冷凍幹(gān)燥(zào)機原(yuán)理(lǐ)
更新時(shí)間:2023-12-08 點擊(jī)次數:2641

冷凍(dòng)幹(gān)燥機原(yuán)理 |
冷凍幹燥(zào)(以(yǐ)下(xià)簡稱凍幹(gān))就是(shì)將含水物質(zhì),先凍結成(chéng)固(gù)態,而後使其中的(dí)水(shuǐ)分(fēn)從固態升(shēng)華成(chéng)氣態,以除(chú)去(qù)水(shuǐ)分而保存物(wù)質(zhì)的(dí)方(fāng)法(fǎ)。
在壓(yā)縮(suō)空氣幹(gān)燥(zào)過程中(zhōng),其冷凍幹(gān)燥(zào)是通(tōng)過(guò)降低壓縮空氣溫度(dù),使壓(yā)縮(suō)空氣中(zhōng)的(dí)水份析出(chū)。冷凍幹燥(zào)機(冷幹(gān)機)的工作原理與電冰箱一(yī)樣,壓縮空氣經過(guò)冷凍的壓縮空氣(qì)管(guǎn)道後,壓縮(suō)空氣(qì)溫(wēn)度(dù)下降至要(yào)求(qiú)的溫度,達到(dào)幹燥的要求。
起源
凍幹機起源於(yú)19世紀20年(nián)代(dài)的(dí)真(zhēn)空(kōng)冷(lěng)凍(dòng)幹(gān)燥技術(shù)經歷了幾十年(nián)的起伏和(hé)徘徊(huái)後(hòu),在最(zuì)後(hòu)的20年(nián)中(zhōng)取得了(liǎo)長足(zú)進(jìn)展。進入21世(shì)紀,真空(kōng)凍幹技(jì)術憑(píng)借其它(tā)幹(gān)燥(zào)方法(fǎ)優點,越來越受(shòu)到人們(mén)的青睞,除(chú)了在醫藥,生(shēng)物製品,食品(pǐn),血液(yè)製(zhì)品,活性(xìng)物質(zhì)領(lǐng)域(yù)得到(dào)廣泛(fàn)應用外,其應(yīng)用(yòng)規模和領域(yù)還(huán)在(zài)不斷擴(kuò)大中(zhōng)。為此,真(zhēn)空(kōng)冷凍幹燥(zào)必將成(chéng)為(wéi)21世(shì)紀(jì)的重要應用技術。
優(yōu)勢
幹燥的(dí)方(fāng)法多種(zhǒng)多樣(yàng),如(rú)曬(shài)幹(gān),煮(zhǔ)幹(gān),烘(hōng)幹,噴霧(wù)幹(gān)燥(zào)和真空幹燥等(děng),但(dàn)普通(tōng)幹燥方法通常都(dū)在0℃以(yǐ)上或更(gēng)高的(dí)溫(wēn)度(dù)下進(jìn)行(háng)。幹(gān)燥(zào)所得(dé)的產(chǎn)品一(yī)般(bān)都存在(zài)體積縮(suō)小,質地(dì)變(biàn)硬的(dí)問題,易(yì)揮發的成分大部分會損失(shī)掉(diào),一些(xiē)熱敏性(xìng)的物質(zhì)發生變性,失(shī)活(huó),有(yǒu)些物質甚(shèn)至(zhì)發(fā)生(shēng)了(liǎo)氧(yǎng)化。因(yīn)此,幹燥後的產(chǎn)品與(yǔ)幹燥(zào)前相(xiāng)比,在性狀上有很(hěn)大的差別(bié)。 凍幹法則基本上(shàng)在0℃以下(xià)進行(háng),即在(zài)產品凍結(jié)的(dí)狀(zhuàng)態下(xià)進行(háng),隻(zhī)在(zài)後期降(jiàng)低產品的殘(cán)餘水(shuǐ)份含(hán)量時(shí),才讓產品升至0℃以上的溫(wēn)度,但一般(bān)不(bù)超過40℃。在真(zhēn)空條(tiáo)件下,當水(shuǐ)蒸汽直接升華出來(lái)後,藥物剩留在(zài)凍(dòng)結時(shí)的冰架(jià)中(zhōng),形成類似海(hǎi)綿狀(zhuàng)疏(shū)鬆多(duō)孔架(jià)構,因(yīn)此(cǐ)它幹燥後體積(jī)大(dà)小(xiǎo)幾(jī)乎(hū)不(bù)變。再(zài)次使用前,隻(zhī)要加(jiā)入注(zhù)射(shè)用水,又會立即溶(róng)解。凍(dòng)幹機(jī)相(xiāng)對(duì)常(cháng)規(guī)方法,凍(dòng)幹法具(jù)有如下(xià)優點:
