德國(guó)Fevik（菲維科）為杰懋萬(wàn)得福旗下代理品牌，目前主要定位于試驗(yàn)凍干機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)為其主打成品，種類多樣，型號(hào)齊全，涵蓋實(shí)驗(yàn)室小型凍干機(jī)、實(shí)驗(yàn)室中型凍干機(jī)、實(shí)驗(yàn)室大型凍干機(jī)、防腐蝕凍干機(jī)以及中試型凍干機(jī)，并且在醫(yī)藥、生物工程、化工、血液制品、活性物質(zhì)、材料科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

01凍干機(jī)真空冷凍干燥方法的基本原理

凍干機(jī)真空冷凍干燥就是將含水物質(zhì)預(yù)先凍結(jié)，然后再在真空狀態(tài)下使其中的水從固態(tài)升華成氣態(tài)，從而除去水分保存物質(zhì)。

與其它干燥方法一樣，要維持升華干燥的不斷進(jìn)行，必須滿足兩個(gè)基本條件，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。

在開(kāi)始階段，如果物料溫度相對(duì)較高，升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著升華的進(jìn)行，物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度，此時(shí)，若沒(méi)有外界供熱，升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如果不及時(shí)排除，蒸汽分壓就會(huì)升高，物料溫度也隨之升高，當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時(shí)，物料中的冰晶就會(huì)融化，冷凍干燥也就無(wú)法進(jìn)行了。凍干機(jī)

供給熱量的過(guò)程是一個(gè)傳熱過(guò)程，排除蒸汽的過(guò)程是一個(gè)傳質(zhì)的過(guò)程，因此，升華干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。自然界中所發(fā)生的任何過(guò)程都有驅(qū)動(dòng)力，升華干燥中的傳熱驅(qū)動(dòng)力為熱源與升華界面之間的溫差，而傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力為升華界面與蒸汽捕集器之間的蒸汽分壓差。溫差愈大，傳熱速率愈快；蒸汽分壓差愈大，傳質(zhì)（即蒸汽排除）速率愈快。凍干機(jī)

凍干機(jī)凍干時(shí)，既要保持產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，又要取得較快的干燥速率。升華所需要的潛熱必須由熱源通過(guò)外界傳熱過(guò)程傳送到被干燥物料的表面，然后再通過(guò)內(nèi)部傳熱過(guò)程傳送到物料內(nèi)冰升華的實(shí)際發(fā)生處。所產(chǎn)生的水蒸氣必須通過(guò)內(nèi)部傳質(zhì)過(guò)程到達(dá)物料的表面，再通過(guò)外部傳質(zhì)過(guò)程轉(zhuǎn)移到蒸汽捕集器中。任何一個(gè)過(guò)程或幾個(gè)過(guò)程一起都可能成為干燥過(guò)程的“瓶頸”，它取決于凍干機(jī)的設(shè)計(jì)、操作條件以及被干燥物料的特征。只有同時(shí)提高傳熱、傳質(zhì)效率，增加單位體積凍干物料的表面積，才能取得更快的干燥速率。

在冰晶的升華過(guò)程中，每升華1g冰晶約需吸收2822.4J的熱量，假如沒(méi)有熱量來(lái)源，冰晶升華時(shí)將會(huì)從制品中吸熱，亦即通過(guò)降低制品的溫度來(lái)維持升華所必須的熱能，當(dāng)制品的溫度降低后，其冰晶飽和蒸汽壓亦降低，當(dāng)降低到與環(huán)境中相對(duì)壓力相等時(shí)，升華亦即停止，因此，凍干機(jī)凍干過(guò)程中，必須給制品施加熱能。

02凍干機(jī)真空環(huán)境中如何供熱？

①接觸傳熱方式

這是一種比較簡(jiǎn)單的加熱方法，在干燥室內(nèi)設(shè)置可加熱的多層擱板，上面放置裝有被干燥食品的干燥盤。利用干燥盤與擱板接觸傳導(dǎo)加熱。在這種情況下，加熱擱板與干燥盤，干燥盤與干燥食品間不能*良好地接觸，因此利用這中方法進(jìn)行加熱時(shí)，干燥時(shí)間較其它方法更長(zhǎng)，但其優(yōu)點(diǎn)是干燥是構(gòu)造簡(jiǎn)單，并可充分利用空間。凍干機(jī)

②復(fù)式加熱方式

接觸傳熱僅加熱食品的一面，而在本法中被干燥的食品兩面都與加熱板接觸，因此傳熱良好而可縮短干燥時(shí)間。方式是將被干燥食品在與加熱板接觸前，先以金屬網(wǎng)狀鋁板夾住，以打開(kāi)升華時(shí)水蒸汽的通道并減少其阻力，然后用液壓加上擱板，使之與網(wǎng)狀鋁板接觸，此法優(yōu)點(diǎn)是可縮短干燥時(shí)間，但為能與上擱板接觸，擱板必須是活動(dòng)的，因此必須使用液壓裝置導(dǎo)致構(gòu)造復(fù)雜，也降低了干燥室的利用率，此外，對(duì)非平面而不定形被干燥食品，則有不能充分發(fā)揮效果的缺點(diǎn)。凍干機(jī)

