凍干機的凍干過程主要包括預凍、升華干燥、解析干燥、后處理這幾個階段,具體如下:
1. 預凍:
- 目的:將物料中的水分凍結(jié)成固態(tài)冰,為后續(xù)的升華干燥做準備。這一步驟非常關鍵,預凍效果的好壞直接影響到凍干產(chǎn)品的質(zhì)量。
- 操作方式:
- 慢速冷凍:將預先準備好的物料放入冷阱,蓋好保溫蓋,然后打開壓縮機開始預凍。這種方式下物料溫度下降相對緩慢,形成的冰晶較大。
- 快速冷凍:先打開壓縮機,待冷阱腔溫度下降到一定程度后,再將物料放入冷阱進行預凍。這樣可以使物料迅速降溫,形成的冰晶較小。
2. 升華干燥:
- 原理:在低溫低壓的環(huán)境下,使物料中凍結(jié)的冰直接升華為水蒸氣,從而去除物料中的水分。
- 過程:
- 第一階段(大量升華階段):此階段制品溫度要低于其共晶點(物料中的水與其他成分共同形成的結(jié)晶溫度)。擱板溫度需加以控制,提供適量的熱量,以維持升華所需的能量。雖然擱板和制品溫度差異較大,但由于板溫、凝結(jié)器溫度和真空溫度基本不變,升華吸熱比較穩(wěn)定,制品溫度相對恒定。隨著物料自上而下逐漸干燥,冰層升華的阻力逐漸增大,制品溫度會小幅上升。當肉眼看不到冰晶存在時,大部分水分已被除去,此階段基本結(jié)束。
3. 解析干燥:
- 目的:主要是去除與固體結(jié)合較強的吸附水,進一步降低物料的含水量,以達到產(chǎn)品的最終要求。
- 操作:在升華干燥階段結(jié)束后,提高加熱溫度,但仍要控制在不引起物料熱變性的范圍內(nèi)。此時系統(tǒng)內(nèi)的水蒸氣壓力下降,通過持續(xù)保持高真空狀態(tài),使物料中的吸附水逐漸解吸并被排出。
4. 后處理:
- 卸料:凍干結(jié)束后,向干燥室內(nèi)注入氮氣或干燥空氣破除真空,然后移出物料。由于凍干后的物料具有龐大的表面積,吸濕性很強,所以卸料操作需要在相對濕度低、溫度適宜、塵埃少的密閉環(huán)境中進行。
- 半成品選別:對凍干后的產(chǎn)品進行挑選,去除不合格的產(chǎn)品。
- 包裝:選擇合適的包裝材料和方式對產(chǎn)品進行包裝,以防止產(chǎn)品吸潮、氧化等,保證產(chǎn)品的質(zhì)量和儲存期。
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