日常生活中,我們要干燥某樣東西都是要加熱升溫,這樣才能使物體的水分更快地被蒸發(fā),從而使得物體被干燥,這個過程也叫脫水。
然而在制藥食品等行業(yè)上,有些產(chǎn)品由于高溫會破壞蛋白質(zhì)及微生物,使其成分結構受到破壞或者降低其活性,因此一般不會使用烘干的形式進行脫水,而是使用一種叫做凍干的技術進行脫水。所謂凍干,就是在通過降溫將物質(zhì)中水分凍結為固體,然后在通過降低真空及輕加熱的方式,使得固態(tài)的水冰直接升華為水蒸汽而達到脫水的目的。相對加熱干燥的脫水方式,凍干有很多優(yōu)點,比如揮發(fā)性損失低、不用添加防腐劑保鮮(微生物的生長和酶的作用極低)、保持物質(zhì)結構、保持物質(zhì)中活性成分、保持物質(zhì)中易氧化的成分等。因此,凍干技術在制藥、食品、科研等領域應用極廣。

要使用凍干,那么就要用到凍干機了。一般來說它主要由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。當然,這是主要部分,如果要細說那就很多了,各部分主要功能如下:
1、制冷系統(tǒng):顧名思義,就是用來給凍干機降溫的,是其核心部件,主要包括壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流閥(也叫膨脹閥)、管路、制冷劑等,其原理和空調(diào)、冰箱的制冷原理差不多。一般可降溫到-40℃~-55℃之間。
2、真空系統(tǒng):也是其重要組成部分,用于給凍干機抽真空的。主要由真空泵、羅茨泵、閥門、壓力控制系統(tǒng)、汽水分離器、管路等組成,一般極限真空在3pa左右。當然,進行選型的時候,并非極限真空度越低越好,滿足要求即可。另外,除了真空度外,真空速率(抽氣率)及真空泄漏率也是重要的指標。
3、加熱系統(tǒng):主要用于升華過程補充熱量。如果升華過程不供給熱量,那么制品只有降低內(nèi)能來補償升華的吸熱。當然,溫度控制對于凍干機是一個很重要的過程,要求控制精度很高,并保證制品溫度要低于其共晶點溫度某個范圍。
4、控制系統(tǒng):如同所有精密設備一樣,控制系統(tǒng)是整臺設備的靈魂。它的一切操作幾乎都是通過控制系統(tǒng)完成,包括自動降溫、抽真空、升溫等過程,控制相關參數(shù)跟隨理想凍干曲線的特性變化??刂葡到y(tǒng)一般包括控制器(PLC)、輸入輸出模塊、傳感器、執(zhí)行機構、人機界面(HMI)等。
當然,除此以上所述之外,它還包括柜體、干燥箱、密閉門、電氣、在線清洗(CIP)和消毒系統(tǒng)(SIP)等,這些都是*部分。