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首页 > 新闻资讯 > 冷冻干燥机的预冻速率对物料有什么影响?

点击次数:234发布时间:2019-08-05
       冷冻干燥机是在传统的冷冻式空气干燥机制造技术基础上采用高新技术,研究开发出的新型冷冻式压缩空气干燥机,冷冻式干燥机严格按ISO9001认证体系标准制造,处理空气符合国际标准组织ISO对压缩空气制定的品质标准(8573.1)。
  冷冻干燥机的工作过程中,降温速率越大,溶液的过冷度和过饱和度愈大,临界结晶的粒度则愈小,成核速度越快,容易形成颗粒较多尺寸较小的细晶。因而冰晶升华后,物料内形成的孔隙尺寸较小,干燥速率低,但干后复水性好;相反,慢速冻结容易形成大颗粒的冰晶,冰晶升华后形成的水气逸出通道尺寸较大,有利于提高干燥速率,但干后复水性差。
  然而这种理论是在受热均匀的前提下得出来的,然而冷冻干燥机所提供的冻干条件却没有这么理想,所谓快冻慢冻,可不是导热油降温快慢一句话可以了得的。快冻慢冻可分为以下几类:1、板温降得较快,且板温比品温低很多,则制品底部先冻结产生结晶,但上部液体仍较热,所以不至于瞬间全部结晶,结晶会缓慢生长,就得到了慢冻的效果。2、板温降得较慢,板温与品温相差不大,则制品整体均匀降温,并形成过冷,当能量积累足够时,瞬间全部结晶,得到了快冻的效果。3、板温降得很慢,并在低于共熔点的适宜温度保持(或缓慢降温),则制品形成较小的过冷度,液体中先出现少量结晶,这些结晶现象在进一步降温的条件下继续缓慢进行,如此便得到较大的晶体,这即是真正的慢冻。4、制品浸入超低温环境(如液氮),整体瞬间结晶,形成极细小的晶体(或处于无定形态),这即是真正的快冻。
  何况,企业大多数情况下还是采用瓶冻的冻干方法的,瓶冻的受热不均匀现象就更明显了。根据对瓶装制品搁板预冻过程的研究,样品初温越高,料液上下部分的温度梯度越大,冰晶生长速度越慢。若降温速率较慢,则溶液形成的冰晶比较粗大,冰界面由下向上推进的速度较慢,溶液中溶质迁移时间充足,溶液表面冻结层溶质的积聚也就相对密集。因而导致上表层的溶质往往较多,密度较高,而下底层密度较小,结构疏松。这种分层现象,在骨架差的制品上体现得较为明显,或者底部萎缩,或者中间断层,或者顶部突起,或者顶部脱落一层硬壳,不一而足。
  为了瓶冻分层的现象,在实践中,有人提倡使用三步法,即将样品从室温先冷却至样品的初始冻结温度;然后停止降温过程,使样品内温度自动平衡,消除其中的温度梯度;然后再迅速降温。由于此时样品上下部分的温度离结晶温度都较近,故样品在冻结过程中温度梯度会相对较小,冰晶生长速度因此而加快。这样,便提高了预冻速率,解决了溶质聚集在上层的问题。不过,并不是所有的品种使用了三步法后都能取得明显效果的。
南京以马内利仪器设备有限公司 推荐冷冻干燥机系列产品。

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