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12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設(shè)備(六)
凍干機的控制系統(tǒng)是控制工藝參數(shù)準確運行,保證凍干工藝過程按時完成的核心部分。常用的控制系統(tǒng)有手動控制、半自動控制、全自動控制、網(wǎng)絡(luò)控制和智能控制等。前兩種控制方式已經(jīng)逐漸被淘汰,現(xiàn)階段國內(nèi)外生產(chǎn)的凍干機均已實現(xiàn)全自動控制、遠程監(jiān)控和智能控制。
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12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設(shè)備(五)
被凍結(jié)的制品,不論其凍結(jié)體為大塊、小塊、顆粒、片狀或其他任何形狀,開始升華時總是在表面上進行的,這時升華的表面積就是凍結(jié)體的外表面。在升華進行過程中,水分逐漸逸出,留下不能升華的多孔固體狀的基體,于是升華表面逐漸向內(nèi)部退縮。在升華表面的外部形成已干層,內(nèi)部為凍結(jié)層。凍結(jié)層內(nèi)部的冰晶是不可能升華的,故升華表面是升華前沿。升華前沿所需供給的熱能,相當于冰晶升華潛熱。不論采用什么熱源,也不論這些熱量以什
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設(shè)備(四)
一個完整的真空系統(tǒng)包括真空容器、真空泵、真空儀表、真空閥門和真空管道。凍干箱和捕水器是凍干機真空系統(tǒng)的大容器,真空泵通過抽空閥抽捕水器,再通過主閥抽凍干箱;在真空泵頭和凍干箱及捕水器上均裝有真空測量裝置,以便測量系統(tǒng)的真空。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設(shè)備(三)
凍干箱或稱凍干倉、凍干室,它是凍干機的核心部件。醫(yī)藥用凍干機的物料冷凍和干燥都在凍干箱內(nèi)完成;食品用凍干機的物料預(yù)凍后也在凍干箱內(nèi)完成真空干燥。為完成上述功能,凍干箱內(nèi)需要有加熱和(或)制冷的擱板,需要有熱或冷液體的導(dǎo)入,有電極引入部件,有觀察窗等部件。還有些凍干機的捕水器也布置在凍干箱內(nèi)。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設(shè)備(二)
凍干機按用途可以分成食品用凍干機、藥品用凍干機、實驗用凍干機等
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12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥設(shè)備(一)
真空冷凍干燥設(shè)備簡稱冷干機,它是實現(xiàn)凍干藝術(shù)必備的裝置。凍干工藝對凍干機的要求主要有:實用性、安全性、可靠性和先進性。設(shè)計和制造凍干機時需要考慮節(jié)能、環(huán)保、降低成本、維修容易、使用方便。生物制品和醫(yī)藥用凍干機所生產(chǎn)的產(chǎn)品價值很高,在凍干過程中一旦出現(xiàn)放障,造成的損失嚴重,因此要求凍干機有很好的可靠性。凍干過程的監(jiān)控非常重要,為保證凍干產(chǎn)品的質(zhì)量,測量和控制元件需要有較高的精度。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(七)
通常流體的擴散滿足Fick定律,固相中的擴散也常常沿襲出流體擴散過程的處理方法。但分形多孔介質(zhì)中非均勻孔隙的復(fù)雜性,若仍沿用傳統(tǒng)方法描述,將與實際情況相差太大。根據(jù)文獻可知,若用ρ(r,t)表示擴散概率密度,在d維歐氏空間的一般擴散方程
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(六)
以往的研究大都是研究宏觀參數(shù),如壓力、溫度和物料的宏觀尺寸等對凍干過程熱傳遞的影響,物料微觀結(jié)構(gòu)的影響忽略不計或被簡化,因此,只是對于均質(zhì)的液態(tài)物料和結(jié)構(gòu)單一固態(tài)物料比較適用。對于一般生物材料,凍干過程已干層多孔介質(zhì)實際上不是均勻的,而是具有分形的特點。然而分形多孔介質(zhì)中的擴散已不再滿足歐式空間的Fick定律,擴散速率較歐式空間減慢了,擴散系數(shù)不是常數(shù),與擴散距離還有關(guān)。已干層分形特征如何確定,以
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(五)
1979年利亞皮斯(Liapis))和利奇菲爾德(Litchfield)等提出了冷凍干燥過程的升華-解析模型。該模型的思想是把已干層當做多孔介質(zhì),利用多孔介質(zhì)內(nèi)熱質(zhì)傳遞理論建立已干層內(nèi)的熱質(zhì)傳遞模型。該模型的特點是:簡化條件相對來說比較少,能較好地模擬凍干過程,與實際情況比較接近,但求解較困難,所需物性參數(shù)較多。近年來有不少學(xué)者在此基礎(chǔ)又做了進一步改進,多數(shù)是為了提高藥品的質(zhì)量和干燥速率而建的模型
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12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(四)
凍干過程的傳熱傳質(zhì)應(yīng)包括干燥過程中物料內(nèi)水分的固氣相變及物料內(nèi)的傳熱傳質(zhì);被凍干物料外、凍干機內(nèi)非穩(wěn)態(tài)溫度場和稀薄氣體流動的理論;捕水器內(nèi)水蒸氣的氣-固相變理論等。目前,就第一部分內(nèi)容國內(nèi)外研究的較多,下面主要針對第一部分做一詳細闡述。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(三)
