真空冷凍干燥機(jī)是實(shí)驗(yàn)室常用制冷設(shè)備之一,也是比較復(fù)雜的,比較有技術(shù)含量的成熟設(shè)備,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)非常普遍,已進(jìn)入中試、生產(chǎn)階段。
真空冷凍干燥機(jī)是將制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)、排濕系統(tǒng)組合為一體的,在原料藥,生物,脫水蔬菜,食品,水果,化工等物料中做干燥的用途。
很多人也許用過(guò)真空冷凍干燥機(jī),但也許還是不明白冷凍干燥機(jī)加熱型的原理,很多人會(huì)問(wèn):不是低溫干燥嗎,為什么干燥過(guò)程要加熱呢,那還不如直接烘干,其實(shí)這是*不同的干燥方式,下面讓我們?cè)敿?xì)講解低溫冷凍干燥過(guò)程中的加熱過(guò)程:
升華干燥(一次干燥)
將凍結(jié)后的產(chǎn)品置于密閉的真空容器中加熱,其冰晶就會(huì)升華成水蒸氣逸出而使產(chǎn)品脫水干燥。干燥是從外表面開(kāi)始逐步向內(nèi)推移的,冰晶升華后殘留下的空隙變成而后升華水蒸氣的逸出通道。已干燥層和凍結(jié)部分的分界面(實(shí)際上是一薄層)稱為升華界面。在生物制品干燥中,升華界面約以1mm/h的速度向內(nèi)推進(jìn)。當(dāng)全部冰晶去除時(shí),升華干燥就完成了,此時(shí)可除去水分90%左右。制品中冰的升華是在升華界面處進(jìn)行的。升華時(shí)所需要的熱量是由加熱設(shè)備(通過(guò)擱板)提供,從擱板傳來(lái)的熱量由以下幾種途徑傳至產(chǎn)品的升華界面:固體的傳導(dǎo),輻射,氣體的對(duì)流。
較高擱板溫度。
產(chǎn)品升華時(shí)受以下幾個(gè)溫度限制:
產(chǎn)品凍結(jié)部分的溫度應(yīng)低于產(chǎn)品共溶點(diǎn)的溫度。
產(chǎn)品干燥部分的溫度要低于其崩解溫度或容許的高溫度(不燒焦或性變)。
解析干燥(二次干燥)
階段干燥是將水以冰晶的形式除去的,因此凍干層的溫度和升華界面的壓力都必須控制在產(chǎn)品共溶點(diǎn)(或崩解溫度)以下,才不致使bing晶溶化。但對(duì)于吸附水,其吸附能量高,如果不提供足夠的能量,水就不可能從吸附中解析出來(lái)。因此,這一階段產(chǎn)品的溫度應(yīng)足夠地高,只要不超過(guò)允許的高溫度,不燒毀產(chǎn)品和不造成產(chǎn)品過(guò)熱而變性就可。同時(shí),為了使解吸出來(lái)的水蒸氣有足夠的推動(dòng)力逸出產(chǎn)品,必須使產(chǎn)品內(nèi)外形成較大的蒸汽壓差,因此這一階段箱體內(nèi)要保持高真空。第二階段干燥后,產(chǎn)品殘余水分的含量一般可以控制在0.5%-4%之間。
由此可見(jiàn),加熱其實(shí)是必要條件,一次比較的凍干過(guò)程,一定少不了的兩個(gè)條件:一個(gè)是控制好溫度,一個(gè)是控制加熱。