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噴霧冷凍干燥機(jī)冷阱溫度的設(shè)定及干燥速率解析

更新時(shí)間:2022-08-17  |  點(diǎn)擊率:1275
  冷阱是冷凍干燥過(guò)程捕獲水分的裝置,理論上講,冷阱溫度越低,冷阱的捕水能力越強(qiáng),但冷阱溫度低,對(duì)制冷要求高,機(jī)器成本及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。噴霧冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度主要有-45℃左右、-60℃左右、-80℃左右等幾個(gè)檔次。
 
  冷阱溫度為-45℃的凍干適用于一些容易凍干的產(chǎn)品,冷阱溫度為-60℃左右的凍干機(jī)適用于大部分產(chǎn)品的凍干,冷阱溫度為-80℃的凍干適用于一些特殊產(chǎn)品的凍干。
 
  冷阱溫度對(duì)捕水能力的影響實(shí)驗(yàn)表明冷阱溫度從-35℃下降到-55℃,捕水能力有提升明顯,冷阱溫度低于-55℃,冷阱的捕水能力提升不明顯。因此,在沒(méi)有特殊需求的情況下,選用冷阱溫度-60℃左右是理想的選擇。
 
  噴霧冷凍干燥機(jī)的干燥速度,就是在單位時(shí)間內(nèi)汽化水分經(jīng)過(guò)單位干燥面積到達(dá)氣體空間的數(shù)量。食品中水分一有結(jié)合水分和非結(jié)合水分之分,在一定的溫度下,非結(jié)合水分的蒸汽壓是一定的,它等于同溫純水的蒸汽壓,但結(jié)合水分的蒸汽壓卻隨結(jié)合力的不同而不同。這樣,當(dāng)某種充分潮濕的食品在進(jìn)行干燥時(shí),初出來(lái)的必然是沒(méi)有結(jié)合力(大體上)的非結(jié)合水。這時(shí)食品表面的蒸汽壓幾乎與純水的蒸汽壓相等,而且在這部分水分未*蒸發(fā)掉以前,此蒸汽壓必保持不變,并在一定的情況下會(huì)出現(xiàn)干燥速度不變的現(xiàn)象。就是說(shuō),當(dāng)外界干燥條件一定時(shí),食品的干燥速度也就不變。所謂“外界干燥條件”,對(duì)熱風(fēng)干燥來(lái)說(shuō)是指空氣的溫度、濕度、流速等,對(duì)真空干燥來(lái)說(shuō),是指真空度、熱源溫度、傳熱面與物料的接觸情況等。
 
  因此在一般典型的干燥過(guò)程,從干燥速度方面來(lái)觀察,則有等速干燥階段和降速干燥階段之分。實(shí)際上,所謂結(jié)合水與非結(jié)合水,并沒(méi)有明顯的界限,因此兩階段的劃分也沒(méi)有明顯的界限。像高濃度的明膠、酪蛋白等,一開始就不存在明顯的沒(méi)有結(jié)合力的水分,所以很快便進(jìn)入降速階段。另外,像糖、酸和游離氨基酸之類水溶性且濃度高的食品,雖有等速干操階段,但這階段的時(shí)間并不長(zhǎng)。
 
  此外,降速階段的干燥機(jī)制比等速階段的復(fù)雜得多,因而,這一階段干燥曲線的形狀也是各種各樣的。