食品機械設備網(wǎng)
技術文章
凍干機在干燥過程中為何還要加熱
閱讀：34 發(fā)布時間：2024-8-29冷凍干燥機在干燥過程中為何還要加熱呢？主先了解下整個干燥的工藝
物料預凍
預凍是將溶液中的自由水固化，賦予產(chǎn)品干燥后與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質移動等不可逆變化發(fā)生。
溶液在凍結過程中，需過冷到冰點以下，其內部產(chǎn)生晶核以后，自由水才開始以的形式結晶，同時放出結晶熱，使其溫度上升到冰點，隨著晶體的生長，溶液濃度增加，當濃度到達共晶濃度，溫度下降到共晶點以下時，溶液就全部凍結。
凍干制品升華前，必須凍結到一定的溫度，這個溫度應設在制品的共溶點以下 10 至 20℃，如不經(jīng)過預凍直接抽真空，當壓力降到一定程度時，液體就會被抽去。這種情況也叫蒸發(fā)這種蒸汽叫做不飽和蒸汽，如果制品凍結不實而抽真空，液體中的氣體迅速逸出而起“沸騰"現(xiàn)象。制品如在“沸騰"中凍結，有部分可能逸出瓶外，引起藥物損失或使品表面凹凸不平。由此可見，共溶點的溫度是保證產(chǎn)品正常干燥的Z安全的溫度，只能比它低，不能高于共溶點溫度。
升華干燥（一次干燥）
將凍結后的產(chǎn)品置于密閉的真空容器中加熱，其冰晶就會升華成水蒸氣逸出而使產(chǎn)品脫水干燥。干燥是從外表面開始逐步向內推移的，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。已干燥層和凍結部分的分界面（實際上是一薄層）稱為升華界面。在生物制品干燥中，升華界面約以 1mm/h 的速度向內推進。當全部冰晶去除時，升華干燥就完成了，此時可除去水分 90％左右。制品中冰的升華是在升華界面處進行的。升華時所需要的熱量是由加熱設備（通過擱板）提供，從擱板傳來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，輻射，氣體的對流。
產(chǎn)品升華時受以下幾個溫度限制：
產(chǎn)品凍結部分的溫度應低于產(chǎn)品共溶點的溫度。
產(chǎn)品干燥部分的溫度要低于其崩解溫度或容許的Z高溫度（不燒焦或性變）。
Z高擱板溫度。
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（或崩解溫度）以下，才不致使冰晶溶化。但對于吸附水，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。因此，這一階段產(chǎn)品的溫度應足夠地高，只要不超過允許的Z高溫度，不燒毀產(chǎn)品和不造成產(chǎn)品過熱而變性就可。同時，為了使解吸出來的水蒸氣有足夠的推動力逸出產(chǎn)品，必須使產(chǎn)品內外形成較大的蒸汽壓差，因此這一階段箱體內要保持高真空。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。
通過以上的描述大家不難得出這樣的結論：
真空冷凍干燥實際就是利用升華的原理，升華是一個吸熱的過程，如果沒有足夠的熱量升華就無法進行，升華無法進行那么就不會有冷凍干燥的結果了！這只是解決了冷凍干燥過程中加熱的原因的問題，那么怎么加熱、如何加熱、怎么能讓冷凍干燥的速度快得到的制品質量又好呢？這個問題咱們下次再來討論！
