1.冷凍階段冷凍干燥首先要把原料進(jìn)行凍結(jié),使原料中的水變成冰,為下階段的升華做好準(zhǔn)備。凍結(jié)溫度的高低及凍結(jié)速度是控制關(guān)鍵,溫度要達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)以下,不同的物料其凍結(jié)點(diǎn)各不相同。凍結(jié)速度的快慢直接關(guān)系到物料中冰晶顆粒的大小,冰晶顆粒的大小對(duì)固態(tài)物料的結(jié)構(gòu)及升華速率有直接關(guān)聯(lián)。一般情況下,要求1--3小時(shí)完成物料的凍結(jié),進(jìn)入升華階段。詳解冷凍干燥是利用升華的原理進(jìn)行干燥的一種技術(shù),是將燥的物質(zhì)在低溫下快速凍結(jié),然后在適當(dāng)?shù)恼婵窄h(huán)境,使凍結(jié)的水分子直接升華成為水蒸氣逸出的過程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物(lyophilizer),該過程稱作凍干(lyophilization)。物質(zhì)在干燥前始終處于低溫(凍結(jié)狀態(tài)),同時(shí)冰晶均勻分布于物質(zhì)中,升華過程不會(huì)因脫水而發(fā)生濃縮現(xiàn)象,避免了由水蒸氣產(chǎn)生泡沫、氧化等副作用。干燥物質(zhì)呈干海綿多孔狀,體積基本不變,極易溶于水而**原狀。在大程度上防止干燥物質(zhì)的理化和生物學(xué)方面的變性。冷凍干燥機(jī)系由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成。主要部件為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。它的工作原理是將燥的物品先凍結(jié)到三相點(diǎn)溫度以下。冷凍干燥機(jī)操作簡單,維護(hù)方便,降低用戶的使用成本。實(shí)驗(yàn)凍干機(jī)生產(chǎn)廠
然后在真空條件下使物品中的固態(tài)水份(冰)直接升華成水蒸氣,從物品中排除,使物品干燥。物料經(jīng)前處理后,被送入速凍倉凍結(jié),再送入干燥倉升華脫水,之后在后處理車間包裝。真空系統(tǒng)為升華干燥倉建立低氣壓條件,加熱系統(tǒng)向物料提供升華潛熱,制冷系統(tǒng)向冷阱和干燥室提供所需的冷量。本設(shè)備采用**輻射加熱,物料受熱均勻;采用**捕水冷阱,并可實(shí)現(xiàn)快速化霜;采用**真空機(jī)組,并可實(shí)現(xiàn)油水分離;采用并聯(lián)集中制冷系統(tǒng),多路按需供冷,工況穩(wěn)定,有利節(jié)能;采用人工智能控制,控制精度高,操作方便。對(duì)凍干制品的質(zhì)量要求是:生物活性不變、外觀色澤均勻、形態(tài)飽滿、結(jié)構(gòu)牢固、溶解速度快,殘余水分低。要獲得高質(zhì)量的制品,對(duì)凍干的理論和工藝應(yīng)有一個(gè)比較的了解。凍干工藝包括預(yù)凍、升華和再凍干三個(gè)分階段。合理而有效地縮短凍干的周期在工業(yè)生產(chǎn)上具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。一制品的凍結(jié)溶液速凍時(shí)(每分鐘降溫10~50℃),晶粒保持在顯微鏡下可見的大小;相反慢凍時(shí)(1℃/分),形成的結(jié)晶肉眼可見。粗晶在升華留下較大的空隙,可以提高凍干的效率,細(xì)晶在升華后留下的間隙較小,使下層升華受阻,速成凍的成品粒子細(xì)膩,外觀均勻,比表面積大,多孔結(jié)構(gòu)好,溶解速度快。杭州中試凍干機(jī)費(fèi)用通過冷干機(jī)的處理,物料能夠快速達(dá)到理想的濕度要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性。
