冷凍干燥機(jī)的凍干原理都有什么步驟?
冷凍干燥機(jī)的凍干原理主要包括以下幾個(gè)步驟:
1. 預(yù)凍階段 - 將需要干燥的物料放置在凍干機(jī)的冷凍室內(nèi),通過(guò)制冷系統(tǒng)使其溫度迅速降低,直至物料中的水分完-全凍結(jié)成固態(tài)。這個(gè)過(guò)程通常要將物料冷卻到共晶點(diǎn)以下,以確保水分能夠完-全固化。
2. 升華干燥階段 - 在物料被充分凍結(jié)后,對(duì)干燥室抽真空,創(chuàng)造一個(gè)低壓環(huán)境。在低壓下,冰的飽和蒸汽壓大于環(huán)境的水蒸氣分壓,使得固態(tài)的冰不經(jīng)過(guò)液態(tài)而直接升華為水蒸氣。 - 熱量通過(guò)擱板或者輻射等方式提供給物料,以維持升華所需要的能量,使得冰不斷地升華,從而逐漸去除物料中的水分。
3. 解析干燥階段 - 在升華干燥階段結(jié)束后,物料中的冰大部分已被去除,但仍可能存在一些結(jié)合較緊密的水分。此時(shí),通過(guò)提高溫度,增加提供給物料的熱量,使剩余的水分以蒸發(fā)的形式被除去,這個(gè)階段稱為解析干燥。
例如,在凍干一種蛋白質(zhì)溶液時(shí),首先將其在-40°C 下冷凍,然后在真空環(huán)境中,冰升華成水蒸氣被排出,接著升高溫度進(jìn)一步去除結(jié)合水,最終得到干燥的蛋白質(zhì)粉末,其活性和結(jié)構(gòu)得以良好保留。