在中藥方面,目前還只局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍干,大量的中成藥還沒有采用凍干工藝,與國外差距較大。日本幾年前就開展了“漢藥西制”,改變了中藥的熬制方法,解決了中藥不能制成針劑或片劑的傳統(tǒng),也解決了中藥不治急病的難題,因此我國中藥凍干工藝及產(chǎn)品的研究很有潛力可挖。
冷凍干燥機(jī)是由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成的機(jī)器。冷凍干燥機(jī)主要部件分為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
干燥的方法多種多樣,如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進(jìn)行。干燥所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小、質(zhì)地變硬的問題,易揮發(fā)的成分大部分會(huì)損失掉,一些熱敏性的物質(zhì)發(fā)生變性、失活,有些物質(zhì)甚至發(fā)生了氧化。因此,干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比,在性狀上有很大的差別。 凍干法則基本上在0℃以下進(jìn)行,即在產(chǎn)品凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行,只在后期降低產(chǎn)品的殘余水份含量時(shí),才讓產(chǎn)品升至0℃以上的溫度,但一般不超過40℃。在真空條件下,當(dāng)水蒸汽直接升華出來后,藥物剩留在凍結(jié)時(shí)的冰架中,形成類似海綿狀疏松多孔架構(gòu),因此它干燥后體積大小幾乎不變。再次使用前,只要加入注射用水,又會(huì)立即溶解。
冷凍式干燥機(jī)運(yùn)用了物理原理,將壓縮空氣中的水分冷凍至露點(diǎn)以下,使之從空氣中析出的空氣干燥機(jī)。受限于水的冰點(diǎn)溫度,理論上來說它的露點(diǎn)溫度可接近于0度,實(shí)際情況,好的冷凍干燥機(jī)露點(diǎn)溫度一般在5度左右。
真空冷凍干燥機(jī),其基本原理是在高真空狀態(tài)下,利用升華原理,使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水份,不經(jīng)過冰的融化,直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去,從而使物料干燥,真空冷凍干燥產(chǎn)品可確保食品中蛋白質(zhì)、維生素等各種營養(yǎng)成份,特別是那些易揮發(fā)熱敏性成份不損失。因而能大限度地保持原有的營養(yǎng)成份有效地防止干燥過程中的氧化,營養(yǎng)成份的轉(zhuǎn)化和狀態(tài)變化,凍干制品成海綿狀、無干縮、復(fù)水性、食用方便、含水份極少,相應(yīng)包裝后可在常溫下長時(shí)間保存和運(yùn)輸。
與其它干燥方法一樣,要維持升華干燥的不斷進(jìn)行,滿足兩個(gè)基本條件,即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段,如果物料溫度相對較高,升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進(jìn)行,物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度,此時(shí),若沒有外界供熱,升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下,升華所生成的蒸汽如果不及時(shí)排除,蒸汽分壓就會(huì)升高,物料溫度也隨之升高,當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時(shí),物料中的冰晶就會(huì)融化,冷凍干燥也就無法進(jìn)行了。