冻干过程:速冻(时间快慢对冻干品质量有影响,1至3小时完成)---抽真空至一定的工作点(时间5至40分钟)---升华干燥(按工艺曲线加热、保持真空度,此阶段最复杂,时间最长)---冻干结束(判断冻干结束点)出料
一、速冻
原料经过挑选、漂洗、整形、放盘等前道工艺后,便可以进入冻干阶段。冻干的第一步必须对干机中进行速冻(有的冻干机不带速冻功能,要另配速冻机)。速冻工艺有以下几种:
1、浸泡法:将物料浸泡于液氮、液态氟里昂、低温盐水等介质中进行快速冻结。此法冻结速度最快。
2、风冷法:对物料吹低温冷风,使物料在规定的时间内冻结到一定的温度。
3、直冷法:将制冷剂或冷媒置于蒸发排管中,吸收物料的热量达到制冷目的。
4、真空制冷法:利用抽真空使物料中水份蒸发带走热量,冷却物料达到制冷目的。
不管采取何种方式,都应该保证物料在基本不变形的前提下在规定时间内冻结到一定的温度。
二、真空保持
为保证物料中的冰不溶化而直接汽化(升华),并不断移走汽体,保证升华正常进行,必须使箱内真空度低于某一温度下冰的饱和蒸汽压(610pa以下)。真空度的保持可以用以下几种装置实现:
1、多级蒸汽喷射泵。
2、罗茨泵+水环泵。
3、冷阱+罗茨泵+水环泵。
4、冷阱+罗茨泵+滑片泵。
5、冷阱+滑片泵。
采用冷阱是为了捕捉水汽,降低真空泵的负荷,设计合理的冷阱基本不会导致真空泵失效,能耗也低,不过对制冷系统、冷阱的设计要求较严。
三、加热方式
随着冰不断升华汽体的移走,也带走物料的热量,使物料温度(冰温)持续走低,从而引汽冰的饱和蒸汽压降低,升华速度放慢。为保持一定的升华速率,就必须不断给物料补充热量。热量补充太少会降低升华速率,热量补充太快会引起冰的溶化,导致物料塌陷冻干失败。加热方式有以下几种:
1、微波加热法。
2、接触加热法。
3、辐射加热法。
4、接触、辐射混合加热法。
2、3、4三种方法都利用加热搁板进行,其加热介质有蒸汽、油、424介质,而油、424介质既可当加热介质又可以做制冷媒体(速冻时)。