冻干工艺的主要几个问题
2025年03月29日 08:22:25
来源：湖州易盛机械设备有限公司 >> 进入该公司展台
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要理解冻干机，首先要了解冻干工艺的四个问题：
一、什么是冻干？
冻干是在真空状态下将水从产品中除去，让冰在不通过液相的情况下直接由固态转换变为气态的过程。该过程由三个独立的，的，相互依赖的过程组成：冷冻（预冻阶段）、初级干燥（升华阶段）和二次干燥（解吸阶段）。
下面是一个冻干曲线的例子:
二、为什么冻干需要真空？
根据水的三相（气液固）图，三相点大约位于位于0.01摄氏度/0.61Kpa/4.58Torr位置。
如何看这个图呢，举个例子，在密闭环境下放置-20度的冰，抽走空气，降低气压，直到气压低于三相图中的固-气相变曲线，冰便会通过升华变为水蒸气散逸出去。升华条件均在610Pa以下的真空条件下进行。
三、为什么冻干需要冷阱？
冷阱通常是通过冷冻盘管来捕获升华的水蒸气，冻结为冰。如果没有冷阱，单纯靠真空泵是维持不了升华真空的。通过冷阱控制升华速率和水蒸气凝结速率，真空泵抽除大气中渗漏的水汽及升华出来的不可凝性的气体。
四、对温度有什么要求？
预冻阶段，温度低于共晶点，确保冻实；一次升华低于共熔点，确保不融化；实际中会有余量，比参考温度更低，例如低于共晶点10~15摄氏度。
冻干共晶点：复杂的液体，冻结过程是一个复杂的过程。全部凝结为固体的温度，为共晶点；预冻时是常压，需要低于该温度；
冻干共熔点：固体逐渐升温，当制品中开始出现融化的温度点。这个温度是升华时的安全温度。一般，共晶点低于共熔点。共晶点和共熔点有的相差不大（例如菠萝共晶点-22度，共熔点-20度），有的相差较大（例如冬瓜 共晶点-12度，共熔点-7度）。
冻干崩解温度：已经干燥的产品是疏松多空，保持稳定，这样下层的冷冻产品升华的水蒸气能顺利通过。当温度升高到崩解温度，干燥的产品会失去刚性，变得有粘性，发生类似的崩解现象，封闭了下层水蒸气逸出的通路，阻碍升华的继续进行。这时升华速率变慢，板层供热多余，产品温度持续上升，当升高到共熔点以上，发生熔化/发泡现象。崩解在外观上无异常，需要在显微镜下观察。
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