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淺析影響實驗室凍干機速率的各種因素
閱讀：663 發(fā)布時間：2018-4-2
淺析影響實驗室凍干機速率的各種因素
實驗室凍干機冷凍干燥的整個過程其實就是傳熱和傳質(zhì)(水蒸氣)同時進行的過程，熱和質(zhì)的傳遞速率共同影響干燥速率，從而影響整個凍干周期，所有影響熱和質(zhì)傳遞的因素均會影響干燥速率，簡單分析如下：
1、物料的形態(tài)與組分
根據(jù)凍干物料的形態(tài)通常分為固體和液體。固體的形態(tài)和液體的濃度對冷凍干燥速率的影響較大。
2、預凍速率
冷凍時所形成的晶體大小在很大程度上影響干燥的速率和干燥后產(chǎn)品的溶解速度。速凍和慢凍過程具有以下差別：速凍產(chǎn)生的冰晶較小，慢凍產(chǎn)生的冰晶較大。大的冰晶有利于升華，小的冰晶不利于升華，快速凍結(jié)導致升華速率低，解吸速率快;慢速凍結(jié)導致升華速率快，解析速率慢。
3、裝量
物料在凍干時，分裝到容器中后存在一定的表面積與物質(zhì)厚度之比，亦即凍干與裝量有關(guān)。表面積、厚度小有利于水分升華，容易凍干且質(zhì)量理想。干燥時，單位面積料盤上被干燥的濕重裝載量是決定干燥時間的重要因素，一般情況下，物料堆積的厚度愈薄，傳熱和傳質(zhì)速度越快，干燥時間愈短。但是，物料厚度薄則單位凍干面積上每批次干燥的物料少，對提高單位凍干面積和單位時間產(chǎn)量不利。
4、干燥室內(nèi)壓力
實驗室凍干機干燥室內(nèi)壓力高低影響到傳熱和傳質(zhì)的速率，就傳質(zhì)而言，壓力越低越好，而對于傳熱來說，壓力越高越好。傳質(zhì)速率的大小，主要由升華界面與干燥層表面的溫度和壓力所決定，要提高干燥層中水蒸氣的逸出速率，一是提高升華界面的溫度，使界面水蒸氣壓增大;二是提高干燥室的真空度，降低干燥層表面的蒸汽壓。
5、傳熱方式傳熱方式
按傳統(tǒng)的分類可劃分為：傳導、對流、熱輻射和介質(zhì)加熱(微波加熱)。由于升華干燥的過程涉及到熱和質(zhì)(水蒸氣)的傳遞，因此，通過何種傳熱方式將熱量更為有效地傳給物料，對干燥速率有較大的影響。