③釘板加熱方式

這是上述復(fù)式加熱方式的變形，此法是利用裝有多枚釘子的2片加熱板將被干燥食品夾在中間以進(jìn)行加熱，這種方式的加熱接觸面積擴(kuò)大到被干燥食品的內(nèi)部，因而能有效地進(jìn)行熱供給，利用此方式，干燥時(shí)間可大幅度縮短。但干燥前與干燥后的操作繁雜，需要人力與時(shí)間，另外還涉及衛(wèi)生的問(wèn)題，因此在規(guī)模生產(chǎn)上幾乎都不采用。凍干機(jī)

④輻射加熱方式

此種方式是將被加熱干燥的食品置于干燥盤或干燥網(wǎng)上，然后插入兩片加熱板之間，使之不與加熱板接觸，而由加熱板輻射來(lái)供給熱量，因此加熱板可加熱到容許溫度以上的高溫，而被干燥食品的溫度則保持在允許溫度之內(nèi)，這樣可以縮短干燥時(shí)間，且被干燥食品的形狀若不是定型時(shí)也不會(huì)有所防礙。干燥前后的操作也很容易，特別是在大型連續(xù)干燥裝置中更加有效。因此，該加熱方式已演變成凍干食品設(shè)備的基本形式。凍干機(jī)

⑤微波加熱方式

微波照射能使不同形狀的食品內(nèi)外都得到加熱，大大縮短干燥時(shí)間（約10%～20%）。此外，干燥室的利用率也較高。不過(guò)因?yàn)槲⒉訜嵝问绞前嘿F的，其費(fèi)用為蒸汽費(fèi)用的10～20倍。另外，微波加熱過(guò)程很難控制。如果供熱量有余，會(huì)導(dǎo)致升華界面有少量冰融化，而水的介電常數(shù)比冰的介電常數(shù)大得多，水將吸收更多的熱量使溫度升高而使更多的冰融化，終導(dǎo)致干燥失敗。凍干機(jī)

⑥紅外線加熱方式

在干燥室安裝紅外線發(fā)生器產(chǎn)生紅外線輻射。但由于其維持費(fèi)用相當(dāng)高，故很少應(yīng)用于冷凍干燥食品方面。

綜上所述，各種加熱方法各有其特點(diǎn)。人們?cè)诓粩嗾J(rèn)識(shí)凍干過(guò)程本質(zhì)的基礎(chǔ)上，探索出了多種加熱、輻射的組合，如傳導(dǎo)-輻射加熱法、傳導(dǎo)-微波加熱法、輻射-微波加熱法等。其目的都是期望能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高干燥速率，降低能耗。凍干機(jī)

03凍干機(jī)真空冷凍干燥食品的主要生產(chǎn)設(shè)備

凍干機(jī)真空冷凍干燥食品生產(chǎn)主要的設(shè)備為食品用凍干機(jī)真空冷凍干燥機(jī)組，該機(jī)組的性能，能耗和操作自動(dòng)化程度的高低決定了凍干食品生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平的高低。食品用凍干機(jī)分間歇式和連續(xù)式，其中間歇式凍干機(jī)由干燥箱體、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等5部分組成。

①凍干機(jī)干燥箱體

有圓筒形及方形兩種主要的形式，各有優(yōu)點(diǎn)，圓筒形制造容易，但無(wú)法利用的空間多；方形則相反，空間利用率高，但制造較困難。

②凍干機(jī)加熱系統(tǒng)

大多數(shù)采用輻射傳熱，輻射板由陽(yáng)極電鍍鋁制成，導(dǎo)熱介質(zhì)有導(dǎo)熱油、飽和水、二次蒸汽、有機(jī)溶劑如丙二醇、甘油等，熱源均系用高壓水蒸汽。

③凍干機(jī)真空系統(tǒng)

采用機(jī)械真空泵，一般分為兩種，一種不能抽水蒸汽，因此對(duì)冷阱效率要求較高，優(yōu)點(diǎn)是能耗小，另一種則正好相反，能抽吸少量水蒸汽，缺點(diǎn)是能耗較大。

④凍干機(jī)制冷系統(tǒng)

由制冷機(jī)組與冷卻排管構(gòu)成，作水蒸汽捕集器依其與輻射板組件的相對(duì)位置，有如下幾種形式：底置式：放置在輻射板組件的底部；側(cè)置式：放置在輻射板組件的兩側(cè)；后置式：放置在輻射板組件的后面；另置式：放置在輻射板組件不在同一容器內(nèi)，另外一個(gè)容器放置，兩容器之間有一個(gè)短而粗的管件連接。

⑤凍干機(jī)控制系統(tǒng)

有手動(dòng)控制及自動(dòng)控制兩大類。

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