德國Fevik（菲維科）為杰懋萬得福旗下代理品牌，目前主要定位于試驗凍干機的研發(fā)與生產(chǎn)，實驗室凍干機為其主打成品，種類多樣，型號齊全，涵蓋實驗室小型凍干機、實驗室中型凍干機、實驗室大型凍干機、防腐蝕凍干機以及中試型凍干機，并且在醫(yī)藥、生物工程、化工、血液制品、活性物質(zhì)、材料科學領域得到廣泛應用。

01凍干機真空冷凍干燥方法的基本原理

凍干機真空冷凍干燥就是將含水物質(zhì)預先凍結，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行，必須滿足兩個基本條件，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。

在開始階段，如果物料溫度相對較高，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，若沒有外界供熱，升華干燥便停止進行。在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如果不及時排除，蒸汽分壓就會升高，物料溫度也隨之升高，當達到物料的凍結點時，物料中的冰晶就會融化，冷凍干燥也就無法進行了。凍干機

供給熱量的過程是一個傳熱過程，排除蒸汽的過程是一個傳質(zhì)的過程，因此，升華干燥過程實質(zhì)上是一個傳熱、傳質(zhì)同時進行的過程。自然界中所發(fā)生的任何過程都有驅動力，升華干燥中的傳熱驅動力為熱源與升華界面之間的溫差，而傳質(zhì)驅動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

凍干機凍干時，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外界傳熱過程傳送到被干燥物料的表面，然后再通過內(nèi)部傳熱過程傳送到物料內(nèi)冰升華的實際發(fā)生處。所產(chǎn)生的水蒸氣必須通過內(nèi)部傳質(zhì)過程到達物料的表面，再通過外部傳質(zhì)過程轉移到蒸汽捕集器中。任何一個過程或幾個過程一起都可能成為干燥過程的“瓶頸”，它取決于凍干機的設計、操作條件以及被干燥物料的特征。只有同時提高傳熱、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。

在冰晶的升華過程中，每升華1g冰晶約需吸收2822.4J的熱量，假如沒有熱量來源，冰晶升華時將會從制品中吸熱，亦即通過降低制品的溫度來維持升華所必須的熱能，當制品的溫度降低后，其冰晶飽和蒸汽壓亦降低，當降低到與環(huán)境中相對壓力相等時，升華亦即停止，因此，凍干機凍干過程中，必須給制品施加熱能。

02凍干機真空環(huán)境中如何供熱？

①接觸傳熱方式

這是一種比較簡單的加熱方法，在干燥室內(nèi)設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行加熱時，干燥時間較其它方法更長，但其優(yōu)點是干燥是構造簡單，并可充分利用空間。凍干機

②復式加熱方式

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，以打開升華時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)點是可縮短干燥時間，但為能與上擱板接觸，擱板必須是活動的，因此必須使用液壓裝置導致構造復雜，也降低了干燥室的利用率，此外，對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。凍干機

③釘板加熱方式

這是上述復式加熱方式的變形，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行加熱，這種方式的加熱接觸面積擴大到被干燥食品的內(nèi)部，因而能有效地進行熱供給，利用此方式，干燥時間可大幅度縮短。但干燥前與干燥后的操作繁雜，需要人力與時間，另外還涉及衛(wèi)生的問題，因此在規(guī)模生產(chǎn)上幾乎都不采用。凍干機

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間，且被干燥食品的形狀若不是定型時也不會有所防礙。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備的基本形式。凍干機

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，大大縮短干燥時間（約10%～20%）。此外，干燥室的利用率也較高。不過因為微波加熱形式是昂貴的，其費用為蒸汽費用的10～20倍。另外，微波加熱過程很難控制。如果供熱量有余，會導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，終導致干燥失敗。凍干機

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。但由于其維持費用相當高，故很少應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。人們在不斷認識凍干過程本質(zhì)的基礎上，探索出了多種加熱、輻射的組合，如傳導-輻射加熱法、傳導-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

03凍干機真空冷凍干燥食品的主要生產(chǎn)設備

凍干機真空冷凍干燥食品生產(chǎn)主要的設備為食品用凍干機真空冷凍干燥機組，該機組的性能，能耗和操作自動化程度的高低決定了凍干食品生產(chǎn)企業(yè)的技術水平的高低。食品用凍干機分間歇式和連續(xù)式，其中間歇式凍干機由干燥箱體、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凍干機干燥箱體

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

②凍干機加熱系統(tǒng)

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

③凍干機真空系統(tǒng)

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

④凍干機制冷系統(tǒng)

由制冷機組與冷卻排管構成，作水蒸汽捕集器依其與輻射板組件的相對位置，有如下幾種形式：底置式：放置在輻射板組件的底部；側置式：放置在輻射板組件的兩側；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)，另外一個容器放置，兩容器之間有一個短而粗的管件連接。

⑤凍干機控制系統(tǒng)

有手動控制及自動控制兩大類。

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