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冻干机的原理是什么?

分类:行业知识

    

作者:小四儿

    

发布时间:2023-10-10

冻干机的原理是什么

冻干机,全称真空冷冻干燥机(Lyophilizer),是一种基于升华原理设计的高科技脱水设备,起源于19世纪末,并在20世纪尤其是21世纪得到广泛应用。其主要应用于医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质以及其它需要低温保护的产品制备。



一、冻干机升华原理与工作流程

1. 预冻阶段

预冻:冻干机首先将含有水分的非固态物料冷却至结晶点以下,使其形成稳定的固态冰晶结构。这一阶段确保了物料中原有的形态和成分得以最大程度地保留。

2. 升华阶段

真空环境:随后,冻干机创造一个极低的压力环境(即真空状态)。
升华脱水:使物料处于绝对零度以上的低温条件,在这样的低温低压条件下,物料中的冰晶无需经过液态阶段,即可直接由固态转变为气态,这个过程就是升华。随着热量逐渐传递到物料内部,冰晶持续升华,直至物料内大部分水分被除去。

3. 解吸干燥阶段

残留水分去除:对于某些难以升华的结合水或残余水分,冻干机通过适当提高物料表面温度,促使这些水分释放并进一步被真空系统抽离。

二、冻干机的优点

低温真空操作:由于整个过程在低温真空下进行,对热敏感的生物活性物质如蛋白质、酶等的生物活性能得到有效保护,避免氧化变性或失活。
高质量保全:冻干后的物料能保持原有的物理性质和结构,色泽、口感、营养成分损失少,复水性良好。
长期保存:干燥彻底,几乎无水分残留,大大降低了微生物生长的可能性,有利于产品的长期稳定储存和运输。
冻干机通过精心控制的预冻和升华过程,在不破坏物料内在品质的前提下,高效安全地实现了物质的低温脱水处理,广泛服务于多个行业。

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