研發(fā)凍干機(jī)的基本工作原理解析以及其優(yōu)點的詳細(xì)介紹:
1.預(yù)凍階段:此階段是凍干的前提,核心目標(biāo)是將物料中的自由水和部分弱結(jié)合水凍結(jié)成冰。通過低溫環(huán)境使物料中的水分變成固態(tài),同時避免物料在后續(xù)真空環(huán)境中出現(xiàn)“沸騰”或形態(tài)坍塌的情況。只有充分預(yù)凍,才能為后續(xù)的升華干燥打下良好基礎(chǔ)。
2.升華干燥階段:基于水的三相變化原理,在高真空狀態(tài)下,當(dāng)壓力低于水的三相點壓力、溫度低于一定數(shù)值時,預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分會跳過液態(tài),直接從固態(tài)的冰升華為氣態(tài)的水蒸氣被排出。這一過程利用了真空環(huán)境降低水的沸點的特性,使得物料中的水分能夠在較低溫度下快速升華去除。
3.解析干燥階段:經(jīng)過升華干燥后,物料中大部分水分已被去除,但仍有少量殘留的結(jié)合水。此時繼續(xù)維持一定的真空度和溫度條件,使這部分難以去除的結(jié)合水也逐步被解析出來并排出,從而獲得含水率極低的干燥產(chǎn)品。
研發(fā)凍干機(jī)的優(yōu)點:
1.保持物料原有形態(tài)和結(jié)構(gòu):由于水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài),避免了因液態(tài)水蒸發(fā)導(dǎo)致的物料收縮和變形,能夠很好地保持物料原有的形狀、大小和結(jié)構(gòu),對于一些形狀不規(guī)則或質(zhì)地脆弱的物料,如生物樣品、藥品、食品等,這一優(yōu)點尤為重要。
2.適用于熱敏性物質(zhì):冷凍干燥在低溫下進(jìn)行,因此對于許多熱敏性的物質(zhì)特別適用,不會因高溫而破壞其活性成分或?qū)е伦冑|(zhì)。
3.減少揮發(fā)性成分損失:在低溫下干燥時,物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小,適合一些化學(xué)產(chǎn)品、藥品和食品的干燥處理。
4.抑制微生物生長和酶的作用:在冷凍干燥過程中,微生物的生長和酶的作用無法進(jìn)行,因此能保持物料原來的性狀,延長保存期限。
5.體積幾乎不變:由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥,物料的體積幾乎不變,不會發(fā)生濃縮現(xiàn)象,有利于保持產(chǎn)品的松密度和溶解性等特性。
6.配置靈活與節(jié)能環(huán)保:例如中試型凍干機(jī)采用干燥室和冷阱分開設(shè)計,用硅油作為熱量的傳導(dǎo)介質(zhì),既有利于節(jié)約能源,還能加快生產(chǎn)速度,并且容易清潔,可根據(jù)實驗或者生產(chǎn)的要求配置自動壓塞功能等。