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冻干机厂家介绍溶液的冷冻干燥过程

返回列表来源:诸城市博汇机械有限公司 网址:www.shyihemy.com/发布日期 2020-12-25 浏览:

  冻干机厂家介绍溶液的冷冻干燥过程

  物质有固、液、汽三态。物质的状态与其温度和压力有关。如图所示,水 (HO )的状态平衡图。图中 OA 、 OB 、 OC 三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸汽、冰和水蒸汽两相共存时其压力和温度之间的关系。分别称为溶化线、沸腾线、升华线。此三条曲线将图面分成 I 、 II 、 III 三个区域,分别称为固相区、液相区和气相区。箭头 、 、 分别表示冰溶化成水,水汽化成水蒸汽和冰升华成水蒸汽的过程。曲线 OB 的有一点 K ,其温度为 ℃ ,称为临界点。若水蒸汽的温度高于其临界温度 ℃ 时,无论怎样压力,水蒸汽也不能变成水。三曲线的交点 O,为固、液、 汽三相共存的状态,称为三相点,其温度为 . ℃ ,压力为 Pa 。在三相点以下,不存在液相。若将冰面的压力保持低于 Pa ,且给冰加热,冰就会不经液相直接变成气相,这一过程称为升华。

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  冻干溶液一般都是配置成含固体物质-的稀溶液。

  溶液里水的组成:

  、大部分水是以水的形式存在于溶液中的水。

  、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以键方式结合在一些性团上的结合水。

  、固定于生物体和中的水,大部分也是可以冻结和升华的水。也含有一些不能冻结、很难去除的结合水。

  冻干的目的就是在低温、真空环境中除去物质中的水和一部分吸附于固体晶格间隙中的结合水。冻干过程分为以下几个步骤:

  预冻结

  预冻是将溶液中的水固化,赋予产品干燥后与干燥前有相同的形态,抽空干燥时起泡、浓缩、收缩和溶质等不可逆变化发生。

  溶液在冻结过程中,需过冷到以下,其产生晶核以后,水才开始以纯冰的形式结晶,同时放出结晶热,使其温度上升到,随着晶体的生长,溶液浓度增加,当浓度到达共晶浓度,温度下降到共晶点以下时,溶液就冻结。

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  冷却速度愈快,过冷温度越低,所形成的晶核数量越多,晶体来不及生长就被冻结,形成的晶粒数量越多,晶粒也细。冷却速度慢,形成的晶粒数量越少,晶粒也粗大。冻干制品升华前,冻结到的温度,这个温度应设在制品的共溶点以下至℃左右,如不经过预冻直接抽真空,当压力降到程度时,液体就会被抽去。这种情况也叫蒸发,这种蒸汽叫做不饱和蒸汽,如果制品冻结不实而抽真空,液体中的气体逸出而引起“沸腾”的现象。制品如在“沸腾”中冻结,有部分可能逸出瓶外,引起物损失或使制品表面凹凸不平。由此可见,共溶点的温度是产品正常干燥的的温度,只能比它低,不能高于共溶点温度。

  升华干燥(干燥)

  将冻结后的产品置于密闭的真空容器中加热,其冰晶就会升华成水蒸气逸出而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始逐步向内推移的,冰晶升华后残留下的空隙变成而后升华水蒸气的逸出通道。已干燥层和冻结部分的分界面(实际上是一薄层)称为升华界面。在生物制品干燥中,升华界面约以mm/h的速度向内推进。当冰晶去除时,升华干燥就完成了,此时可除去水分左右。制品中冰的升华是在升华界面处进行的。升华时所需要的热量是由加热设备(通过搁板)提供,从搁板传来的热量由以下几种途径传至产品的升华界面:固体的传导,辐射,气体的对流。

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