整个过程得到的成品叫冻干物。因为物质在干燥前一直处于低温冻结状态,里面的冰晶分布很均匀。这样在升华的时候,不会像普通干燥那样因为脱水而发生浓缩,也就避免了产生泡沫或者氧化这些副作用。
冻干机的原理是什么?
最后出来的冻干物就像海绵一样多孔,体积几乎不变化,而且特别容易溶于水,加水就能恢复原来的样子。这种方法能最大程度地保护物质原有的理化特性和生物学活性,防止变性。
现在的设备技术也很先进,比如采用高效辐射加热,让物料受热均匀;用高效捕水冷阱,能快速化霜;还有高效真空机组,能实现油水分离。并联集中制冷系统可以按需供冷,工况稳定还节能。
冻干工艺主要分为预冻、升华和再冻干三个分阶段。合理且有效地缩短冻干周期,在工业生产上能带来非常明显的经济价值,这也是大家研究冻干技术的重要原因之一。
真空系统的作用是为升华干燥仓建立低气压条件,加热系统则是向物料提供升华所需的潜热,而制冷系统负责向冷阱和干燥室提供冷量。这套系统保证了干燥过程的顺利进行。
它的工作流程挺具体的:先把要干燥的物品冻结到三相点温度以下,接着在真空条件下,让物品里的固态水分也就是冰,直接升华成水蒸气并排除掉,这样物品就干了。物料经过前处理后送入速冻仓冻结,再送入干燥仓升华脱水,最后在后处理车间包装。
冷冻干燥机这个设备主要由四个部分组成:制冷系统、真空系统、加热系统以及电器仪表控制系统。里面的主要部件包括干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵以及加热或冷却装置等硬件设施。
控制方面也用了人工智能,精度高且操作方便。对冻干制品的质量要求很高,包括生物活性不能变、外观色泽要均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快以及残余水分低。要得到高质量制品,得全面了解和掌握冻干的理论与工艺。
冻干技术的核心原理其实是利用升华作用。简单来说,就是把需要干燥的东西先在低温下快速冻结,然后在特定的真空环境里,让那些已经变成冰的水分子不经过液态,直接升华为水蒸气跑出来,从而达到干燥的目的。