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        凍干工藝的四個問題

        來源: 凍干工藝  作者: 凍干工藝  Time: 2021-05-09

        凍干工藝的四個問題

        要理解凍干機,首先要了解凍干工藝的四個問題:
        一、什么是凍干?
        凍干是在真空狀態下將水從產品中除去,讓冰在不通過液相的情況下直接由固態轉換變為氣態的過程。該過程由三個獨立的,獨特的,相互依賴的過程組成:冷凍(預凍階段)、初級干燥(升華階段)和二次干燥(解吸階段)。
        下面是一個凍干曲線的例子:

        凍干機原理1
        凍干原理圖片1】

        二、為什么凍干需要真空?
        根據水的三相(氣液固)圖,三相點大約位于位于0.01攝氏度/0.61Kpa/4.58Torr位置。

        如何看這個圖呢,舉個例子,在密閉環境下放置-20度的冰,抽走空氣,降低氣壓,直到氣壓低于三相圖中的固-氣相變曲線,冰便會通過升華變為水蒸氣散逸出去。升華條件均在610Pa以下的真空條件下進行。

        凍干機原理圖片2】


        三、為什么凍干需要冷阱?
        冷阱通常是通過冷凍盤管來捕獲升華的水蒸氣,凍結為冰。如果沒有冷阱,單純靠真空泵是維持不了升華真空的。通過冷阱控制升華速率和水蒸氣凝結速率,真空泵抽除大氣中滲漏的水汽及升華出來的不可凝性的氣體。


        四、對溫度有什么要求?
        預凍階段,溫度低于共晶點,確保凍實;一次升華低于共熔點,確保不融化;實際中會有余量,比參考溫度更低,例如低于共晶點10~15攝氏度。
        凍干共晶點:復雜的液體,凍結過程是一個復雜的過程。全部凝結為固體的溫度,為共晶點;預凍時是常壓,需要低于該溫度;
        凍干共熔點:固體逐漸升溫,當制品中開始出現融化的溫度點。這個溫度是升華時的安全溫度。一般,共晶點低于共熔點。共晶點和共熔點有的相差不大(例如菠蘿共晶點-22度,共熔點-20度),有的相差較大(例如冬瓜 共晶點-12度,共熔點-7度)。
        凍干崩解溫度:已經干燥的產品是疏松多空,保持穩定,這樣下層的冷凍產品升華的水蒸氣能順利通過。當溫度升高到崩解溫度,干燥的產品會失去剛性,變得有粘性,發生類似的崩解現象,封閉了下層水蒸氣逸出的通路,阻礙升華的繼續進行。這時升華速率變慢,板層供熱多余,產品溫度持續上升,當升高到共熔點以上,發生熔化/發泡現象。崩解在外觀上無異常,需要在顯微鏡下觀察。

        以上資料來自網絡,僅供交流。更多凍干機需求,請聯系新芝。

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