箱式冻干机是一种通过冷冻干燥技术处理样品的设备,广泛应用于食品科学、材料科学等领域。其工作原理基于升华现象,将含有水分的物料预先冻结至冰点以下,然后在高真空环境下通过加热使冰直接升华为气态水蒸气,从而去除水分,达到干燥的目的。
先将物料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后将经过前处理的预冻物料装入干燥箱内。在低温真空状态下,通过加热板导热或辐射方式供给热能,使物料中的水分直接由冰升华成水蒸气。不断升华出的水蒸气由真空泵组抽至捕水器内,在-40℃至-45℃的排管外壁上凝结被捕,直至按照冻干曲线达到规定的要求而停止供热和抽真空,完成物料冻干的全过程。
箱式冻干机的操作流程通常分为三个阶段:
预冻阶段:物料被快速冷却至其共晶点温度以下,使水分冻结成冰。
升华干燥阶段:在高真空环境下,通过加热板或辐射等方式提供热量,使冰直接升华成水蒸气,水蒸气被真空泵抽出设备。
解析干燥阶段:进一步去除物料中残留的结合水,物料达到好的干燥程度。
结构组成
真空系统:用于抽取干燥箱内的空气,创造真空环境,使物料中的水分能够在低温下直接升华。
温度控制系统:准确控制干燥箱和冷阱的温度,确保物料在适宜的温度条件下进行冻干。
冻干仓:是放置待冻干物料的空间,通常采用不锈钢等耐腐蚀材料制成,具有良好的密封性和隔热性能。
箱式冻干机为实验研究提供快速和可靠的干燥处理,同时保持样本的完整性和稳定性。
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