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揭秘凍干粉底凍干機(jī)的設(shè)計(jì)原理

更新時(shí)間:2024-11-04點(diǎn)擊次數(shù):127
  凍干粉底凍干機(jī)的設(shè)計(jì)原理基于冷凍干燥技術(shù),這是一種將含水物質(zhì)在低溫下凍結(jié)后,置于真空環(huán)境中通過升華去除水分,最終得到干燥固體物質(zhì)的過程。以下是該設(shè)計(jì)原理的詳細(xì)解釋:
  1.水的三相變化:凍干技術(shù)的基礎(chǔ)是水的三相變化,即水在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換。在凍干過程中,溶液速凍時(shí)形成的晶粒保持在顯微鏡下可見的大小,而慢凍時(shí)形成的晶粒肉眼可見。細(xì)晶粒留下的間隙大,有利于提高凍干的效率,而粗晶粒留下的間隙小,升華受阻,效率較低。
  2.升華條件與速度:冰在一定溫度下的飽和蒸汽壓大于環(huán)境的水蒸氣分壓時(shí),即可開始升華。隨著壓力降低(通常在13.3Pa以下),平均自由程增大,升華速度顯著加快。真空泵在凍干過程中起著抽除長(zhǎng)久氣體的作用,以維持升華所需的低壓強(qiáng)。
  3.冷凝器的作用:凝結(jié)器對(duì)水蒸氣的抽吸與捕獲作用是維護(hù)升所必需的條件。它實(shí)際上形成了專門捕集水蒸氣的真空泵。在凍干過程中,制品與凝結(jié)器的溫度通常為-25℃與+50℃。在這兩個(gè)面之間便產(chǎn)生了一個(gè)很大的壓力差與溫度差,從而促使制品升華出的水蒸氣以一定的流速定向地抵達(dá)凝結(jié)器表面結(jié)成霜。
  4.溫度控制:凍干過程中,溫度的控制至關(guān)重要。在大量升華階段,雖然擱板和制品溫度有很大懸殊,但由于板溫、凝結(jié)器溫度和真空溫度基本不變,因而升華吸熱比較穩(wěn)定,制品溫度相對(duì)恒定。隨著制品自上而下層層干燥,冰層升華的阻力逐漸增大,制品溫度相應(yīng)也會(huì)小幅上升。
  5.殘余水分的處理:在大量升華過程結(jié)束后,為了確保整箱制品大量升華完畢,板溫仍需保持一個(gè)階段后再進(jìn)行第二階段的升溫。剩余的百分之幾的水分稱為殘余水分,其去除需要更高的溫度或更長(zhǎng)的時(shí)間。
  綜上所述,凍干粉底凍干機(jī)的設(shè)計(jì)原理涉及多個(gè)方面,包括水的三相變化、升華條件與速度、冷凝器的作用、溫度控制以及殘余水分的處理等。這些原理共同構(gòu)成了凍干技術(shù)的核心,使得粉底凍干機(jī)能夠在醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
 

 

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