如何改进冷冻干燥

www.xbxmw.com　　2007-7-14 20:35:02　　来源：西部畜牧信息网　　 阅读：次
   在过去几十年里，冷冻干燥领域只有很少的改进为人所知，除了某些流程控制上的改进之外，没有任何针对技术改进的基本理念被提出。那些传统的被验证的技术如由强大的多步骤蒸汽压缩机推动的1~2mbar真空处理居然被作为“革新的新技术”加以应用。考虑其投资和附加支出，这项科技可能会在蒸汽成本较低的国家受欢迎。
        
        无论如何，今天的大多数冻干车间使用的正式这种所谓的“冻干冷凝器”。因此，升华的水蒸汽包括它们的气味载体都在操作范围为-40 ~ -60℃的专门热量转换器中被氨冷冻了，这之后将由蒸汽进行解冻。除了氨的供应成本较高之外，极长的干燥时间和气味载体的大量损失也是这种技术的重大缺陷。因此我们希望向公众详细介绍两种真正的先进冻干革新技术——实现持续冻干的冷冻真空带干燥机和制造高质量产品的沸石吸附器。
        
        如何实现高效快速持续的冷冻干燥
        
        冷冻真空带干燥机是专门为极端高真空环境下操作而专门设计的真空带干燥机。这套系统也被称为“动力冷冻干燥”，它的运行不同于传统冻干机，例如，它没有装载产品的搁架。首先，冻干粉粒被均匀地撒在冻干机的顶部带区中。这种冻干机包括一些有不同合成材料制成的传送带，在加热和冷冻盘之间传送原料。当产品到达传送带的底端，它会跌落至下方的传送带上继续下一个步骤。可调节温度的不同区域确保了每一批产品的最佳热量范围。最重要的是产品在每一条传送带之间的转换，产品会被重新混合，因此会发生新接触面与热源的接触。与传统冻干机不同（传统冻干机中产品会在搁架上以20~40mm的层厚停留并通常只以辐射进行加热），冷冻真空带干燥机单次只处理2~3mm一层或近似10~15mm一层的产品。靠接处热量来干燥这种薄层要比靠热辐射来干燥有效得多，多数情况下产品会在两小时之内干燥。如果是单层处理（在这里提高加热温度是可能的，因为在这层之上没有可能解冻的另外一层）如咖啡粉粒这种产品的干燥可以在四十分钟之内完成。
        
        这种“高速”的干燥（相对6~8小时的传统冻干时间而言）带来的是对气味分子保存力的极大提高。当我们在讨论传统的冷冻干燥时，只注意冷冻产物和升华产物，而实际上，升华步骤是在全部过程的大约三分之一处结束的，这之后温度升至约40 ~ 60℃，持续几个小时的强烈热压会导致气味分子从产品中大量流失，因此经常使用的弥补方法就是在最终产品中再人工添加这些气味分子。
        
        冷冻真空带干燥机对那些需要很好的保持产品原味的产品来说有特殊的优势。为了消除升华蒸汽，可以采用高效蒸汽压缩机、冷凝器和最近取得不断成功的吸附器，所有这些系统都可以轻易地组合成一套冷冻真空带干燥机。
        
        如何实现干燥产品的卓越质量
        
        沸石是高吸收性结晶铝的一种形式，其气孔直径很特殊，为4 A这种结构使其可以仅仅吸收水分子(3A)，而更大的如香味分子和颜色分子则无法被其吸收。而真空干燥中使用的沸石最重要的属性则是其在高真空环境下吸收水分的极端局部低水压。在吸收循环中，局部压力根据温度（20 ~ 60 ℃之间）和湿度的不同在0.001 ~ 0.01mbar之间变化，因此，产品的表面只有很少的挥发成分被蒸发，如相比较传统的冷冻干燥，有更多的气味分子被保留下来。

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