凍干機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)真空冷凍干燥機(jī),按規(guī)格劃分,可分為實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)、中試型凍干機(jī)、生產(chǎn)型凍干機(jī)。而實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)顧名思義就是用于樣品實(shí)驗(yàn)、少量?jī)龈傻囊环N小型凍干機(jī)設(shè)備。
影響凍干機(jī)干燥過(guò)程及其凍干質(zhì)量的因素,也就是一條理想的凍干曲線(xiàn)要受到諸如物料性質(zhì)、濃度、升華面積、共晶點(diǎn)、熱傳導(dǎo)介質(zhì)和方式、設(shè)備性能等因素的制約,但主要因素有:
1、物料厚度直接影響物料的干燥時(shí)間,因?yàn)槲锪虾穸仍酱?,其傳熱傳質(zhì)的阻力越大,物料內(nèi)部的水分就越難向外傳遞,所以干燥時(shí)間也就越長(zhǎng)。
2、預(yù)凍溫度和維持時(shí)間若預(yù)凍沒(méi)有凍好,或凍結(jié)不實(shí),在進(jìn)入**階段升華干燥時(shí),物料可能出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象,或凍干后制品表面凹凸不平,影響外觀;如果冷的過(guò)低,則浪費(fèi)了能源和時(shí)間。預(yù)凍所需的時(shí)間要根據(jù)不同的具體條件來(lái)確定。但總的原則是,應(yīng)使制品的各部分**凍實(shí)。
3、升華界面的溫度(或供熱量)和水蒸汽逸出制品的能力前者主要由隔板的溫度和干燥箱的壓力(真空度)所決定,而后者主要由升華界面的溫度(對(duì)應(yīng)的水蒸汽飽和壓力)和箱內(nèi)的水蒸汽分壓所決定。
實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)發(fā)展至今,其種類(lèi)也逐漸增多。按其功能劃分,可分為:普通型凍干機(jī)、壓蓋型凍干機(jī)、多歧管普通型凍干機(jī)、多歧管壓蓋型凍干機(jī)、T型架凍干機(jī)、原位型凍干機(jī)。
然而冷凍干燥也有其缺點(diǎn)和難點(diǎn):冷凍干燥過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、耗能多;冷凍干燥過(guò)程對(duì)凍干藥品和食品的質(zhì)量有著決定性的影響。冷凍干燥過(guò)程包括預(yù)冷、一 次干燥、二次干燥和儲(chǔ) 存階段等,都是相當(dāng)復(fù)雜傳熱傳質(zhì)過(guò)程;而且這些過(guò)程與藥品、食品、賦形劑、低溫保護(hù)劑的熱物性有密切的關(guān)系。
因此必須弄清楚影響伶棟干燥過(guò)程中傳熱傳質(zhì)的因素,測(cè)定有關(guān)材料的熱物性,才能制定可靠的程序,采用優(yōu)化的冷凍干燥過(guò)程,生產(chǎn)出高質(zhì)量的藥品和食品;并可達(dá)到縮短生產(chǎn)時(shí)間、節(jié)約能耗、降低成本的目的。
產(chǎn)品的冷凍干燥需要在**裝置中進(jìn)行,這個(gè)裝置叫做真空冷凍干燥機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)凍干機(jī)。凍干機(jī)按系統(tǒng)分,由致冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)四個(gè)主要部分組成。按結(jié)構(gòu)分,由凍干箱或稱(chēng)干燥箱、伶凝器或稱(chēng)水汽凝集器、冷凍機(jī)、真空泵和閥門(mén)、電氣控制元件等組成。
冷凍干燥過(guò)程實(shí)際上是水的物質(zhì)變化及其轉(zhuǎn)移過(guò)程。凍干過(guò)程有 二個(gè)放熱過(guò)程和二個(gè)吸收過(guò)程:液體生物制品放出熱量凝固成固體生物制品,固體生物制品在真空下吸收熱量升華成水蒸汽。水蒸汽在冷凝器中放出熱量凝華成冰霜,凍干結(jié)束后冰霜在冷凝器中吸收熱量熔化成水。
整個(gè)凍干過(guò)程中進(jìn)行著熱量質(zhì)量的傳遞現(xiàn)象。熱量的傳遞貫穿冷凍干燥的全過(guò)程中。預(yù)凍階段、干燥的**階段和第二階段以及化霜階段均進(jìn)行著熱量的傳遞;質(zhì)量的傳遞僅在干燥階段進(jìn)行,棟干箱制品中產(chǎn)生的水蒸汽到憐凝器內(nèi)凝華成冰霜的過(guò)程,實(shí)際上也是質(zhì)量傳遞的過(guò)程,只有發(fā)生了質(zhì)量的傳遞產(chǎn)品才能獲得干燥。在干燥階段,熱的傳遞是為了促進(jìn)質(zhì)的傳遞,改善熱的傳遞也能改善質(zhì)的傳遞。