真空干燥原理

簡(jiǎn)介 
  真空干燥,又名解析干燥,是一種將物料置于負(fù)壓條件下,并適當(dāng)通過(guò)加熱達(dá)到負(fù)壓狀態(tài)下的沸點(diǎn)或著通過(guò)降溫使得物料凝固后通過(guò)溶點(diǎn)來(lái)干燥物料的干燥方式。   物料內(nèi)水分 
    
在負(fù)壓狀態(tài)下溶點(diǎn)沸點(diǎn)都隨著真空度的提高而降低,同時(shí)輔以真空泵間隙抽濕降低水汽含量,使得物料內(nèi)水等溶液獲得足夠的動(dòng)能脫離物料表面。真空干燥由于處于負(fù)壓狀態(tài)下隔jue空氣使得部分在干燥過(guò)程中容易氧化等化學(xué)變化的物料更好的保持原有的特性,也可以通過(guò)注入惰性氣體后抽真空的方式更好的保護(hù)物料。常見(jiàn)的真空干燥設(shè)備有:真空干燥箱,連續(xù)真空干燥設(shè)備等。   真空干燥原理: 
  真空干燥方式各種各樣究其根本而言可分為通過(guò)沸點(diǎn)和通過(guò)融點(diǎn)兩種。一、通過(guò)沸點(diǎn)干燥 
  干燥過(guò)程中,液體水分汽化有軸蒸發(fā)和沸騰兩種方式。水在沸騰時(shí)的汽化速度比在蒸發(fā)時(shí)的汽化速度快得多,水分蒸發(fā)變成蒸汽可以在任何溫度下進(jìn)行。水分沸騰變成蒸汽,只能在特定溫度下進(jìn)行,但是當(dāng)降低壓強(qiáng)的時(shí)候,水的沸點(diǎn)也降低。例如,在19 .6kPa氣壓下,水的沸點(diǎn)即可降到60°C。真空干燥機(jī)就是在真空狀態(tài)下,提供熱源,通過(guò)熱傳導(dǎo)、熱輻射等傳熱方式供給物料中水分足夠的熱量,使蒸發(fā)和沸騰同時(shí)進(jìn)行,加快汽化速度。同時(shí),抽真空又快速抽出汽化的蒸汽,并在物料周圍形成負(fù)壓狀態(tài),物料的內(nèi)外層之間及表面與周圍介質(zhì)之間形成較大的濕度梯度,加快了汽化速度,達(dá)到快速干燥的目的。 
  真空干燥過(guò)程受供熱方式、加熱溫度、真空度、冷卻劑溫度、物料的種類和初始溫度及所受壓緊力大小等因素的影響,通常供熱有熱傳導(dǎo)、熱輻射和兩者結(jié)合三種方式。   二、通過(guò)融點(diǎn)干燥(又稱之為冷凍干燥) 
  干燥過(guò)程中shou先將將濕物料(或溶液)在較低溫度下(-10—-50℃)凍結(jié)成固態(tài),然后在高度真空(130~0.1Pa)下,將其中固態(tài)水分直接升華為氣態(tài)而除去的干燥過(guò)程,也稱升華干燥。 
水的水冰氣與壓力溫度關(guān)系圖實(shí)現(xiàn)這種真空干燥的必要條件是干燥過(guò)程的壓力應(yīng)低于操作溫度下冰的飽和蒸汽壓。??刂圃谙鄳?yīng)溫度下冰的飽和蒸氣壓的1/2—1/4。如一40℃時(shí)干燥,操作壓力應(yīng)為2.7~6.7Pa。 
  濕物料也可以不預(yù)凍,而是利用高度真空時(shí)水分汽化吸熱而將物料自行凍結(jié)。這種凍結(jié)能量消耗小,但對(duì)液體物料易產(chǎn)生泡沫或飛濺現(xiàn)象而遭致?lián)p失,同時(shí)也不易獲得多孔性的均勻干燥物。 
  一般情況下,熱量由加熱介質(zhì)通過(guò)干燥室的間壁供給,因此,既要供給濕物料的熱量以保證一定的干燥速率,又要避免冰的溶化。 
  干燥過(guò)程中升華溫度一般為-35—-5℃,其抽出的水分可在冷凝器上冷凍聚集或直接為真空泵排出。若升華時(shí)需要的熱量直接由所干燥的物料供給,這種情況下,物料溫度降低很快,以致于冰的蒸汽壓很低而使升華速率降低。 
  1、原理:利用較低溫度,在減壓下進(jìn)行干燥以排除水分,樣品中被減少的量為樣品的水分含量。本法適用于在100℃以上加熱容易變質(zhì)及含有不易除去結(jié)合水的食品。其測(cè)定結(jié)果比較接近真正水分。   2、操作方法 
  準(zhǔn)確稱2.00~5.00g樣品→于烘**恒重的稱量皿→**真空烘箱→70℃、真空度93.3~98.6KPa(700~740mmHg)→烘5小時(shí)→于干燥皿冷卻→稱**恒重   計(jì)算:水分= G / W 
  G ——樣品中干燥后的失重(g)   W ——樣品重量(g)  
  真空干燥法測(cè)水分,一般用于100℃以上容易變質(zhì)、破壞或不易除去結(jié)合水的樣品,如糖漿、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果醬和脫水蔬菜等樣品都可采用真空干燥法測(cè)定水分。 特性   
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真空干燥箱的過(guò)程就是將干燥物料置放在密閉的干
燥室內(nèi),用真空系統(tǒng)抽真空的同時(shí)對(duì)被干燥物料不斷加熱,使物料內(nèi)部的水分通過(guò)壓力差或濃度擴(kuò)散差到表面,水分子在物料表面獲得足夠的動(dòng)能,在克服分子間的相互吸引力后,逃逸到真空室的低壓空間,從而被真空泵抽走的過(guò)程。   在真空干燥過(guò)程中,干燥室內(nèi)的壓力始終低于大氣壓力,氣體分子數(shù)少,密度低,含氧量低,因而能干燥容易氧化變質(zhì)的物料、易燃易爆的危險(xiǎn)品等。對(duì)藥品、食品和生物制品能起到一定的消毒滅菌作用,可以減少物料染菌的機(jī)會(huì)或者抑制某些細(xì)菌的生長(zhǎng)。 
  因?yàn)樗谄^(guò)程中其溫度與蒸汽壓是成正比的,其比列關(guān)系如圖1-1所表示。所以真空干燥時(shí)物料中的水分在低溫下就能汽化,可以實(shí)現(xiàn)低溫干燥。這對(duì)某些藥品、食品和農(nóng)副產(chǎn)品中熱敏性物料的干燥是有利的。列如,糖液超過(guò)70℃部分成分就會(huì).