低温真空冷冻干燥机,又称为冷冻干燥设备,是一种用于从物质中去除水分的设备。通过冷冻和真空升华的过程,这种设备广泛应用于制药、食品、化工、材料科学等领域。其工作原理与传统的干燥方法相比,更能有效地保护热敏感材料,确保其活性成分、香味和营养成分的完整性。
1.冷冻阶段:
-先将待处理的物质迅速冷却至其冰点以下。冷冻的速度通常很快,以确保水分在冷冻过程中以固态形式存在,形成均匀的冰晶。
-在此低温环境下,物料中的大部分水分以冰的形式凝结,其他成分则相对稳定,避免了热损伤。
2.真空阶段:
-在冷冻之后,真空系统开始工作,降低系统内的气压。这一过程降低了水的冰点,使得冰晶在室温以下的条件下能够直接升华。
-由于冰转变为水蒸气,水蒸气不会经过液态,而是直接转化为气态,从而实现水分的去除。
3.干燥阶段:
-在这一阶段,保持适当的真空条件和加热温度,以促进物料中冰的升华。此时,系统会逐步提高温度以加速干燥过程。
-当物料内的水分被去除时,真空状态下的干燥过程达到终止。
部分组成:
1.冷冻系统:
-提供低温,通常采用制冷剂(如氟利昂或氨)通过压缩机、冷凝器和蒸发器来实现制冷效果。
2.真空系统:
-包括真空泵,用于降低干燥室内的压力,确保冰晶的升华过程顺畅。
3.干燥室:
-是放置待干燥物质的密闭容器,通常设计为耐低温和腐蚀,以便承受冷冻和真空环境。
4.控制系统:
-监控整个干燥过程的温度、真空度和时间,通常配备微处理器控制,能实现精确控制和数据记录。
5.加热系统:
-在干燥阶段提供适宜的热量,通常采用加热板或辐射加热,以确保物料加热均匀。
低温真空冷冻干燥机的优点:
1.高效干燥:
-能够在较低的温度下去除水分,避免了高温对热敏感物质的损害。
2.保留营养成分:
-由于冷冻干燥过程中物质不经过液态,能够最大限度保留物质的活性成分和营养成分。
3.良好的重构性:
-冷冻干燥的产物在加入水后通常能恢复原有形态,实现良好的重构效果,适用于食品和生物制品。
4.长期保存:
-经过冷冻干燥处理的物质水分含量极低,能有效抑制细菌和霉菌的生长,延长保质期。