凍干機(jī)的基本原理是基于水的三態(tài)變化。水有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài),三種狀態(tài)既可以相互轉(zhuǎn)換又可以共存。 當(dāng)水在三相點(diǎn)(溫度為0.01℃,水蒸氣壓為610.5Pa)時(shí),水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。在高真空狀態(tài)下,利用升華原理,使預(yù)先凍結(jié)的物料中的水分,不經(jīng)過冰的融化,直接以冰態(tài)升華為水蒸汽被除去,從而達(dá)到冷凍干燥的目的。 凍干制品呈海綿狀、無干縮、復(fù)水性、含水分極少,相應(yīng)包裝后可在常溫下長時(shí)間保存和運(yùn)輸。 由于真空冷凍干燥具有其它干燥方法的優(yōu)點(diǎn),因此該技術(shù)問世以來越來越 受到人們的青睞,在醫(yī)藥、生物制品和食品方面的應(yīng)用已日益廣泛。血清、菌種、中西醫(yī)藥等生物制品多為一些生物活性物質(zhì),真空冷凍干燥技術(shù)也為保存生物活性提供了良好的解決途徑。
真空凍干機(jī)是運(yùn)用機(jī)械方式為制品提供凍結(jié)及升華環(huán)境的設(shè)備,擁有全套的加工和檢驗(yàn)設(shè)備,制冷系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)先進(jìn),安裝精確,能保證長時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定。高效,真空主閥為真空系統(tǒng)起關(guān)鍵作用,自動(dòng)化控制系統(tǒng)。且能保持生物活性,顏色和風(fēng)味及芳香,減少揮發(fā)性和熱敏物質(zhì)的損失,可以的保持物質(zhì)原有的性質(zhì),凍干機(jī)干燥后,體積和形狀不變,復(fù)水姓好,更好的保存物品,延長保存期。
凍干機(jī)凍干樣品在加熱前需要先抽真空,其原因主要包括以下幾點(diǎn):
1.將樣品放入真空箱中抽取真空,以抽取樣品材料中可抽取的氣體成分。如果先加熱樣品,氣體會(huì)在加熱時(shí)膨脹。由于真空箱的密封性很好,膨脹氣體產(chǎn)生的巨大壓力可能會(huì)使觀察窗鋼化玻璃爆裂。這是一個(gè)潛在的危險(xiǎn)。這種危險(xiǎn)可以通過先抽真空再加熱來避免。
2.如果按照先加熱再抽真空的程序操作,當(dāng)加熱空氣被真空泵抽出時(shí),熱量必然會(huì)帶到真空泵上,導(dǎo)致真空泵溫升過高,可能降低真空泵的效率。
3.當(dāng)加熱氣體導(dǎo)向真空壓力表時(shí),真空壓力表會(huì)產(chǎn)生溫升。如果溫升超過真空壓力表規(guī)定的使用溫度范圍,真空壓力表可能會(huì)產(chǎn)生示值誤差。
凍干機(jī)制冷系統(tǒng)抽真空操作步驟:
1.檢測制冷系統(tǒng)無泄漏后,將真空系統(tǒng)管道上的抽氣接口與制冷系統(tǒng)上的氣液分離器上的抽氣接口(也可用作加液接口)連接起來。
2.打開真空泵,確保泵管無泄漏。
3.打開制冷系統(tǒng)抽氣接口上的截止閥,對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行抽真空。(一般抽真空時(shí)間為24小時(shí))
普通干燥所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小、質(zhì)地變硬的問題,易揮發(fā)的成分大部分會(huì)損失掉,一些熱敏性的物質(zhì)發(fā)生變性、失活,有些物質(zhì)甚至發(fā)生了氧化。在性狀上有很大的差別。因?yàn)檎婵諆龈蓹C(jī)其與傳統(tǒng)的加熱方法不同,加熱干燥只發(fā)生一個(gè)從“液體→氣體”的相變,而冷凍干燥則需要經(jīng)過兩次相變,先從“液體→固體”的形變,再經(jīng)過升華“固體→氣體”的相變。所以,經(jīng)凍干技術(shù)處理的物料呈多孔、疏松結(jié)構(gòu),具有更好的復(fù)水性,便于后續(xù)加工處理或直接食用。