殘余水分干燥的時(shí)間與大量升華的時(shí)間幾乎相等有時(shí)甚至還會(huì)超過。四凍干曲線凍干曲線圖將擱板溫度與制品溫度隨時(shí)間的變化記錄下來,即可得到凍干曲線。比較典型的凍干曲線系將擱板升溫分為兩個(gè)階段,在大量升華時(shí)擱板溫度保持較低,根據(jù)實(shí)際情況,一般可控制在-10至+10之間。第二階段則根據(jù)制品性質(zhì)將擱板溫度適當(dāng)調(diào)高,此法適用于其熔點(diǎn)較低的制品。若對(duì)制品的性能尚不清楚,機(jī)器性能較差或其工作不夠穩(wěn)定時(shí),用此法也比較穩(wěn)妥。如果制品共晶點(diǎn)較高,系統(tǒng)的真空度也能保持良好,凝結(jié)器的制冷能力充裕,則也可采用一定的升溫速度,將擱板溫度升高至允許的高溫度,直至凍干結(jié)束,但也需保證制品在大量升華時(shí)的溫度不得超過共晶點(diǎn)。若制品對(duì)熱不穩(wěn)定,則第二階段板溫不宜過高。為了提高第一階段的升華速度,可將擱板溫度一次升高至制品允許的高溫度以上;待大量升華階段基本結(jié)束時(shí),再將板溫降至允許的高溫度,這后兩種方式雖然使大量的升華速度有一些提高,但其抗干擾的能力相應(yīng)降低,真空度和制冷能力的突然降低或停電都可能會(huì)使制品融化。合理而靈活地掌握第一種方式,仍是目前較常用的方式。
干燥過程中打開氣鎮(zhèn)閥。凍干機(jī)媒體換熱循環(huán)系統(tǒng)食品的降溫與升溫所需的能量都是由循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)通過換熱媒體傳導(dǎo)給擱板,再到食品。食品降溫的冷源由制冷系統(tǒng)提供,食品升溫的熱源由加熱罐提供,降溫與升溫的切換通過控制冷源和熱源的電磁閥門開關(guān)來完成。升溫時(shí)蒸汽進(jìn)人加熱罐加熱媒體,用氣動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)來自加熱罐的熱媒和擱板回流熱媒的混合比,并控制板式換熱器冷卻水電做閥的開閉來控制擱板的溫度。系統(tǒng)有熱媒加熱罐板式換熱器,氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、冷卻水電磁閥、循環(huán)泵、管路、電磁閥、溫度傳感器等。凍干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)具有凍干曲線設(shè)定,真空泵測(cè)試與控制,媒體溫度、食品溫度捕水器溫度控制,干燥狀態(tài)檢測(cè),除路,在位清洗**,自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警等功能。凍干機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)控制氣動(dòng)閥門凍干機(jī)在位清洗和消毒系統(tǒng)用于干箱捕水器的清洗和蒸汽消毒凍干機(jī)性能驗(yàn)證編輯凍干機(jī)凍干機(jī)抽真空速率測(cè)試(1)啟動(dòng)凍干機(jī)。根據(jù)凍干產(chǎn)品工藝需求設(shè)置凍干機(jī)真空度為25Pa,并進(jìn)行抽真空測(cè)試,需3次重復(fù)測(cè)試。(2)合格標(biāo)準(zhǔn)。真空度達(dá)到25Pa以下,所需時(shí)間≤40min(參考*用真空冷凍干燥機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T20032-2012,同時(shí)結(jié)合產(chǎn)品工藝要求)。凍干機(jī)凍干機(jī)在線清洗CIP覆蓋率。冷凍干燥機(jī)能夠保留物料的原有色澤和風(fēng)味,提高產(chǎn)品的市場競爭力。
