溫升華順利完成。
3、真空系統(tǒng)是由真空泵組、泵頭閥、真空管道等組成。通過真空泵系統(tǒng)將凍干倉在真空條件下，將冷凍后的食物進(jìn)行升華除去冰的水分。真空環(huán)境下，水分從冰的固態(tài)直接轉(zhuǎn)變成氣態(tài)，繞過液態(tài)階段，從而避免了冰晶形成對食物結(jié)構(gòu)的破壞。
4、循環(huán)加熱系統(tǒng)是提供熱能，將凍結(jié)食物加熱至升華溫度，促使水分升華為蒸汽。通過溫度、時間、真空的控制是確保凍干效果的關(guān)鍵因素。
5、電控系統(tǒng)是監(jiān)測和調(diào)節(jié)冷凍、恒溫、加熱和真空過程的溫度、真空度和時間等參數(shù)，以確保整個凍干過程的穩(wěn)定和控制。
食品凍干是一種先進(jìn)的食品加工技術(shù)，通過將食品在低溫下冷凍并在真空環(huán)境下脫水，從而將食品中的水分轉(zhuǎn)化為冰晶，然后通過升溫將冰晶轉(zhuǎn)化為氣體，從而實現(xiàn)了食品的凍干過程。食品凍干具有許多優(yōu)勢
1、食品凍干能夠保持食品的原始營養(yǎng)價值。在凍干過程中，由于低溫和真空環(huán)境的存在，食品中的維生素、礦物質(zhì)和其他營養(yǎng)物質(zhì)的損失非常小，因此凍干食品能夠保持原始食材的大部分營養(yǎng)成分。相比之下，傳統(tǒng)的食品加工方法往往會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的流失，從而降低食品的營養(yǎng)價值。
2、由于凍干食品中幾乎沒有水分，微生物和酶活性得不到滿足的條件，從而能夠有效地阻止食品的腐敗和變質(zhì)。
3、由于凍干過程中水分的轉(zhuǎn)化方式，食品的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)基本不會改變，因此凍干食品能夠保持原始食材的口感和風(fēng)味。
4、由于凍干食品中幾乎沒有水分，因此其體積和重量大大減少，便于攜帶和儲存。此外，凍干食品在食用前只需加入適量的水進(jìn)行恢復(fù)，非常方便快捷，適合各種場合和環(huán)境下的食用需求。
食品凍干機在食品工業(yè)中用于凍干食品，如咖啡、水果、蔬菜、奶制品、肉制品、中藥材等。凍干技術(shù)能夠在保留食品原有的口感、香味和營養(yǎng)成分的同時，去除食品中的水分，從而延長食品的保質(zhì)期。通過凍干，食物可以長時間儲存而不需要冷藏，并在需要時恢復(fù)到原始的新鮮狀態(tài)，滿足消費者對高品質(zhì)食品的需求。