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冷冻式干燥机运用了物理原理,将压缩空气中的水分冷冻至露点以下,使之从空气中析出的空气干燥机。受限于水的冰点温度,理论上来说它的露点温度可接近于0度,实际情况,好的冷冻干燥机露点温度一般在5度左右。

换热后的压缩空气流入蒸发器通过蒸发器的换热功能与制冷剂热交换,压缩空气中的热量被制冷剂带走,压缩空气迅速冷却,潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝,冷凝后的水分经凝聚后形成水滴,经过特气水分离器高速旋转,水分因离心力的作用与空气分离,分离后水从自动排水阀处排出。经降温后的空气压力露点低可达2℃。 降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温潮湿热空气进行热交换,经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度,同时压缩空气还经过冷冻系统的二次冷凝器(同行的设计)与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热,确保出口空气管路不结露。同时充分利用了出口空气的冷源,了机台冷冻系统的冷凝效果,确保了机台出口空气的质量。

冷冻干燥(以下简称冻干)就是将含水物质,先冻结成固态,而后使其中的水分从固态升华成气态,以除去水分而保存物质的方法。在压缩空气干燥过程中,其冷冻干燥是通过降低压缩空气温度,使压缩空气中的水份析出。冷冻干燥机(冷干机)的工作原理与电冰箱一样,压缩空气经过冷冻的压缩空气管道后,压缩空气温度下降至要求的温度,达到干燥的要求。

真空冷冻干燥机,其基本原理是在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水份,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而使物料干燥,真空冷冻干燥产品可确保食品中蛋白质、维生素等各种营养成份,特别是那些易挥发热敏性成份不损失。因而能大限度地保持原有的营养成份有效地防止干燥过程中的氧化,营养成份的转化和状态变化,冻干制品成海绵状、无干缩、复水性、食用方便、含水份极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。

真空冷冻干燥技术是将湿物料或溶液在较低的温度(-10℃~-50℃)下冻结成固态,然后在真空(1.3~13帕)下使其中的水分不经液态直接升华成气态,终使物料脱水的干燥技术。我国是原料药生产大国,因此该技术应用前景十分广阔。

与其它干燥方法一样,要维持升华干燥的不断进行,满足两个基本条件,即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段,如果物料温度相对较高,升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行,物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度,此时,若没有外界供热,升华干燥便停止进行。在外界供热的情况下,升华所生成的蒸汽如果不及时排除,蒸汽分压就会升高,物料温度也随之升高,当达到物料的冻结点时,物料中的冰晶就会融化,冷冻干燥也就无法进行了。

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