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冻干机干燥周期的影响因素分析

时间:2020-03-05 点击次数:286

做干燥,都知道冻干机的优点好处很多,但是也都知道冻干机的缺点,那就是冻干机相对来说价格高,周期长,成本大。因此冻干机确定以后,提高冻干效率,也就是缩短冻干机的干燥周期是非常关键的,能够节约成本,创造效益。

那么如何能降低冻干周期,获得优质的冻干制品?

要降低干燥时间,那么就要从冻干的原理和冻干机的特点出发去考虑,分析影响冻干周期的因素有哪些?

首先预冻貌似和干燥时间关系不大,其实这是一个关键的因素。预冻的时间一般不是很长,也就是说预冻达到我们设定的温度一般也就是3~8小时,那么就是这个预冻出来的制品的结构影响干燥的周期。慢冻的话形成的是大的冰晶,在升华阶段就会成为大的升华通道,干燥时间就能缩短。但是慢冻有一个缺点也就是干燥后复水慢,因此选择合适的预冻速率是关键,合适的预冻速率是要结合干燥的升华和样品的行业特点要求进行选择的。

其次是冷阱的温度的选择。一般的冻干机可以做到冷阱温度-55,-85,如果你的制品的有机溶剂比较多,而且比较难升华的话,那么就要选择低的冷阱温度,可以定做-110℃,-135℃这样的低温型。冷阱的温度和冻干箱温度差越大,效率越高,冷阱越大,补集量越大。由于冻干机工作的时候真空泵吸真空到相对真空值,水汽处于粘滞留状态,几乎不会流动,所以真空泵这时的作用只是保持真空度并不能把水汽吸出来,而水汽的特性是往温度低的地方去的,这时就要靠冷阱和产品的梯度差来把物质升华的水分捕住,也就是我们常说的冷阱的捕霜能力,这个温度差能控制在十度以上水汽的流通就很好了,当然温度差越大捕霜效果越好,干燥效率越高,但是能耗相对也越高。

很多人认为冻干的水分是靠真空泵吸出来的,真空泵功率越大效率越高,这真的是一个很大的误区。真空泵只能吸收不可凝性的气体,主要起到真空作用的是冷阱,只有冷阱将升华出来的水汽吸收冷凝在冷阱的表明,真空泵才能正常工作,如果冷阱不工作,只是靠真空泵吸收的话,很快真空泵就会坏掉。

最后就是冻干曲线的设计。冻干曲线设计的好坏直接影响冻干制品的质量和冻干的周期。冻干曲线的设计要考虑共晶点温度、共熔点温度、玻璃态转变温度,塌陷温度,真空度控制,温度控制。温度的设计就大大影响冻干周期,因为升华温度越高,升华越快,而升华温度与板层温度,冻干箱内真空度有关,与冻干制品的容器有关,有制品的厚度有关,因此冻干曲线的设计要结合制品本分,制品的特点,制品内的保护剂,赋形剂,板层温度设计,真空度设计,时间设计。只有这些相互配合设计好了才会有高的效率,好的质量。

冻干曲线

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