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影响真空冷冻干燥机干燥速率的因素分析

类别: 技术方案      时间: 2019-01-02      来源:中国制药网

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  冷冻干燥过程是一个复杂的传热传质过程,涉及制冷、真空、电子、化学、低温医学等多个学科,技术含量高、冻干工艺复杂。在中药、食品等行业,真空冷冻干燥机是受捧的设备之一。

  从结构上来说,真空冷冻干燥机是将制冷系统、真空系统、导热油加热系统、排湿系统组合为一体,从而推出的一种新型箱体,可以较大效率地利用箱体内存放物料的空间进行冷冻真空干燥。目前,真空冷冻干燥机适用于高档原料药、中药饮片、药物中间体、食品等各种物料的干燥。
 
  业内表示,在真空冷冻干燥机进行工作时,干燥的速率是用户非常关注的点。但是在实际运作中,常常发现干燥速率并不如意。那么,影响真空冷冻干燥机干燥速率的因素有哪些呢?
 
  物料预冻速率
 
  据了解,对物料进行预冻是冻干机在工作时首先要做的。而预冻可分为速冻和慢冻,冷冻时所形成的晶体大小在很大程度上影响整个干燥的速率和干燥后产品的溶解速度。
 
  具体而言,速冻和慢冻过程具有以下差别:速冻产生的冰晶较小,慢冻产生的冰晶较大。大的冰晶有利于升华,小的冰晶不利于升华,快速冻结导致升华速率低,解吸速率快;慢速冻结导致升华速率快,解析速率慢。
 
  因此,业内指出,预冻的速度一定要根据物料准确把握。
 
  干燥室内的压力大小
 
  业内表示,干燥室内的压力大小会直接影响到传热和传质(水蒸气)的速率。其中,就传质而言,压力越低越好,而对于传热来说,压力越高越好。
 
  由于传质速率的大小主要由升华界面与干燥层表面的温度和压力所决定,所以要提高干燥层中水蒸气的逸出速率,一般分两种操作:提高升华界面的温度,使界面水蒸气压增大。或者提高干燥室的真空度,降低干燥层表面的蒸汽压。
 
  物料的形态
 
  据悉,在冻干工艺中,冻干物料的形态通常分为固体和液体。而固体的堆积密度和液体的成分密度都对物料的冷冻时间有影响。
 
  湿重装载量
 
  据了解,物料在进行冻干时,分装到容器中后存在一定的表面积与物质厚度之比。而在干燥时,单位面积料盘上被干燥的湿重装载量是决定干燥时间的重要因素。
 
  一般情况下,物料堆积的厚度越薄,传热和传质速度越快,干燥时间愈短。但是,物料薄则单位冻干面积上每批次干燥的物料少,对提高单位冻干面积和单位时间产量会产生不利。所以需要根据物料进行综合考量。
 
  目前,市场上的真空干燥冷冻设备多种多样,有不少次厂家为了提升干燥效率,自动化控制作了更新与升级。有设备厂家表示,新型的干燥冷冻设备改变了过去干燥过程中的繁琐操作,防止物料污染,并实现了干燥升华的自动化。相关负责人表示,该机型具备搁板加热和可编程功能,可以记忆冻干曲线,自带u盘提取功能,可以更方便的观察物料的冻干过程。
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