研发冻干机的基本工作原理解析以及其优点的详细介绍:
1.预冻阶段:此阶段是冻干的前提,核心目标是将物料中的自由水和部分弱结合水冻结成冰。通过低温环境使物料中的水分变成固态,同时避免物料在后续真空环境中出现“沸腾”或形态坍塌的情况。只有充分预冻,才能为后续的升华干燥打下良好基础。
2.升华干燥阶段:基于水的三相变化原理,在高真空状态下,当压力低于水的三相点压力、温度低于一定数值时,预先冻结的物料中的水分会跳过液态,直接从固态的冰升华为气态的水蒸气被排出。这一过程利用了真空环境降低水的沸点的特性,使得物料中的水分能够在较低温度下快速升华去除。
3.解析干燥阶段:经过升华干燥后,物料中大部分水分已被去除,但仍有少量残留的结合水。此时继续维持一定的真空度和温度条件,使这部分难以去除的结合水也逐步被解析出来并排出,从而获得含水率极低的干燥产品。
研发冻干机的优点:
1.保持物料原有形态和结构:由于水分直接从固态升华为气态,避免了因液态水蒸发导致的物料收缩和变形,能够很好地保持物料原有的形状、大小和结构,对于一些形状不规则或质地脆弱的物料,如生物样品、药品、食品等,这一优点尤为重要。
2.适用于热敏性物质:冷冻干燥在低温下进行,因此对于许多热敏性的物质特别适用,不会因高温而破坏其活性成分或导致变质。
3.减少挥发性成分损失:在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小,适合一些化学产品、药品和食品的干燥处理。
4.抑制微生物生长和酶的作用:在冷冻干燥过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持物料原来的性状,延长保存期限。
5.体积几乎不变:由于在冻结的状态下进行干燥,物料的体积几乎不变,不会发生浓缩现象,有利于保持产品的松密度和溶解性等特性。
6.配置灵活与节能环保:例如中试型冻干机采用干燥室和冷阱分开设计,用硅油作为热量的传导介质,既有利于节约能源,还能加快生产速度,并且容易清洁,可根据实验或者生产的要求配置自动压塞功能等。