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影響真空冷凍幹燥機幹燥速率的因素分析

2019/1/24 10:37:41      點擊:

  冷凍幹燥過程是一個複雜的傳熱傳質過程,涉及制冷、真空、電子、化學、低溫醫學等多個學科,技術含量高、凍幹工藝複雜。在中藥、食品等行業,真空冷凍幹燥機是受捧的設備之一。     

  從結構上來說,真空冷凍幹燥機是将制冷系統、真空系統、導熱油加熱系統、排濕系統組合為一體,從而推出的一種新型箱體,可以較大效率地利用箱體内存放物料的空間進行冷凍真空幹燥。目前,真空冷凍幹燥機适用于高檔原料藥、中藥飲片、藥物中間體、食品等各種物料的幹燥。     

  業内表示,在真空冷凍幹燥機進行工作時,幹燥的速率是用戶非常關注的點。但是在實際運作中,常常發現幹燥速率并不如意。那麼,影響真空冷凍幹燥機幹燥速率的因素有哪些呢?     

  物料預凍速率 。據了解,對物料進行預凍是凍幹機在工作時首先要做的。而預凍可分為速凍和慢凍,冷凍時所形成的晶體大小在很大程度上影響整個幹燥的速率和幹燥後産品的溶解速度。     

  具體而言,速凍和慢凍過程具有以下差别:速凍産生的冰晶較小,慢凍産生的冰晶較大。大的冰晶有利于升華,小的冰晶不利于升華,快速凍結導緻升華速率低,解吸速率快;慢速凍結導緻升華速率快,解析速率慢。因此,業内指出,預凍的速度一定要根據物料準确把握。     

  幹燥室内的壓力大小 ,業内表示,幹燥室内的壓力大小會直接影響到傳熱和傳質(水蒸氣)的速率。其中,就傳質而言,壓力越低越好,而對于傳熱來說,壓力越高越好。     

由于傳質速率的大小主要由升華界面與幹燥層表面的溫度和壓力所決定,所以要提高幹燥層中水蒸氣的逸出速率,一般分兩種操作:提高升華界面的溫度,使界面水蒸氣壓增大。或者提高幹燥室的真空度,降低幹燥層表面的蒸汽壓。 據悉,在凍幹工藝中,凍幹物料的形态通常分為固體和液體。而固體的堆積密度和液體的成分密度都對物料的冷凍時間有影響。     

濕重裝載量     

  據了解,物料在進行凍幹時,分裝到容器中後存在一定的表面積與物質厚度之比。而在幹燥時,單位面積料盤上被幹燥的濕重裝載量是決定幹燥時間的重要因素。     

  一般情況下,物料堆積的厚度越薄,傳熱和傳質速度越快,幹燥時間愈短。但是,物料薄則單位凍幹面積上每批次幹燥的物料少,對提高單位凍幹面積和單位時間産量會産生不利。所以需要根據物料進行綜合考量。目前,市場上的真空幹燥冷凍設備多種多樣,有不少次廠家為了提升幹燥效率,自動化控制作了更新與升級。有設備廠家表示,新型的幹燥冷凍設備改變了過去幹燥過程中的繁瑣操作,防止物料污染,并實現了幹燥升華的自動化。相關負責人表示,“該機型具備擱闆加熱和可編程功能,可以記憶凍幹曲線,自帶u盤提取功能,可以更方便的觀察物料的凍幹過程。”