實(shí)驗(yàn)用真空冷凍干燥機(jī)因其具有降低能耗、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)冰在冷凍干燥機(jī)中升華時,它會在干燥的剩余材料中留下孔隙。凍結(jié)溫度和凍結(jié)速度是控制目的。溫度要低于物料的凝固點(diǎn),不同物料的凝固點(diǎn)不同。
實(shí)驗(yàn)用真空冷凍干燥機(jī)開機(jī)后將物料投入物料箱內(nèi)進(jìn)行冷凍,物料的冷凍過程,一方面是真空系統(tǒng)進(jìn)行抽真空把一部分水份帶走;另一方面是物料受凍時把某些分子中所含水份排到物料的表面凍結(jié),達(dá)到冷凍要求后,由加熱系統(tǒng)對物料加熱干燥,通過抽真空把物料中所含的水份帶到冷凍捕集箱結(jié)凍,達(dá)到物料冷凍干燥要求。
實(shí)驗(yàn)用真空冷凍干燥機(jī)技術(shù)原理:
冷凍干燥又叫真空凍結(jié)升華干燥,是將含水物料在低溫下凍結(jié),然后在真空條件下將水升華除去是使物料干燥的一門技術(shù)。
1、曲線OA為氣化曲線,A為水的臨界點(diǎn)P,t(220bar,374℃),在OA曲線上水和水蒸氣共存。
2、曲線OB為融解曲線,水和冰共存的狀態(tài)。
3、曲線OC為升華曲線,冰和水蒸氣共存的狀態(tài)。
4、O點(diǎn)為上述三曲線的交點(diǎn),叫水的三相點(diǎn),其對應(yīng)的壓力溫度為P,t(610.5Pa,+0.0098℃),此狀態(tài)點(diǎn)水、水蒸氣、水三相共存。
5、設(shè)有一盅水,如果將盅內(nèi)的水在常溫常壓下自然蒸發(fā),那么需要相當(dāng)長的時間才能把盅內(nèi)的水*蒸發(fā)掉,就是說水的氣化速度很慢。
提高水分氣化速度的方法有兩種:一、將水等壓加熱。即將水溫升高并保持與大氣壓對應(yīng)的飽和溫度(即沸點(diǎn)100℃)一致,這個狀態(tài)就是過D點(diǎn)的等壓線與氣化曲線的交點(diǎn)E,水不停地沸騰氣化。二、將盅內(nèi)的水放進(jìn)一密閉容器里,啟動真空泵對容器降壓,當(dāng)壓力降到2337Pa,水開始沸騰,此時水的狀態(tài)是過D點(diǎn)的垂直與氣化曲線的交點(diǎn)F。若保證足夠的真空度,使溫度再降低,水的沸騰狀態(tài)依然會繼續(xù)下去。同理,在方法一中只要給水提供足夠的熱量保持沸點(diǎn)溫度,沸騰狀態(tài)也會繼續(xù)下去,水分很快氣化完畢。