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中試凍干機(jī)工作過(guò)程原理

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    奮斗
    2024-11-21 08:49
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    發(fā)表于 2025-3-27 13:12:18 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
      中試凍干機(jī),即中試規(guī)模的冷凍干燥機(jī),是一種用于將含水物料在低溫低壓條件下進(jìn)行脫水處理的設(shè)備,其工作過(guò)程原理涉及物理、化學(xué)等多方面的知識(shí),以下為你詳細(xì)介紹:
      一、凍干的基本原理
      凍干,也就是冷凍干燥,是將含水物料先凍結(jié)成固態(tài),然后在真空條件下使物料中的冰直接升華成水蒸氣排出,從而獲得干燥制品的一種技術(shù)。其依據(jù)的原理主要是水的相平衡關(guān)系,即在不同的溫度和壓力條件下,水會(huì)呈現(xiàn)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)。當(dāng)壓力低于水的三相點(diǎn)壓力(611.657 Pa)時(shí),固態(tài)的冰可以直接升華為氣態(tài)的水蒸氣,而無(wú)需經(jīng)過(guò)液態(tài)階段。
      二、中試凍干機(jī)的工作過(guò)程
      1.預(yù)凍階段
     ?、傥锪蠝?zhǔn)備:將需要凍干的物料均勻地放置在凍干機(jī)的擱板上,物料的形態(tài)可以是溶液、懸濁液或糊狀等。
     ?、诮禍貎鼋Y(jié):?jiǎn)?dòng)凍干機(jī)的制冷系統(tǒng),使擱板溫度迅速下降,物料隨之降溫。當(dāng)物料溫度降至共晶點(diǎn)溫度以下時(shí),物料中的水分開始結(jié)冰。共晶點(diǎn)溫度是指物料中水分全部?jī)鼋Y(jié)時(shí)的**溫度,不同物料的共晶點(diǎn)溫度各不相同。
     ?、蹆鼋Y(jié)固化:在低溫環(huán)境下,物料中的水分不斷凝固,最終形成穩(wěn)定的固態(tài)冰晶結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程需要控制好降溫速度和最終溫度,以確保冰晶的大小和分布符合要求,從而保證凍干產(chǎn)品的質(zhì)量。
      2.升華干燥階段
     ?、俪檎婵眨寒?dāng)物料凍結(jié)完成后,凍干機(jī)開始對(duì)干燥箱進(jìn)行抽真空操作,使箱內(nèi)壓力降低到水的三相點(diǎn)壓力以下。一般會(huì)將壓力控制在10 - 100 Pa左右。
     ?、诩訜嵘郎兀涸诰S持低真空度的同時(shí),通過(guò)擱板對(duì)物料進(jìn)行緩慢加熱。加熱的目的是提供水分升華所需的熱量,使固態(tài)冰直接升華為水蒸氣。加熱速度需要嚴(yán)格控制,過(guò)快可能導(dǎo)致物料表面結(jié)焦,過(guò)慢則會(huì)延長(zhǎng)凍干時(shí)間。
     ?、鬯魵馍A與捕集:在加熱和真空條件下,物料中的冰晶不斷升華成水蒸氣。升華出來(lái)的水蒸氣會(huì)向冷阱方向擴(kuò)散,在冷阱中被低溫捕獲,從而避免水蒸氣在干燥箱內(nèi)重新凝結(jié)到物料表面,影響凍干效果。
      3.解析干燥階段
      ①繼續(xù)加熱與抽真空:當(dāng)升華干燥基本完成后,進(jìn)入解析干燥階段。此時(shí),進(jìn)一步提高擱板的溫度,并維持較低的真空度,使物料中殘留的少量結(jié)合水進(jìn)一步脫除。結(jié)合水是指與物料分子通過(guò)氫鍵等作用力緊密結(jié)合的水分,其升華溫度相對(duì)較高。
     ?、谒秩コc產(chǎn)品穩(wěn)定:通過(guò)適當(dāng)?shù)募訜岷统檎婵詹僮?,將物料中的結(jié)合水逐步去除,使產(chǎn)品的含水量降低到規(guī)定的范圍內(nèi)。解析干燥的時(shí)間和溫度需要根據(jù)物料的性質(zhì)和產(chǎn)品要求進(jìn)行調(diào)整,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
      4.充填與封口階段(可選)
     ?、俪涮畋Wo(hù)氣體(如果需要):對(duì)于一些需要在惰性氣體環(huán)境下保存的凍干產(chǎn)品,在干燥完成后,可向干燥箱內(nèi)充填氮?dú)獾榷栊詺怏w,以置換箱內(nèi)的空氣,防止產(chǎn)品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中被氧化。
      ②封口包裝:將凍干后的產(chǎn)品從凍干機(jī)中取出,進(jìn)行密封包裝,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和保質(zhì)期。




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  • TA的每日心情
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    2024-9-5 11:03
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    發(fā)表于 2025-4-24 18:48:08 | 只看該作者
    這個(gè)話題對(duì)我來(lái)說(shuō)非常有趣,謝謝你的分享。
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    發(fā)表于 2025-11-2 00:28:14 | 只看該作者
    非常感謝,你的分享讓我感受到了知識(shí)的力量。
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