預凍式冷凍干燥機簡稱凍干機,是利用升華原理在真空狀態(tài)下去除預先凍結物料中水分的設備。
在高真空條件下,物料中的水分不經(jīng)過冰的融化,直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去,從而達到冷凍干燥的目的。
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其工作原理主要包括三個步驟:
預凍:將待干燥的物質(zhì)置于低溫環(huán)境下,使其中的水分完全凍結成冰,這個過程通常需要確保物質(zhì)中的水分完全凍結,以避免冰晶過大或未凍結的水分影響后續(xù)的升華過程。
升華:在真空環(huán)境中,通過加熱使冰晶直接由固態(tài)升華為氣態(tài),實現(xiàn)去除水分的目的,此過程中,需要嚴格控制加熱的溫度和真空度,以避免冰晶融化或升華不完全。
解析:升華過程結束后,對物質(zhì)進行進一步的加熱和真空處理,以去除殘留在物質(zhì)中的少量水分和吸附氣體,這個過程同樣需要保證加熱的溫度和真空度足夠高。
預凍式冷凍干燥機通常由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)等組成,主要部件包括干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等,這些部件共同協(xié)作,確保冷凍干燥機能夠高效、穩(wěn)定地運行。
預凍式冷凍干燥機在多個領域都有廣泛的應用,包括:
科研領域:在生物技術、制藥工程、化學工程等科研項目中,預凍式冷凍干燥機被用于保存各種生物制品、藥物、化學制品等。
工業(yè)領域:在食品加工業(yè)中,預凍式冷凍干燥機被用于干燥咖啡、茶葉、水果、蔬菜、肉類等食品,以保留食品中的營養(yǎng)成分和口感,并延長保質(zhì)期。此外,在化工工業(yè)中,它也被用于干燥各種粉末、顆粒和纖維狀的化學制品。
醫(yī)療領域:預凍式冷凍干燥機在醫(yī)療領域的應用主要集中在藥物制劑的干燥上,可以將藥物制劑干燥成粉末或塊狀,以便于儲存和使用。此外,在某些情況下,冷凍干燥也可以提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度。