高考申論題
110年
[食品衛生檢驗] 食品加工學
第 一 題
一、凍結真空乾燥為現今常用的食品乾燥技術,請詳述其原理及該設備須具備那些基本元件?且說明各設備元件的運作功能。(20 分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題,首先應聯想到水的三相圖(Triple point)及冰的昇華特性。答題結構應拆分為兩大段落:第一部分以物理相變的角度(預凍結、昇華、解吸)詳述乾燥原理;第二部分則羅列四大核心硬體(乾燥艙、冷阱、加熱系統、真空泵)加上控制系統,並精確說明其在熱量與質量傳遞中所扮演的功能。
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【破題】 凍結真空乾燥(Freeze Vacuum Drying,或稱冷凍乾燥)利用水的三相點物理特性,使食品水分在低溫低壓下直接由固態昇華為氣態,能最大程度保留食品的營養、風味及多孔性結構。 【論述】
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凍結真空乾燥原理與設備
💡 利用低溫低壓環境使冰晶直接昇華,並由冷阱捕獲水氣達成乾燥。
🔗 凍結真空乾燥作業流程與原理鏈
- 1 預凍結 — 低於共晶點使游離水結冰,建立固體骨架。
- 2 抽真空與加熱 — 降壓至三相點下並提供潛熱,驅動冰晶昇華。
- 3 冷阱捕集 — 低溫冷阱將水蒸氣結霜移除,維持系統高真空。
- 4 二次乾燥 — 升溫破壞氫鍵使結合水解吸,達到極低水活性。
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🔄 延伸學習:延伸學習:昇華熱傳導方式(傳導與輻射)對乾燥效率與品質的影響。