* 許多熱敏(mǐn)性(xìng)的(dí)物質不會發生變(biàn)性(xìng)或(huò)失活。
* 在低溫(wēn)下(xià)幹(gān)燥時(shí),物(wù)質(zhì)中(zhōng)的(dí)一些(xiē)揮(huī)發(fā)性成分(fēn)損失(shī)很(hěn)小。
* 在凍(dòng)幹過程中,微(wēi)生物的(dí)生長和酶(méi)的作(zuò)用(yòng)無法(fǎ)進(jìn)行(háng),因(yīn)此能(néng)保(bǎo)持原來的(dí)性(xìng)狀(zhuàng)。
* 由於在凍結的(dí)狀態下進(jìn)行(háng)幹(gān)燥,因此(cǐ)體積幾(jī)乎不變,保持了(liǎo)原來的結(jié)構(gòu),不(bù)會發(fā)生濃縮(suō)現象。
* 由於物料中水分在(zài)預(yù)凍以後以(yǐ)冰晶(jīng)的形(xíng)態存在,原(yuán)來溶於水(shuǐ)中(zhōng)的無(wú)機鹽類溶(róng)解物(wù)質(zhì)被(bèi)均匀地分(fēn)配在物料之(zhī)中(zhōng)。升(shēng)華時(shí),溶於水(shuǐ)中的(dí)溶解物質就析出,避免(miǎn)了(liǎo)一(yī)般(bān)幹燥方法(fǎ)中(zhōng)因物(wù)料內部(bù)水(shuǐ)分(fēn)向(xiàng)表麵遷(qiān)移所(suǒ)攜帶的(dí)無機鹽在表(biǎo)麵析(xī)出而(ér)造成(chéng)表麵硬化(huà)的(dí)現(xiàn)象。
* 幹燥(zào)後(hòu)的物(wù)質疏鬆多孔(kǒng),呈(chéng)海(hǎi)綿狀(zhuàng),加水後溶(róng)解(jiě)迅(xùn)速而(ér),幾(jī)乎(hū)立即(jí)恢復原(yuán)來(lái)的性(xìng)狀。
* 由(yóu)於(yú)幹燥在真空下(xià)進(jìn)行,氧氣(qì)極少,因此一(yī)些易氧化的(dí)物質(zhì)得(dé)到(dào)了保護。
* 幹(gān)燥(zào)能排除95%~99%以上(shàng)的(dí)水(shuǐ)分,使幹燥後產品能長(cháng)期保存而(ér)不(bù)致(zhì)變(biàn)質(zhì)。
* 因(yīn)物料處於(yú)凍結狀(zhuàng)態,溫度很低,所(suǒ)以供熱的熱源(yuán)溫(wēn)度要求(qiú)不(bù)高,采(cǎi)用常溫或溫(wēn)度(dù)不高的(dí)加熱器即可(kě)滿足(zú)要求(qiú)。如果(guǒ)冷凍室(shì)和(hé)幹燥室分(fēn)開時(shí),幹(gān)燥(zào)室(shì)不需絕(jué)熱(rè),不會有很多的熱損失(shī),故(gù)熱(rè)能(néng)的(dí)利用(yòng)很(hěn)經濟。
正(zhèng)所(suǒ)謂技(jì)術,真空(kōng)冷凍(dòng)幹燥(zào)技術的(dí)主要(yào)缺點(diǎn)是成本高(gāo)。由於它需要(yào)真空和(hé)低(dī)溫條件(jiàn),所(suǒ)以(yǐ)真(zhēn)空(kōng)冷(lěng)凍幹燥(zào)機要配(pèi)置一套真空(kōng)係統和低溫係統(tǒng),因(yīn)而(ér)投(tóu)資(zī)費(fèi)用和運轉費(fèi)用都比較高。

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