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真空冷凍干燥機(jī)(凍干機(jī))工作原理

欄目:行業(yè)新聞 發(fā)布時(shí)間:2021-10-20
產(chǎn)品的真空冷凍干燥需要在一定裝置中進(jìn)行,這個(gè)裝置叫做真空冷凍干燥機(jī),簡(jiǎn)稱凍干機(jī)。

真空冷凍干燥機(jī)(凍干機(jī))工作原理

  產(chǎn)品的真空冷凍干燥需要在一定裝置中進(jìn)行,這個(gè)裝置叫做真空冷凍干燥機(jī),簡(jiǎn)稱凍干機(jī)。

  真空冷凍干燥的原理是把含有大量水分的物料預(yù)先進(jìn)行降溫,凍結(jié)成冰點(diǎn)以下的固體,再在真空條件下將冰直接變?yōu)闅獾纳A過程,以水蒸氣的形式除去物品中的水,從而得到干燥的并可保持原狀產(chǎn)品。因?yàn)槭抢蒙A達(dá)到除去水分的目的,所以又稱作升華干燥。

  要使水分直接由冰變?yōu)闅舛怪破犯稍铩T谡麄€(gè)升華階段,制品必須保持在凍結(jié)狀態(tài),否則就不能得到性狀良好的產(chǎn)品。在制品預(yù)凍階段,要嚴(yán)格控制預(yù)凍溫度(通常比制品的共熔點(diǎn)低5-10℃度)。

  如果預(yù)凍溫度不夠低,則制品可能沒有完全凍結(jié),在真空升華時(shí)會(huì)膨脹起泡或崩塌溶化,若預(yù)凍溫度太低或太高,既會(huì)增加不必要的能量消耗而增加成本,而且對(duì)于某些生物制品也會(huì)降低其凍干后的生物活性。當(dāng)物料在干燥升華階段,物料需要吸收熱量(每克冰完全升華成水蒸氣約吸收2.8kj的熱量)。

  如果不對(duì)制品進(jìn)行加熱或熱量不足,則水分在升華時(shí)會(huì)吸收制品本身的熱量而使制品的溫度降低,致使制品的蒸氣壓降低,也就是當(dāng)液體中的氣體與水蒸氣的分壓比相等或大于水蒸氣時(shí),則會(huì)阻礙水蒸氣的傳輸,因?yàn)樗械囊后w里面都含有大量的氣體,即空氣,(一般在5×10-5~1×10-3/kg)于是就會(huì)引起升華速度的降低,整個(gè)干燥的時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng),使生產(chǎn)效率下降;但如果對(duì)制品加熱過多,制品的升華速率固然會(huì)提高,但在抵消了制品升華所吸收的熱量之后,多余的熱量會(huì)使凍結(jié)制品本身的溫度上升,而使制品可能出現(xiàn)局部甚至全部崩塌或熔化,引起制品的干縮起泡等現(xiàn)象,至使整個(gè)凍干過程失敗。所以凍干技術(shù)也是一門學(xué)問很深的技術(shù)。

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