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淺析影響冷凍幹燥機速率的各種因素

  冷凍幹燥機冷凍幹燥的整個過程其實就是傳熱和傳質(水蒸氣)同時進行的過程,熱和質的傳遞速率共同影響幹燥速率,從而影響整個凍幹周期,所有影響熱和質傳遞的因素均會影響幹燥速率,簡單分析如下:

  1、物料的形態與組分
  根據凍幹物料的形態通常分為固體和液體。固體的形態和液體的濃度對冷凍幹燥速率的影響較大。

  2、預凍速率
  冷凍時所形成的晶體大小在很大程度上影響幹燥的速率和幹燥後產品的溶解速度。速凍和慢凍過程具有以下差別:速凍產生的冰晶較小,慢凍產生的冰晶較大。大的冰晶有利於升華,小的冰晶不利於升華,快速凍結導致升華速率低,解吸速率快;慢速凍結導致升華速率快,解析速率慢。

  3、裝量
  物料在凍幹時,分裝到容器中後存在一定的表麵積與物質厚度之比,亦即凍幹與裝量有關。表麵積、厚度小有利於水分升華,容易凍幹且質量理想。幹燥時,單位麵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,物料堆積的厚度愈薄,傳熱和傳質速度越快,幹燥時間愈短。但是,物料厚度薄則單位凍幹麵積上每批次幹燥的物料少,對提高單位凍幹麵積和單位時間產量不利。

  4、幹燥室內壓力
  幹燥室內壓力高低影響到傳熱和傳質的速率,就傳質而言,壓力越低越好,而對於傳熱來說,壓力越高越好。傳質速率的大小,主要由升華界麵與幹燥層表麵的溫度和壓力所決定,要提高幹燥層中水蒸氣的逸出速率,一是提高升華界麵的溫度,使界麵水蒸氣壓增大;二是提高幹燥室的真空度,降低幹燥層表麵的蒸汽壓。

  5、傳熱方式傳熱方式
  按傳統的分類可劃分為:傳導、對流、熱輻射和介質加熱(微波加熱)。由於升華幹燥的過程涉及到熱和質(水蒸氣)的傳遞,因此,通過何種傳熱方式將熱量更為有效地傳給物料,對幹燥速率有較大的影響。

冷凍幹燥機略說

  冷凍幹燥機係由製冷係統、真空係統、加熱係統、電器儀表控製係統所組成。冷凍幹燥機就是將含水物質,先凍結成固態,而後使其中的水分從固態升華成氣態,以除去水分而保存物質的機器。冷凍幹燥機在生物工程、醫藥工業、食品工業、材料科學和農副產品深加工等領域有著廣泛的應用。

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