冷凍干燥機是由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成的機器。冷凍干燥機主要部件分為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
干燥的方法多種多樣,如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進行。干燥所得的產品一般都存在體積縮小、質地變硬的問題,易揮發(fā)的成分大部分會損失掉,一些熱敏性的物質發(fā)生變性、失活,有些物質甚至發(fā)生了氧化。因此,干燥后的產品與干燥前相比,在性狀上有很大的差別。 凍干法則基本上在0℃以下進行,即在產品凍結的狀態(tài)下進行,只在后期降低產品的殘余水份含量時,才讓產品升至0℃以上的溫度,但一般不超過40℃。在真空條件下,當水蒸汽直接升華出來后,藥物剩留在凍結時的冰架中,形成類似海綿狀疏松多孔架構,因此它干燥后體積大小幾乎不變。再次使用前,只要加入注射用水,又會立即溶解。
冷凍式干燥機工作原理是指由熱交換系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)三部分組成的原理。壓縮空氣首入預冷卻器進行氣-氣或氣-水的熱交換,除去一部分熱能,然后進入冷熱空氣交換器,和已經從蒸發(fā)器出來被冷卻到壓力露點的冷空氣進行熱交換,使壓縮空氣的溫度進一步降低。
冷凍式干燥機是根據冷凍除濕原理,將壓縮空氣強制通過蒸發(fā)器進行熱交換而降溫,使壓縮空氣中氣態(tài)的水和油經過等壓冷卻,凝結成液態(tài)的水和油,并夾帶塵埃,通過自動排水器排出機外,從而獲得清潔的壓縮空氣的一種機器。
真空冷凍干燥機,其基本原理是在高真空狀態(tài)下,利用升華原理,使預先凍結的物料中的水份,不經過冰的融化,直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去,從而使物料干燥,真空冷凍干燥產品可確保食品中蛋白質、維生素等各種營養(yǎng)成份,特別是那些易揮發(fā)熱敏性成份不損失。因而能大限度地保持原有的營養(yǎng)成份有效地防止干燥過程中的氧化,營養(yǎng)成份的轉化和狀態(tài)變化,凍干制品成海綿狀、無干縮、復水性、食用方便、含水份極少,相應包裝后可在常溫下長時間保存和運輸。
與其它干燥方法一樣,要維持升華干燥的不斷進行,滿足兩個基本條件,即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段,如果物料溫度相對較高,升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進行,物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度,此時,若沒有外界供熱,升華干燥便停止進行。在外界供熱的情況下,升華所生成的蒸汽如果不及時排除,蒸汽分壓就會升高,物料溫度也隨之升高,當達到物料的凍結點時,物料中的冰晶就會融化,冷凍干燥也就無法進行了。
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