樣品凍干機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟,主要分為樣品預(yù)凍,樣品干燥兩大步驟!實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)裝置有普通型、壓蓋型、多歧管型、原位型可選,不同裝置,樣品凍干操作也有區(qū)別。實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)原位實(shí)驗(yàn)室凍干機(jī)下面,以普通型凍干機(jī)為例,說下樣品凍干機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟:一、預(yù)凍過程操作注:有低溫冰箱的用戶可以省去該步驟(1)打開制冷機(jī),對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)冷,當(dāng)冷阱溫度下降至-40℃以下后,就可以對(duì)物料進(jìn)行預(yù)凍;(2)將物料放入物料盤(液體直接注入物料盤,固態(tài)或瓶裝物料均勻擺放在物料盤上即可);(3)將物料盤放入預(yù)凍架,探頭放入物料盤與物料充分接觸,以減少樣品溫度與實(shí)際溫度的誤差;(4)將預(yù)凍架放至冷阱內(nèi);(5)蓋上保溫蓋;(6)預(yù)凍至物料各部分溫度都下降至該物料共晶點(diǎn)以下后,維持1小時(shí)左右預(yù)凍可以結(jié)束,準(zhǔn)備進(jìn)入干燥階段。二、干燥過程操作(1)將預(yù)凍架從冷阱中取出;(2)將預(yù)凍好的物料取出放到干燥架上;(3)將干燥架放到冷阱上面,如圖所示;(4)檢查密封圈完好且無雜物的前提下,罩上“有機(jī)玻璃筒”;(5)順時(shí)針旋緊放水閥;(6)打開真空泵、打開真空計(jì)。真空度下降,一般干燥過程中真空度值<20pa即為正常。(7)干燥結(jié)束后,先打開“放水。該設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì),方便用戶根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展和升級(jí)。南京實(shí)驗(yàn)凍干機(jī)品牌
通過冷凍干燥技術(shù),物料能夠迅速達(dá)到干燥效果,提高了生產(chǎn)效率。實(shí)驗(yàn)凍干機(jī)生產(chǎn)廠
使下層升華受阻,速成凍的成品粒子細(xì)膩,外觀均勻,比表面積大,多孔結(jié)構(gòu)好,溶解速度快,便成品的引濕性相對(duì)也要強(qiáng)些。**在凍干機(jī)中預(yù)凍在兩種方式:一種是制品與干燥箱同時(shí)降溫;另一種是待干燥箱擱板降溫至-40℃左右,再將制品放入,前者相當(dāng)于慢凍,后者則介于速凍與慢凍之間,因而常被采用,以兼顧凍干效率與產(chǎn)品質(zhì)量。此法的缺點(diǎn)是制品入箱時(shí),空氣中的水蒸氣將迅速地凝結(jié)在擱板上,而在升華初期,若板升溫較快,由于大面積的升華將有可能超越凝結(jié)器的正常負(fù)荷。此現(xiàn)象在夏季尤為。制品的凍結(jié)處于靜止?fàn)顟B(tài)。經(jīng)驗(yàn)證明,過冷現(xiàn)象容易發(fā)生致使制品溫度雖已達(dá)到共晶點(diǎn),但溶質(zhì)仍不結(jié)晶,為了克服過冷現(xiàn)象,制品凍結(jié)的溫度應(yīng)低于共晶點(diǎn)以下一個(gè)范圍,并需保持一段時(shí)間,以待制品完全凍結(jié)。預(yù)凍溫度:進(jìn)行真空冷凍干燥,必須保證預(yù)凍溫度足夠低。由于物料的多樣性,對(duì)有共晶點(diǎn)的物料,一般的處理方法是低于共晶點(diǎn)的5至10攝氏度;對(duì)于不存在共晶點(diǎn)的物料(以非晶態(tài)、玻璃態(tài)或兩種狀態(tài)共存)就需要進(jìn)行多次試驗(yàn),確認(rèn)預(yù)凍溫度。預(yù)凍時(shí)間:整個(gè)預(yù)凍需要持續(xù)一段時(shí)間,物料的凍結(jié)過程也是一個(gè)放熱的過程。為了能使預(yù)凍的效果更好,通常在達(dá)到預(yù)凍溫度的時(shí)候,保持一段時(shí)間。實(shí)驗(yàn)凍干機(jī)生產(chǎn)廠