低溫貯藏是當前有效的保存生物活性的方法,研究冷凍過程熱質(zhì)傳遞機理的人較多,已深人到微尺度領(lǐng)域。這些人關(guān)心的是冷凍過程對生物的活性造成的影響,冷凍對細胞和生命體的破壞作用機理是非常復(fù)雜的,目前尚無統(tǒng)一的理論,但一般認為主要是由機械效應(yīng)和溶質(zhì)效應(yīng)引起的。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(二)
凍干食品時, 冷凍階段通常在冷庫內(nèi)進行。運用CFD數(shù)值模擬理論, 建立合理的冷庫模型,模擬冷庫在瞬態(tài)啟動機組預(yù)冷、停機除霜及冷庫大門處開關(guān)門這三種情況對庫內(nèi)氣流布置及流場參數(shù)(如溫度、濕度、空氣組成等)對冷凍過程的冷量分布、傳熱效率、產(chǎn)品的品質(zhì)有著極為重要的作用,并可為冷庫的優(yōu)化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(一)
真空冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓條件下的傳熱傳質(zhì)。由于被凍干物料性質(zhì)、凍干方法和對凍干產(chǎn)品質(zhì)量要求的不同,描述凍干過程的模型及其解法也不相同。隨著研究的深入,有些問題宏觀傳熱傳質(zhì)公式不能解決,從而發(fā)展了微納尺度的傳熱傳質(zhì);有些問題常規(guī)傳熱傳質(zhì)定律已經(jīng)不能描述,于是出現(xiàn)了超常傳熱傳質(zhì)。通常情況冷凍真空干燥過程的三大階段冷凍階段,升華干燥階段,解析干燥階段需要分別描述。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥技術(shù)概述(四)
凍干加工成本雖然高,但產(chǎn)品的附加值也高。與其他高新技術(shù)一樣,隨著凍干技術(shù)的發(fā)展進步成本會有所降低,同時隨著社會生活水平的提高,人們對高品質(zhì)干燥產(chǎn)品需求越來越強烈,凍干產(chǎn)品在市場上的潛力巨大,冷凍干燥技術(shù)應(yīng)用會越來越廣泛。
27
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥技術(shù)概述(三)
真空冷凍干燥過程主要分為冷凍、升華干燥和解析干燥三個階段。真空冷凍干燥過程的第一步就是預(yù)凍結(jié)。預(yù)凍結(jié)是將物料中的自由水固化,使干燥后產(chǎn)品與干燥前有相同的形態(tài),防止抽真空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不可逆變化產(chǎn)生,減少因溫度下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命特性的變化。凍結(jié)過程關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)是凍結(jié)速率、凍結(jié)溫度和凍結(jié)時間,這些參數(shù)不僅影響干燥過程所需時間、能耗,還影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。
26
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥技術(shù)概述(二)
真空冷凍干燥(簡稱凍干)是先將濕物料凍結(jié)到共晶點溫度以下,使水分變成固態(tài)的冰,然后通過抽真空將物料中的水分由固態(tài)直接升華為氣態(tài)而排出物料之外的一種干燥方法。
26
12 月
四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥技術(shù)概述(一)
真空冷凍干燥(簡稱凍干)是先將濕物料凍結(jié)到共晶點溫度以下,使水分變成固態(tài)的冰,然后通過抽真空將物料中的水分由固態(tài)直接升華為氣態(tài)而排出物料之外的一種干燥方法。
26
12 月
機的組成和凍干程序
需要凍干的產(chǎn)品,一般是預(yù)先配制成水的溶液或懸濁液,因此它的冰點與水就不相同了,水在0℃時結(jié)冰,而海水卻要在低于0℃的溫度才能結(jié)冰,因為海水也是多種物質(zhì)的水溶液。實驗指出,溶液的冰點將低于溶媒的冰點。
26
12 月
四環(huán)凍干機—凍干機的組成和凍干程序
凍干機按系統(tǒng)分,由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個主要部分組成。按結(jié)構(gòu)分,由凍干箱或稱干燥箱、冷凝器或稱水汽凝結(jié)器、制冷機、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。
26
12 月
四環(huán)凍干機—凍干粉針異常現(xiàn)象
在凍干粉針的生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)一些異常情況,影響產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)人員必須從產(chǎn)品的處方設(shè)計、生產(chǎn)工藝參數(shù)、生產(chǎn)環(huán)境的控制、操作員工的衛(wèi)生情況等多方面進行有效控制,并對生產(chǎn)設(shè)備、潔凈區(qū)環(huán)境、凍干曲線等進行有效驗證,才能有效地避免凍干產(chǎn)品的異?,F(xiàn)象,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
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