1.冷冻过程:
将被干燥的物质在低温下快速冻结,通常降至其冰点以下,保证物质中的水分全部转化为冰晶。
冷冻过程要确保物料中的每一滴水分子都被固化,为之后的升华做好准备。
此阶段的温度控制非常关键,需要确保所有水分都正确转化为固态,且未发生重结晶现象,以保持物料的结构和成分不被破坏。
2.真空应用:
在物料冻结后,将其置于真空环境中。通过降低气压,水的升华点也随之降低。
真空环境必须足够低,以确保冰晶在不融化的情况下直接从固态升华成气态。
此步骤需要精确控制真空泵的抽速和真空度,以达到最佳的干燥效率并防止物料损伤。
3.升华过程:
在高真空状态下,冰晶开始升华成水蒸气,并在冷阱中重新凝固,从而被移除。
这一过程中,冻结的水分不经过液态,直接从固态变为气态,有效避免了液体水分可能带来的物料形态和结构的变化。
升华是整个冻干过程中最关键也是最耗时的一步,需要严格控制温度和压力,以保证升华连续进行而不损害产品品质。
4.小规模生产型冻干机冷凝排除:
升华后的水蒸气会在冷凝器(冷阱)中凝结成冰,从而从系统中被移除。
冷凝器通常位于冻干仓体外,需要足够的低温和表面积以保证水蒸气的凝结和有效移除。
此环节是确保最终产品干燥度达到要求的关键步骤,同时也保证了系统的连续运行能力。