離心凍幹機作為一種先進的高效幹燥設備,廣泛應用於製藥、食品、化學品等多個領域。其工作原理和技術優勢,使得在低溫條件下實現高效物料幹燥成為可能。
一、工作原理
離心凍幹機結合了離心幹燥和冷凍幹燥兩種技術的優點,通過高速旋轉和低溫條件共同作用,實現了物料的高效幹燥。其主要組成部分包括冷凍幹燥室、冷卻係統、真空係統、離心係統和控製係統。
1.冷凍幹燥室
冷凍幹燥室用於放置待幹燥的固體物料。在幹燥過程中,物料在此室內進行快速冷凍和後續的升華幹燥。
2.冷卻係統
冷卻係統負責將物料中的水分快速冷凍,形成冰晶。這一過程是後續升華幹燥的基礎,通過降低物料的溫度,使得水分以固態形式存在,便於後續的升華過程。
3.真空係統
真空係統用於創建低氣壓環境,降低升華所需的溫度。在低氣壓下,水蒸氣的飽和蒸氣壓降低,使得冰晶可以在較低的溫度下直接升華成水蒸氣,避免了物料因高溫而受損。
4.離心係統
離心係統通過高速旋轉產生離心力,將物料表麵的水分迅速甩出,實現初步幹燥。這一過程大大縮短了幹燥時間,提高了幹燥效率。
5.控製係統
控製係統負責整個設備的自動控製和監測,確保各個係統的協調運行,以達到最佳的幹燥效果。
二、離心凍幹機在低溫下的高效幹燥過程
1.預處理
在進行離心凍幹之前,需要對物料進行適當的預處理,包括清洗、切割和分裝等步驟。這些步驟確保了物料在幹燥過程中的均勻受熱和良好的幹燥效果。
2.冷凍
將預處理後的物料放入冷凍幹燥室,進行快速冷凍。冷凍過程將物料中的水分從液態轉化為固態,為後續的升華幹燥做好準備。
3.離心幹燥
在物料冷凍完成後,離心係統開始高速旋轉。離心力作用使得物料表麵的水分被迅速甩出,實現初步的幹燥。這一過程極大地縮短了幹燥時間,提高了幹燥效率。
4.升華幹燥
在離心幹燥的同時,物料內部的冰晶開始升華成水蒸氣。真空係統創建的低氣壓環境抑製了水蒸氣的凝結,使得水蒸氣可以順利排出機外,完成最終的幹燥過程。這一過程保持了物料原有的結構和營養成分,避免了因高溫而產生的損害。
5.後處理
經過離心凍幹後,物料的水分含量顯著降低。此時需要對物料進行適當的後處理,如降溫、解凍等操作,以確保物料恢複到適宜的溫度和狀態,便於後續使用或保存。
三、應用優勢
1.高效
離心凍幹機比傳統的真空幹燥器幹燥速度更快,大大縮短了幹燥時間。這對於提高生產效率和降低成本具有重要意義。
2.節能
由於在低氣壓下進行幹燥,能源消耗較低。這有助於降低生產成本,提高經濟效益。
3.環保
不需要加熱進行幹燥,因此不會產生有害氣體,對環境友好。這符合現代工業對綠色生產的要求。
4.適應性廣
離心凍幹機可以處理各種不同性質的固體物料,如藥品、食品、化學品等。其廣泛的應用領域使得該設備具有很高的市場價值。