便宜處理二手15平方真空冷凍干燥機(jī) 影響干燥過程的因素
冷凍干燥過程實(shí)際上是水的物質(zhì)變化及其轉(zhuǎn)移過程.含有大量水份的生物制品首先凍結(jié)成固體,然后在真空狀態(tài)下固態(tài)冰直接升華成水蒸汽,水蒸汽又在冷凝器內(nèi)凝華成冰霜,干燥結(jié)束后冰霜熔化排出.在凍干箱內(nèi)得到了需要的冷凍干躁產(chǎn)品,干燥過程如圖十七所示.
凍干過程有二個(gè)放熱過程和二個(gè)吸收過程:液體生物制品放出熱量凝固成固體生物制品

便宜處理二手15平方真空冷凍干燥機(jī)   影響干燥過程的因素

冷凍干燥過程實(shí)際上是水的物質(zhì)變化及其轉(zhuǎn)移過程.含有大量水份的生物制品首先凍結(jié)成固體,然后在真空狀態(tài)下固態(tài)冰直接升華成水蒸汽,水蒸汽又在冷凝器內(nèi)凝華成冰霜,干燥結(jié)束后冰霜熔化排出.在凍干箱內(nèi)得到了需要的冷凍干躁產(chǎn)品,干燥過程如圖十七所示.

凍干過程有二個(gè)放熱過程和二個(gè)吸收過程:液體生物制品放出熱量凝固成固體生物制品,固體生物制品在真空下吸收熱量升華成水蒸汽.水蒸汽在冷凝器中放出熱量凝華成冰霜,凍干結(jié)束后冰霜在冷凝器中吸收熱量熔化成水.

便宜處理二手15平方真空冷凍干燥機(jī) 整個(gè)凍干過程中進(jìn)行著熱量質(zhì)量的傳遞現(xiàn)象.熱量的傳遞貫穿冷凍干燥的全過程中.預(yù)凍階段:干燥的*階段和第二階段以及化霜階段均進(jìn)行著熱量的傳遞；質(zhì)量的傳遞僅在干燥階段進(jìn)行,凍干箱制品中產(chǎn)生的水蒸汽到冷凝器內(nèi)凝華成冰霜的過程,實(shí)際上也是質(zhì)量傳遞的過程,只有發(fā)生了質(zhì)量的傳遞產(chǎn)品才能獲得干燥.在干燥階段,熱的傳遞是為了促進(jìn)質(zhì)的傳遞,改善熱的傳遞也能改善質(zhì)的傳遞.

如果在產(chǎn)品的升華過程中不提供熱量,那么產(chǎn)品由于升華吸收自身的熱量使溫度下降,升華速率也逐漸下降,直到產(chǎn)品溫度相等于冷凝器的表面溫度,干燥便停止進(jìn)行,這時(shí)從凍結(jié)產(chǎn)品到冷凝器表面的水蒸汽分子數(shù)與從冷凝器表面返回到凍結(jié)產(chǎn)品的水蒸汽分子數(shù)相等,凍干箱與冷凝器之間的水蒸汽壓力等于零,達(dá)到平衡狀態(tài).

不如果一個(gè)外界熱量加到凍結(jié)產(chǎn)品上,這個(gè)平衡狀態(tài)被破壞,凍結(jié)產(chǎn)品的溫度就高于冷凝器表面的溫度,凍干箱和冷凝器之間便產(chǎn)生了水蒸汽壓力差.形成了從凍干箱流向冷凝器的水蒸汽流.由于冷凝器制冷的表面凝華水蒸汽為冰霜,使冷凝器內(nèi)的水蒸汽不斷地被吸附掉,冷凝器內(nèi)便保持較低的蒸汽壓力；而凍干箱內(nèi)流走的水蒸汽又不斷被產(chǎn)品中發(fā)生的水蒸汽得到補(bǔ)充,維持凍干箱內(nèi)較高的水蒸汽壓力.這一過程的不斷進(jìn)行,使產(chǎn)品不斷得到了干燥.

升華首先從產(chǎn)品的表面開始,在干燥進(jìn)行了一段時(shí)間之后,在凍結(jié)產(chǎn)品上面形成了一層已干燥的產(chǎn)品,產(chǎn)生了干燥產(chǎn)品與凍結(jié)產(chǎn)品之間的交界面.交界面隨著干燥的進(jìn)行不斷下降,直到升華完畢交界面消失.當(dāng)產(chǎn)生了交界面之后,水分子要穿越這層已干燥的產(chǎn)品才能進(jìn)入空間；水分子跑出交界面之后,進(jìn)入已經(jīng)干燥產(chǎn)品的某一間隔內(nèi).以后可能還要穿過許多這樣的間隔后,才能從產(chǎn)品的縫隙進(jìn)入空間.也可以經(jīng)過一些轉(zhuǎn)折又回到凍結(jié)產(chǎn)品之中,干燥產(chǎn)品內(nèi)的間隔有時(shí)象迷宮一樣.

當(dāng)水分子跑出產(chǎn)品表面以后,它的運(yùn)動(dòng)路徑還很曲折.可能與玻璃瓶壁碰撞,可能凍干機(jī)的金屬板壁碰撞,也經(jīng)常發(fā)生水分子之間的相互碰撞,然后進(jìn)入冷凝器內(nèi).當(dāng)水分子與冷凝器的制冷表面發(fā)生碰撞時(shí),由于該表面的溫度很低,低溫表面吸收了水分子的能量,這樣水分子便失去了動(dòng)能,使其沒有能量再離開冷凝器的制冷表面,于是水分子被“捕獲"了.大量水分子捕獲后在冷凝器表面形成一層冰霜,這樣就降低了系統(tǒng)內(nèi)的水蒸汽壓力.使凍干箱的水蒸汽不斷的流向冷凝器.隨著時(shí)間的延長(zhǎng),凍干箱內(nèi)不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加熱以及冷凝器的持久工作,產(chǎn)品逐漸得到了干燥.

