冷凍干燥機(jī)冷阱溫度的設(shè)定及干燥速率解析

時間：2024-11-18作者：杭州川一實(shí)驗儀器有限公司瀏覽：244

冷阱是冷凍干燥過程捕獲水分的裝置，理論上講，冷阱溫度越低，冷阱的捕水能力越強(qiáng)，但冷阱溫度低，對制冷要求高，機(jī)器成本及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度主要有-45℃左右、-60℃左右、-80℃左右等幾個檔次。
冷阱溫度為-45℃的凍干適用于一些凍干的產(chǎn)品，冷阱溫度為-60℃左右的凍干機(jī)適用于大部分產(chǎn)品的凍干，冷阱溫度為-80℃的凍干適用于一些特殊產(chǎn)品的凍干。
冷阱溫度對捕水能力的影響實(shí)驗表明冷阱溫度從-35℃下降到-55℃，捕水能力有提升明顯，冷阱溫度-55℃，冷阱的捕水能力提升不明顯。因此，在沒有特殊需求的情況下，選用冷阱溫度-60℃左右是理想的選擇。
冷凍干燥機(jī)的干燥速度，就是在單位時間內(nèi)汽化水分經(jīng)過單位干燥面積到達(dá)氣體空間的數(shù)量。食品中水分一有結(jié)合水分和非結(jié)合水分之分，在一定的溫度下，非結(jié)合水分的蒸汽壓是一定的，它等于同溫純水的蒸汽壓，但結(jié)合水分的蒸汽壓卻隨結(jié)合力的不同而不同。這樣，當(dāng)某種充分潮濕的食品在進(jìn)行干燥時，初出來的必然是沒有結(jié)合力(大體上)的非結(jié)合水。這時食品表面的蒸汽壓幾乎與純水的蒸汽壓相等，而且在這部分水分未蒸發(fā)掉以前，此蒸汽壓必保持不變，并在一定的情況下會出現(xiàn)干燥速度不變的現(xiàn)象。就是說，當(dāng)外界干燥條件一定時，食品的干燥速度也就不變。所謂“外界干燥條件”，對熱風(fēng)干燥來說是指空氣的溫度、濕度、流速等，對真空干燥來說，是指真空度、熱源溫度、傳熱面與物料的接觸情況等。
因此在一般典型的干燥過程，從干燥速度方面來觀察，則有等速干燥階段和降速干燥階段之分。實(shí)際上，所謂結(jié)合水與非結(jié)合水，并沒有明顯的界限，因此兩階段的劃分也沒有明顯的界限。像高濃度的明膠、酪蛋白等，一開始就不存在明顯的沒有結(jié)合力的水分，所以很快便進(jìn)入降速階段。另外，像糖、酸和游離氨基酸之類水溶性且濃度高的食品，雖有等速干操階段，但這階段的時間并不長。
此外，降速階段的干燥機(jī)制比等速階段的復(fù)雜得多，因而，這一階段干燥曲線的形狀也是各種各樣的。



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