影響真空冷凍干燥機(jī)凍干時(shí)間的因素
凍干過程是傳熱和傳質(zhì)(水蒸氣)同時(shí)進(jìn)行,熱和質(zhì)的傳遞速率共同影響干燥速率,并影響整個(gè)凍干周期,所有影響熱和質(zhì)傳遞的因素都會(huì)影響干燥速率。
物料形態(tài)與組分:固體形態(tài)和液體濃度對(duì)冷凍干燥速率的影響很大。
預(yù)凍速率:冷凍時(shí),形成的晶體在很大程度上影響著干燥速率和干燥后產(chǎn)品的溶解速度。速凍和慢凍過程具有以下差別:速凍產(chǎn)生的冰晶小,慢凍產(chǎn)生的冰晶大。大冰晶利于升華,小冰晶不利于升華,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。
裝量:凍干時(shí),分裝到容器中后,存在一定的表面積與物質(zhì)厚度比(凍干與裝量有關(guān))。表面積、厚度小,利于水分升華,容易凍干,且質(zhì)量理想。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,通常,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。但物料厚度薄,說明單位凍干面積上,每批次干燥的物料少,不利于提高單位凍干面積和單位時(shí)間產(chǎn)量。
干燥室內(nèi)壓力:影響傳熱和傳質(zhì)速率,就傳質(zhì)而言,壓力越低越好;對(duì)于傳熱來說,壓力越高越好。傳質(zhì)速率由升華界面與干燥層表面溫度和壓力決定,提高干燥層中水蒸氣的逸出速率,可以提高升華界面溫度,增大界面水蒸汽壓;也可以提高干燥室的真空度,降低干燥層表面的蒸汽壓。
按照傳統(tǒng)傳熱,可劃分為:傳導(dǎo)、對(duì)流、熱輻射、介質(zhì)加熱(微波加熱)。因升華干燥的過程涉及到熱和質(zhì)(水蒸氣)的傳遞。因此,通過哪種傳熱方式將熱量有效地傳給物料,會(huì)對(duì)干燥速率產(chǎn)生很大影響。
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