干燥的速率與凍干箱和冷凝器之間的水蒸汽壓力差成正比,與水蒸汽流動(dòng)的阻力成反比.水蒸汽壓力差越大,流動(dòng)的阻力越小,則干燥的速率越快.水蒸汽的壓力差取決與冷凝器的有效溫度和產(chǎn)品溫度的溫度差.因此要盡可能地降低冷凝器的有效溫度和zui大限度地提高產(chǎn)品的溫度.

水蒸汽的流動(dòng)阻力來(lái)自以下幾個(gè)方面:

產(chǎn)品內(nèi)部的阻力,水分子通過已經(jīng)干燥的產(chǎn)品層的阻力.這個(gè)阻力的大小與干燥層的結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品的種類、成份、濃度、保護(hù)劑等有關(guān).

容器的阻力,容器的阻力主來(lái)自瓶口之處,因?yàn)槠靠诘慕孛孑^小,瓶口處可能還有某些物品.例如:帶槽的橡皮塞、紗布等,瓶口截面大,則阻力小.

機(jī)器本身的阻力.主要是凍干箱與冷凝器之間管道的阻力,管道粗、短、直則阻力小.另外阻力還與凍干箱的結(jié)構(gòu)和幾何形狀有關(guān).

提高凍干箱內(nèi)產(chǎn)品的溫度,能增加凍干箱內(nèi)與水蒸汽壓力,加速水蒸汽流向冷凝器,加快質(zhì)的傳遞,增加干燥速率.但是提高產(chǎn)品的溫度是有一定限度的,不能使產(chǎn)品溫度超過共熔點(diǎn)的溫度.

降低冷凝器的溫度.也就降低了冷凝器內(nèi)水蒸汽的壓力,也能加速水蒸汽從凍干箱流向冷凝器.同樣能加快質(zhì)的傳遞,提高干燥速率.但是更多的降低冷凝器的溫度需增加投資和運(yùn)行費(fèi)用.

減少水蒸汽的流動(dòng)阻力也能加快質(zhì)的傳遞,提高干燥速率.減小產(chǎn)品的分裝厚度；合理的設(shè)計(jì)瓶、塞、減少瓶口阻力；合理的設(shè)計(jì)凍干機(jī),減少機(jī)器的管道阻力；選擇合適的濃度和保護(hù)劑,使干燥產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)疏松多亂,減少干燥層的阻力；試驗(yàn)*的預(yù)凍方法,造成有利于升華的冰晶結(jié)構(gòu)等.這些方法均能促進(jìn)質(zhì)的傳遞,提高干燥速率.

分類

編輯

從結(jié)構(gòu)上分

鐘罩型凍干機(jī)：凍干腔和冷阱為分立的上下結(jié)構(gòu)，凍干腔沒有預(yù)凍功能。該類型的凍干機(jī)在物料預(yù)凍結(jié)束后轉(zhuǎn)入干燥過程時(shí)需要人工操作。大部分實(shí)驗(yàn)型凍干機(jī)都為鐘罩型，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低。凍干腔多數(shù)使用透明有機(jī)玻璃罩，便于觀察物料的凍干情況。[2]

原位型凍干機(jī)：凍干腔和冷阱為兩個(gè)獨(dú)立的腔體，凍干腔中的擱板帶制冷功能，物料置入凍干腔后，物料的預(yù)凍、干燥過程無(wú)需人工操作。該類型凍干機(jī)的制作工藝復(fù)雜，制造成本高，但原位型凍干機(jī)是凍干機(jī)發(fā)展方向，是進(jìn)行凍干工藝摸索的理想選擇，特別適用于醫(yī)藥、生物制品及其他特殊產(chǎn)品的凍干。

a、普通型 b、多歧管型 c、壓蓋型

從功能上分

普通擱板型：物料散裝于物料盤中，適用于食品、中草藥、粉末材料的凍干。

帶壓蓋裝置型：適合西林瓶裝物料的干燥，凍干準(zhǔn)備時(shí)，按需要將物料分裝在西林瓶中，浮蓋好瓶蓋后進(jìn)行冷凍干燥，干燥結(jié)束后操作壓蓋機(jī)構(gòu)壓緊瓶蓋，可避免二次污染、重新吸附水分，易于長(zhǎng)期保存。

多歧管型：在干燥室外部接裝燒瓶，對(duì)旋凍在瓶?jī)?nèi)壁的物料進(jìn)行干燥，這時(shí)燒瓶作為容器接在干燥箱外的歧管上，燒瓶中的物料靠室溫加熱，通過多歧管開關(guān)裝置，可按需要隨時(shí)取下或裝上燒瓶，不需要停機(jī)。

帶預(yù)凍功能型：物料預(yù)凍過程，冷阱作為預(yù)凍腔預(yù)凍物料，在干燥過程，冷阱為捕水器，捕獲物料溢出的水分。帶預(yù)凍功能的凍干機(jī)，冷凍干燥過程物料的預(yù)凍、干燥等均在凍干機(jī)上完成，凍干機(jī)使用效率高，節(jié)省了低溫冰箱的費(fèi)用。