微波脱水机(跟胖哥学物理 真空蒸发技术)

同学学过汽化现象，这是由液体受热时变成气体一种物态变化，有两种方式：蒸发和沸腾。沸腾和蒸发有四个区别：第一、发生部位不同，沸腾是在液体内部和外部发生的，也蒸发发生液体表面。第二、发现剧烈程度不同，沸腾发生时内部出现大量气泡，上升体积增大，到水面破裂开来，而蒸发比较缓慢，肉眼很难观察。第三、发生条件不同，沸腾必须到达沸点，而蒸发在任何温度下都可以发生，既然南北两极，也是有蒸发现象的；第四、吸热方式不同，沸腾必须加热，停止加热沸腾就停止，因为发生沸腾两个条件：达到沸点和，还有就是继续吸收热量，而蒸发是自动吸收热量。

同学们还知道，液体沸点与气压有关。一般而言，液体沸点随着气压增大沸点升高。在西藏地球，煮东西煮不熟，就是因为那里海拔高，大气压低，水沸腾温度在70摄氏度左右，远远低于100，所以就是花再多燃料也是煮不熟的。我们就只能采用高压锅加食物了。

如果我们让物体处于真空环境，当时这也是很困难的。如果物体处于完全真空真空状态，物体是不可能以液态形式存在，因为液体的沸点变得极低，由于在这种状态下几乎肉眼无法观察，通常低温环境下的汽化都叫做蒸腾。

真空蒸发是在真空下进行的蒸发操作。在真空蒸发流程中，末效的二次蒸汽通常在混合式冷凝器中冷凝。真空蒸发的特点是，在低压下溶液的沸点降低且用较少的蒸汽蒸发大量的水分。该技术应用于真空蒸发镀膜等真空蒸发可以降低溶液沸点，故具有以下优点：可处理高温下易分解的热敏性物料，如牛奶、果汁、蜂蜜和抗生素等。增大传热推动力，提高蒸发器单位传热面积的蒸发量。可利用低温热源，降低能耗。多效蒸发装置中的最后几效都是在真空下操作的。然而，溶液降温会使粘度增大，导致传热系数减小。

真空蒸发镀膜属于物态变化，是制备薄膜的一般方法。这种制作方法是把装有基片的真空室抽成10-2Pa以下的真空，然后再加热镀料，使表面原子或者分子发生气化反应，逸出并形成蒸汽流，入射到基片的表面，凝结形成固态的薄膜。真空蒸发镀膜设备主要由两大部分组成，即真空镀膜室和真空抽气系统。真空镀膜室内有蒸发源、基片、被蒸镀材料和基片支架等，其原理如图所示。制备质量较好的外延薄膜，可以在制备过程中，通过调整蒸发速度，改变加热电流来实现。通过改变蒸发轴与基地表面直接的夹角可以制备不同形状的薄膜，如沉积均匀薄膜时需使夹角为90°，沉积楔形薄膜时需使夹角成一定的角度。实现真空蒸发法镀膜，必须具备三个条件：冷的基片，以便于气体镀料凝结成为薄膜；真空环境，方便于气相镀料向基片的运输；热的蒸发源，使镀料蒸发。

除了真空蒸发镀膜技术，还有一种蔬菜脱水技术，因为随着航天技术使用，离开地球的航天人员需要蔬菜，让他们吃到营养不损失蔬菜，也是航天科学研究一个方面。

首先提出这个问题，就是“阿波罗”航空计划。美国航空航天局（NASA）为解决宇航员在太空可以吃到蔬菜补充维生素，发明冷冻脱水蔬菜技术。该技术就是将蔬菜中所含过多水分脱去，而鲜菜中所含叶绿素和维生素仍能保存，便于贮存、保管、运输。冷脱水处理几乎除去了食物中全部水份，并使其重量降低20%，同时保留食物98%的营养成分。“阿波罗”计划中人们首先使用这种技术让航天员吃上含有蔬菜的太空食品。

脱水蔬菜又称复水菜，是将新鲜蔬菜经过洗涤、烘干等加工制作，脱去蔬菜中大部分水分后而制成的一种干菜。蔬菜原有色泽和营养成分基本保持不变。既易于贮存和运输，又能有效地调节蔬菜生产淡旺季节。食用时只要将其浸入清水中即可复原，并保留蔬菜原来的色泽、营养和风味。

脱水蔬菜技术，有两种成熟的技术：烘干蔬菜和冷冻蔬菜两种。烘干蔬菜。使用烘干脱水机制作出的脱水蔬菜；冷冻蔬菜。使用冷冻脱水机制作出的脱水蔬菜。

脱水干制方法有自然晒干及人工脱水两类。人工脱水包括热风干制、微波干制、膨化干制、红外线及远红外线干制、真空干制等。目前蔬菜脱水干制应用比较多的是热风干燥脱水和冷冻真空干燥脱水，冷冻真空脱水法是当前一种先进的蔬菜脱水干制法，产品既可保留新鲜蔬菜原有的色、香、味、形，又具有理想的快速复水性。现将热风干燥脱水蔬菜和冷冻真空干燥脱水蔬菜加工的工艺流程和方法介绍如下。

相比较其它鲜菜而言，脱水蔬菜具有体积小、重量轻、入水便会复原、运输食用方便等特点。食用时不仅味美、色鲜，而且能保持原有的营养价值。蔬菜原有色泽和营养成分基本保持不变。既易于贮存和运输，又能有效地调节蔬菜生产淡旺季节。食用时只要将其浸入清水中即可复原，并保留蔬菜原来的色泽、营养和风味。

当然，脱水蔬菜在经过处理的时候，会让蔬菜的大量维生素物质和水分的流失，所以吃起来跟新鲜蔬菜比，是比不上新鲜蔬菜的，这种一般制作它的目的主要还是看他方便容易保存。

脱水蔬菜一般用在军事航天及远洋航运等特殊环境下特殊人群的生活需求中。平常大家吃的都是新鲜蔬菜，是因为大家所在的生存环境允许新鲜植物存在。在战争中，士兵们往往要辗转多个战场或者区域，条件不允许新鲜蔬菜的摄取；宇航员们生活在失重环境下，只能食用经过压缩和特殊制作的食物，比如脱水食物；远洋航运过程中，新鲜蔬菜无法长期保存，这个时候，脱水蔬菜就用在特别的情况下及特殊的生存环境中。

2018年10月24日于宜昌市夷陵区吾同斋