正文 任務三 認知冷凍幹燥(2 / 2)

3.解析

解析幹燥也稱為第二階段幹燥。一旦產品內的冰升華完畢,產品的幹燥就進入了第二階段。在第一階段幹燥後,在幹燥物質的毛細管壁和極性基團上還吸附有一部分水分,這些水分是未被凍結的,當它們達到一定含量時,就為微生物的生長繁殖和某些反應提供了條件。為使產品達到預定的殘餘含水量,改善產品的貯存穩定性,延長保存期,必須對其進一步幹燥。

在解析幹燥階段,幹燥速率下降。可以使產品的溫度迅速上升到該產品的最高允許溫度,並在該溫度下一直維持到凍幹結束為止。同時,為了使解析出來的水蒸氣有足夠的推動力逸出產品,必須使產品內外形成較大的蒸氣壓差,因此在此階段必須維持高真空。

練習

冷凍幹燥過程包括__________、__________和__________三個階段。

四、冷凍幹燥設備

真空冷凍幹燥係統主要由製冷係統、真空係統、加熱係統、幹燥係統和控製係統等組成。

冷凍幹燥室有臥式圓柱形、箱形等類型。幹燥室要求能製冷到-40℃或更低溫度,又能加熱到50℃左右。幹燥室設計有幾層至十幾層幹燥擱扳,以放置幾十至數百隻幹燥盤。幹燥室裝有管道和真空閥門與低溫冷凝器相連,以排除室內的水蒸氣,同時還有管道與熱交換器、製冷機相連,以獲得物料冰晶升華所需要的熱量和低溫環境。

2.低溫冷凝器(冷阱)

低溫冷凝器是一個密封的容器,用管路與製冷機、真空泵、熱交換器相連,以獲取低溫真空環境和冷凝器內除霜的熱量供給。冷凝器內的溫度必須保持低於幹燥室內物料的溫度,一般冷凝器內的溫度應保持在-50~-40℃,使大量的水蒸氣在冷凝器室中凝結。低溫冷凝器還設有除霜裝置、排出閥、熱空氣吹入裝置等,用來融化凝結的冰霜和排出內部水分,並將室內吹幹。

3.真空係統

冷凍幹燥設備的真空係統由冷凍幹燥室、低溫冷凝器、真空閥門和管道、真空泵和真空儀表等構成,係統要求密封性能好。真空泵采用旋片式或滑閥式油封機械泵,也可采用多級蒸氣噴射泵的真空係統和采用羅茨泵中間增壓-水環泵機組真空係統。

4.製冷係統

製冷係統由冷凍機組、冷凍幹燥室和低溫冷凝器內部的管道組成。冷凍機組可以是互相獨立的兩套,即一套製冷冷凍幹燥室,另一套製冷低溫冷凝器,也可以二者合用一套冷凍機組。冷凍機組可根據所需要的不同低溫,采用單級壓縮、雙級壓縮或複疊式冷凍機組。

5.加熱係統

加熱係統的作用是加熱冷凍幹燥箱內的擱板,供給冷凍幹燥室內物料的凍結冰以升華潛熱,促使其升華,並供給低溫冷凝器內的積霜以熔解熱。供給升華熱時,應保證傳熱速率適宜,使凍結層表麵達到盡可能高的蒸氣壓,但又不使之熔化,所以熱源的溫度應根據傳熱速率來決定。加熱方法分為直接加熱和間接加熱。直接加熱法用電直接在冷凍幹燥室內加熱,間接加熱法利用電或其他熱源加熱傳熱介質,再將其通入冷凍幹燥室內的擱扳。

6.控製係統

控製係統由各種開關、安全裝置、自動監測傳感器和儀表組成,以有效地控製真空冷凍幹燥工藝過程的操作和保證產品質量。