Întregul proces de uscare prin congelare este de fapt procesul de transfer de căldură și masă (vapori de apă) în același timp. Rata de transfer de căldură și masă afectează împreună rata de uscare, afectând astfel întregul ciclu de uscare a înghețului. Toți factorii care afectează căldura și transferul de masă vor afecta rata de uscare. În rezumat, principalii factori care afectează căldura și transferul de masă sunt:
1. Forma și compoziția materialului
În conformitate cu forma de materiale uscate congelate, acestea este de obicei împărțită în solid și lichid. Forma solidului și concentrația lichidului au o influență mai mare asupra vitezei de uscare a înghețului.
2, rata de pre-îngheț
Mărimea cristalelor formate în timpul înghețării afectează foarte mult rata de uscare și rata de dizolvare a produsului după uscare. Procesul de înghețare rapidă și înghețare lentă are următoarele diferențe: cristalele de gheață produse prin înghețarea rapidă sunt mai mici, iar cristalele de gheață produse prin înghețarea lentă sunt mai mari. Cristalele mari de gheață sunt favorabile sublimului, în timp ce cristalele mici de gheață nu sunt favorabile sublimului. Înghețarea rapidă duce la o rată scăzută de sublimare și la o rată de desorbție rapidă; Înghețarea lentă duce la o rată de sublimare rapidă și la o rată de rezoluție lentă.
3, cantitate
Când materialele sunt liofilizate, există un anumit raport dintre suprafața și grosimea materialului după ce au fost împărțite în containere, adică liofilizarea este legată de volumul materialului. Suprafața și grosimea mică sunt favorabile sublimului de apă, ușor de înghețat uscat și de calitate ideală. În timpul uscării, sarcina de greutate umedă uscată pe unitatea de suprafață a tăvii este un factor important în determinarea timpului de uscare. În general, cu cât este mai subțire grosimea acumulării de material, cu atât viteza de transfer de căldură și masă este mai rapidă și cu atât timpul de uscare este mai scurt. Cu toate acestea, dacă grosimea materialului este subțire, va fi mai puțin material uscat pe lot pe unitate de suprafață uscată prin congelare, care este nefavorabil pentru creșterea zonei de uscare a congelării unității și a producției pe unitate de timp.
4. Presiunea în camera de uscare
Presiunea în camera de uscare afectează rata de transfer de căldură și transfer de masă. În ceea ce privește transferul de masă, cu atât presiunea este mai mică, cu atât mai bună și pentru transferul de căldură, cu atât presiunea este mai mare, cu atât mai bună. Rata de transfer de masă este determinată în principal de temperatura și presiunea interfeței de sublimare și de suprafața stratului de uscare. Pentru a crește rata de evacuare a vaporilor de apă în stratul de uscare, unul este de a crește temperatura interfeței de sublimare pentru a crește presiunea de vapori de apă a interfeței; Este de a crește gradul de vid al camerei de uscare și de a reduce presiunea de vapori pe suprafața stratului de uscare.
5. Metoda de transfer de căldură Metoda de transfer de căldură
Conform clasificării tradiționale poate fi împărțită în: conducere, convecție, radiații termice și încălzire medie (încălzire cu microunde). Deoarece procesul de uscare a sublimului implică transferul de căldură și calitate (vapori de apă), metoda de transfer de căldură prin care căldura este transferată pe material mai eficient are un impact mai mare asupra vitezei de uscare.