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影響冷凍干燥機(jī)速率的5大因素
閱讀：3856 發(fā)布時(shí)間：2020-4-13
冷凍干燥機(jī)冷凍干燥的整個(gè)過(guò)程其實(shí)就是傳熱和傳質(zhì)(水蒸氣)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程，熱和質(zhì)的傳遞速率共同影響干燥速率，從而影響冷凍干燥機(jī)整個(gè)凍干周期，所有影響熱和質(zhì)傳遞的因素均會(huì)影響干燥速率，簡(jiǎn)單分析如下：
1、物料的形態(tài)與組分
根據(jù)凍干物料的形態(tài)通常分為固體和液體。冷凍干燥機(jī)固體的形態(tài)和液體的濃度對(duì)冷凍干燥速率的影響較大。
2、預(yù)凍速率
冷凍時(shí)所形成的晶體大小在很大程度上影響干燥的速率和干燥后產(chǎn)品的溶解速度。冷凍干燥機(jī)速凍和慢凍過(guò)程具有以下差別：速凍產(chǎn)生的冰晶較小，慢凍產(chǎn)生的冰晶較大。大的冰晶有利于升華，小的冰晶不利于升華，快速凍結(jié)導(dǎo)致升華速率低，解吸速率快;慢速凍結(jié)導(dǎo)致升華速率快，解析速率慢。
3、裝量
物料在凍干時(shí)，分裝到容器中后存在一定的表面積與物質(zhì)厚度之比，亦即凍干與裝量有關(guān)。表面積、厚度小有利于水分升華，容易凍干且質(zhì)量理想。干燥時(shí)，單位面積料盤(pán)上被干燥的濕重裝載量是決定干燥時(shí)間的重要因素，一般情況下，物料堆積的厚度愈薄，傳熱和傳質(zhì)速度越快，干燥時(shí)間愈短。但是，物料厚度薄則單位凍干面積上每批次干燥的物料少，對(duì)提高單位凍干面積和單位時(shí)間產(chǎn)量不利。
4、干燥室內(nèi)壓力
干燥室內(nèi)壓力高低影響到傳熱和傳質(zhì)的速率，就傳質(zhì)而言，壓力越低越好，而對(duì)于傳熱來(lái)說(shuō)，壓力越高越好。傳質(zhì)速率的大小，主要由升華界面與干燥層表面的溫度和壓力所決定，要提高干燥層中水蒸氣的逸出速率，一是提高升華界面的溫度，使界面水蒸氣壓增大;二是提高冷凍干燥機(jī)的真空度，降低干燥層表面的蒸汽壓。
5、傳熱方式
按傳統(tǒng)的分類可劃分為：傳導(dǎo)、對(duì)流、熱輻射和介質(zhì)加熱(微波加熱)。由于冷凍干燥機(jī)升華干燥的過(guò)程涉及到熱和質(zhì)(水蒸氣)的傳遞，因此，通過(guò)何種傳熱方式將熱量更為有效地傳給物料，對(duì)干燥速率有較大的影響。
真空冷凍干燥技術(shù)在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學(xué)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。藥品冷凍干燥包括西藥和中藥兩部分。西藥冷凍干燥在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設(shè)備。在中藥方面，目前還只局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲(chóng)夏草等少量中藥材的凍干，大量的中成藥還沒(méi)有采用凍干工藝，與國(guó)外差距較大。 在生物技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域，凍干技術(shù)主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產(chǎn)；生物化學(xué)的檢查藥品、免疫學(xué)及細(xì)菌學(xué)的檢查藥品；血液、細(xì)菌、動(dòng)脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織及各種器官長(zhǎng)期保存等。