1. 預(yù)凍階段對物料大小的要求
- 在預(yù)凍過程中,物料大小會影響凍結(jié)速度和冰晶形成。如果物料塊過大,熱量傳遞就會比較慢,導(dǎo)致預(yù)凍時間延長。例如,對于大尺寸的固體物料(如直徑超過5 - 10厘米的塊狀中藥材),其內(nèi)部的熱量很難快速散發(fā)出去,可能會出現(xiàn)表面已經(jīng)凍結(jié),而內(nèi)部仍處于液態(tài)的情況,影響冰晶的均勻形成。
- 較大的物料在凍結(jié)時,形成的冰晶也較大。而較大的冰晶在升華階段升華后留下的空隙較大,可能會影響物料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。相反,較小尺寸的物料(如厚度小于1厘米的片狀物料或粒徑小于5毫米的顆粒狀物料)凍結(jié)速度相對較快,形成的冰晶較小,有利于保持物料原有的微觀結(jié)構(gòu)。
2. 升華干燥階段對物料大小的要求
- 物料大小直接影響升華的速率。較小的物料具有較大的比表面積,水分升華時水蒸氣更容易從物料內(nèi)部擴(kuò)散到表面,進(jìn)而被真空泵抽走。例如,在凍干制藥行業(yè),粉末狀或小顆粒狀的藥物(粒徑小于1毫米)升華干燥速度比大尺寸的藥物塊快得多。
- 對于大尺寸的物料,升華過程中可能會出現(xiàn)干燥不均勻的現(xiàn)象。因為升華需要熱量供應(yīng),而大尺寸物料內(nèi)部的熱量傳遞和水蒸氣擴(kuò)散路徑較長。如果熱量供應(yīng)不當(dāng),可能會導(dǎo)致物料表面溫度過高,出現(xiàn)融化現(xiàn)象,或者內(nèi)部水分無法及時升華,使干燥不完-全。
3. 解析干燥階段對物料大小的要求
- 解析干燥階段主要是去除物料中的吸附水。較小的物料,由于其表面積較大,吸附水更容易解吸。對于較大尺寸的物料,由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,吸附水與物料的結(jié)合力可能更強,需要更多的能量和時間來進(jìn)行解析干燥。例如,大尺寸的生物制品樣本在解析干燥時,可能需要更精確地控制溫度和真空度,并且干燥時間可能會比小尺寸的同類產(chǎn)品長很多。
因此,凍干機(jī)的凍干過程對物料大小是有要求的。一般來說,物料尺寸越小,凍干過程越容易控制,凍干效率越高,產(chǎn)品質(zhì)量也越容易保證。但在實際操作中,具體的物料大小要求還需要根據(jù)物料的性質(zhì)(如熱敏性、易碎性等)、凍干機(jī)的性能(如加熱和制冷速率、真空度等)以及產(chǎn)品的最終要求等因素綜合考慮。
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