实验报告Array课程名称：食品装备与工厂设计实验指导老师：丁甜成绩：__________________
实验名称：真空冷冻干燥机的使用实验类型：定性实验
同组学生姓名：
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）
三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）
五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理
七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得
一、实验目的和要求
了解掌握真空冷冻干燥机的干燥原理及物料冻干过程中经历的不同阶段及其特点。
二、实验内容和原理
干燥是保持物质不致腐败变质的方法之一。
干燥的方法有许多，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等。
但这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行。
干燥所得的产品，一般体积缩小、质地变硬，有些物质发生了氧化，一些易挥发的成分大部分会损失掉，有些热敏性的物质，如蛋白质、维生素会发生变性。
微生物会失去生物活力，干燥后的物质不易在水中溶解等。
因此干燥后的产品与干燥前相比在性状上有很大的差别。
冷冻干燥法不同于以上的干燥方法，冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身留在冻结时的冰架中。
由于其具有一系列普通干燥不具备的优点，目前在医药工业，食品工业，科研和其他部门得到广泛的应用。
三、实验材料与试剂
新鲜果蔬：黄瓜、苹果、梨，一次性纸杯，保鲜膜，刀，砧板。
四、实验器材与仪器
CHRIST ALPHA 1-4冷冻干燥仪
五、操作方法和实验步骤
1.将三种水果洗净后切成薄片；
2.将切片后的水果放入一次性纸杯，上方包裹保鲜膜，用剪刀在保鲜膜上戳洞，便于水的蒸发；
3.将纸杯放入-80℃的冰箱，1h后取出；
4.将纸杯放在冷冻干燥机的托盘上，打开仪器，进行干燥2~3天后取出；
仪器具体操作步骤：
1.系统准备:
检查系统是否清洁和干燥，真空泵与冷冻机是否连接，接通电源，检查排气口、冷冻管的密封性。
2.加样:
样品需要预冷到至少－40℃，可以在深低温冰箱（－70℃）或者液氮（－196℃）中进行。
本实验使用-70℃的低温冰箱。
打开密封管开关，搬开冷冻舱，将样品置于冷冻舱里的隔板上，附上戳孔的保鲜膜。
关闭密封管开关。
3.冷冻:
打开冷冻开关，等待20～30分钟，直到冷冻舱的温度低于－40℃。
4.抽真空:
打开真空泵开关，等待10～15分钟，直到系统压力低于100 millitorr。
5.监控过程:
确保系统参数（冷冻温度、真空压力）在正常范围内；
定期检查冷冻舱中的结冰情况，决定是否要除霜；
观察样品是否干燥完全，一般干燥过程需要24～72小时，视具体样品通过目测而定。
6.关闭系统:
关闭总开关，接上排气管或打开密封管开关以解除真空状态。
关闭真空开关，关闭冷冻开关，取出样品。
7.系统维护:
除霜：冷冻舱下面的压缩舱内如果有霜，则接上排水管，然后用少量热水（不能超过压缩舱容积的一半）促进冰霜的融化。
不能通过敲击冰块来除霜。
除湿：压缩舱、冷冻舱、真空泵压缩机以及垫圈等表面的水雾均需擦干。
清洁：压缩舱、冷冻舱可以用温和的去污剂或苏打水来清洗，然后干燥并撤去排水管，并重新密封排水孔。
泵油：定期检查油位，排除油雾。
品尝并记录冷冻干燥后水果的特点，并与新鲜水果相比较。
戳孔后水果 戳孔后水果置于干燥仪上
六、实验数据记录和处理
经过两天的真空冷冻干燥，我们取出了水果片并进行观察、品尝。
水果片如图。
图1 图2 图3
图4 图5 图6
将冻干水果与原水果就不同指标进行对比，分析如下。
七、实验结果与分析
1.真空冷冻干燥得到的水果在外观和气味香气上改变程度不大，但是外观上，不同水果有不同程度的皱缩，其中黄瓜等含水量较高且结构不是那么硬挺的果蔬皱缩最为明显；气味上，各种果蔬气味都变得更加浓郁，黄瓜的清新味道，苹果梨的果香味，都有加重。
2.由于水分的大量脱去，使各种风味物质相应地浓缩，口味会加重且质地变硬变脆，产生了类似海绵的蓬松感。
八、讨论与心得
1.这个实验中，由于机械设备和操作的简易性，造成了僧多粥少的情况，很多同学无事可做，所以希望下次实验可以安排的更合理，我们也可以更积极地参与实验。
2.实验设备为CHRIST ALPHA 1-4冷冻干燥仪，其操作的注意事项如下：
（1）记得检查右侧红色放水阀处于关闭状态（除霜时打开），以及箱体后侧的放气阀关闭。
（2）设备使用后需要除霜，不能通过敲击冰块来除霜。
（3）设备使用多次后需要定期对真空泵进行换油。
3.本次试验为机械冷冻干燥，其优点如下：
（1）在低温下进行，对许多热敏性的物质特别适用。
（2）挥发性成分损失很小，适合一些化学产品，药品和食品干燥。
（3）冻干过程中微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。
（4）由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。
（5）干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，能立即复原。
（6）冻干环境低氧，易氧化的物质得到了保护。
（7）干燥能排除95-99%以上的水分，干燥后产品能长期保存不变质。