研發凍干機的基本工作原理解析以及其優點的詳細介紹:
1.預凍階段:此階段是凍干的前提,核心目標是將物料中的自由水和部分弱結合水凍結成冰。通過低溫環境使物料中的水分變成固態,同時避免物料在后續真空環境中出現“沸騰”或形態坍塌的情況。只有充分預凍,才能為后續的升華干燥打下良好基礎。
2.升華干燥階段:基于水的三相變化原理,在高真空狀態下,當壓力低于水的三相點壓力、溫度低于一定數值時,預先凍結的物料中的水分會跳過液態,直接從固態的冰升華為氣態的水蒸氣被排出。這一過程利用了真空環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合水。此時繼續維持一定的真空度和溫度條件,使這部分難以去除的結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品。
研發凍干機的優點:
1.保持物料原有形態和結構:由于水分直接從固態升華為氣態,避免了因液態水蒸發導致的物料收縮和變形,能夠很好地保持物料原有的形狀、大小和結構,對于一些形狀不規則或質地脆弱的物料,如生物樣品、藥品、食品等,這一優點尤為重要。
2.適用于熱敏性物質:冷凍干燥在低溫下進行,因此對于許多熱敏性的物質特別適用,不會因高溫而破壞其活性成分或導致變質。
3.減少揮發性成分損失:在低溫下干燥時,物質中的一些揮發性成分損失很小,適合一些化學產品、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:由于在凍結的狀態下進行干燥,物料的體積幾乎不變,不會發生濃縮現象,有利于保持產品的松密度和溶解性等特性。
6.配置靈活與節能環保:例如中試型凍干機采用干燥室和冷阱分開設計,用硅油作為熱量的傳導介質,既有利于節約能源,還能加快生產速度,并且容易清潔,可根據實驗或者生產的要求配置自動壓塞功能等。