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影響真空凍干機(jī)速率的五大因素

閱讀:1579        發(fā)布時(shí)間:2022/2/11
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真空凍干機(jī)是在真空環(huán)境下,利用升華原理,使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分,不經(jīng)過(guò)冰的融化,直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去,從而達(dá)到冷凍干燥的目的。實(shí)驗(yàn)室系列包括普通型凍干機(jī)、壓蓋型凍干機(jī)、多歧管型凍干機(jī)、T型架凍干機(jī),小型原位凍干機(jī)等,適用于熱敏性物質(zhì),如血清、血漿、抗體、疫苗、藥品、微生物,生物研究用植物提取液等冷凍干燥,以及非生物領(lǐng)域的納米顆粒、膠體、粉末、食品、植物、文物的干燥等。 

真空凍干機(jī)使用的時(shí)候,哪些因素會(huì)影響真空凍干機(jī)的速率?

1、裝量

物料在凍干時(shí),分裝到容器中后存在一定的表面積與物質(zhì)厚度之比,亦即凍干與裝量有關(guān)。表面積、厚度小有利于水分升華,容易凍干且質(zhì)量理想。凍干機(jī)進(jìn)行冷凍干燥時(shí),單位面積料盤上被干燥的濕重裝載量是決定干燥時(shí)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(zhì)速度越快,干燥時(shí)間愈短。但是,物料厚度薄則單位凍干面積上每批次干燥的物料少,對(duì)提高單位凍干面積和單位時(shí)間產(chǎn)量不利。

2、傳熱方式傳熱方式

按傳統(tǒng)的分類可劃分為:傳導(dǎo)、對(duì)流、熱輻射和介質(zhì)加熱(微波加熱)。由于升華干燥的過(guò)程涉及到熱和質(zhì)(水蒸氣)的傳遞,因此,通過(guò)何種傳熱方式將熱量更為有效地傳給物料,對(duì)干燥速率有較大的影響。

3、干燥室內(nèi)壓力

真空凍干機(jī)干燥室內(nèi)壓力高低影響到傳熱和傳質(zhì)的速率,就傳質(zhì)而言,壓力越低越好,而對(duì)于傳熱來(lái)說(shuō),壓力越高越好。傳質(zhì)速率的大小,主要由升華界面與干燥層表面的溫度和壓力所決定,要提高干燥層中水蒸氣的逸出速率,一是提高升華界面的溫度,使界面水蒸氣壓增大;二是提高干燥室的真空度,降低干燥層表面的蒸汽壓。
4、物料的形態(tài)與組分

根據(jù)凍干物料的形態(tài)通常分為固體和液體。固體的形態(tài)和液體的濃度對(duì)真空凍干機(jī)冷凍干燥速率的影響較大。
5、預(yù)凍速率

真空凍干機(jī)冷凍時(shí)所形成的晶體大小在很大程度上影響干燥的速率和干燥后產(chǎn)品的溶解速度。速凍和慢凍過(guò)程具有以下差別:速凍產(chǎn)生的冰晶較小,慢凍產(chǎn)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(jié)導(dǎo)致升華速率低,解吸速率快;慢速凍結(jié)導(dǎo)致升華速率快,解析速率慢。

真空凍干機(jī)采用的冷凍干燥就是把含有大量水分物質(zhì),預(yù)先進(jìn)行降溫凍結(jié)成固體,然后在真空的條件下使水蒸汽直接升華出來(lái)。而物質(zhì)本身剩留在凍結(jié)時(shí)的冰架子中,因此它干燥后體積不變,疏松多孔。在升華時(shí)凍結(jié)產(chǎn)品內(nèi)的冰或其它溶劑要吸收熱量。引起產(chǎn)品本身溫度的下降而減慢升華速度,為了增加升華速度,縮短干燥時(shí)間,必須要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)加熱。整個(gè)干燥是在較低的溫度下進(jìn)行的。




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