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2023
02-07

四環凍干機—真空冷凍干燥特性參數測量與分析（四）
4.2.4熱力學分析Carrington等人利用熱力學分析(TMA)研究了30%質量分數果糖、蔗糖和葡萄糖在有和沒有羧甲基纖維素鈉(CMC)存在時冰的結晶溫度。TMA被用來測量冷凍和復溫過程樣品的膨脹，利用DSC也做了類似的研究。用TMA測得果糖在有和沒有CMC存在，以5℃/min的速率冷凍時的具有代表性的結果如圖4-39所示。圖4-40表示的是由TMA確定的30%蔗糖溶液慢速冷凍和熱處理后的加熱曲線。圖4-41表示的是由DSC確定的30%蔗糖溶液慢速冷凍和熱處理后的加熱曲線。比較由兩種方法測得
2023
02-03

實驗室凍干機在食品凍干開發中的應用
實驗室凍干機是由凍干倉、補水器、制冷系統、真空系統、循環系統和電控系統等組成的實驗室真空冷凍干燥機設備，用于各種物料凍干研發和實驗。因為目前食品凍干有需求大幅增長，實驗室凍干機在各種食品凍干開發得到廣泛應用，開發出更多的凍干食品，通過食品凍干機加工生產滿足人們需要的天然健康無添加的營養食品。實驗室凍干機是根據水相三態液態、固態、氣態在不同溫度和真空環境下相互轉換和共存的機理。將經過處理好的含水食品樣品放入凍干倉，利用實驗室凍干機的制冷系統把食品樣品進行低溫冷凍成固態，然后通過真空系統使凍干倉體形
2023
01-13

四環凍干機—真空冷凍干燥特性參數測量與分析（二）
4.2凍干過程的分析與觀察4.2.1低溫顯微鏡Hsu等將重組CD4-IgG(CD4-免疫球蛋白G)用四級串聯的帕耳帖組件冷卻至-60℃，用一架低溫顯微鏡觀察到了它的再結晶過程。他的觀察室也可以被抽成真空而用于冷凍干燥研究。Willemer將多次由低溫顯微鏡獲得的照片與電阻測量的結果進行了比較，低溫顯微鏡的結構如圖4-14所示。復雜產品的電阻測量有時很難解釋清楚。圖4-15所示的是某種病毒的低溫保護溶液的電阻-溫度曲線。冷卻到-10℃，部分溶液凍結，然后過冷到約-46℃，在-65℃左右時溶液結晶。
2023
01-09

四環凍干機—真空冷凍干燥特性參數測量與分析（一）
4.1共晶點和熔融點溫度的測量溶液的導電是靠帶電離子在溶液中定向移動來進行的。在溶液凍結過程中，離子的漂移率隨溫度的下降而逐漸降低，使電阻增大。只要還有液體存在，電流就可流動。但一旦全部凍結成固體，帶電離子不能移動，電阻就會突然增大。根據電阻由小突然變大這一現象，就可測出溶液的共晶點。反之，當凍結物料的溫度升高時，物料的電阻值會突然減小，這一過程可用于測定物料的熔融點溫度。4.1.1簡易自制測量裝置東北大學自制的共晶點和熔融點測試裝置如圖4-1所示。物料的制冷和加熱在凍干機擱板上進行。不銹鋼電極
2022
12-29

四環凍干機—真空冷凍干燥設備（六）
3.4.6控制系統設計凍干機的控制系統是控制工藝參數準確運行，保證凍干工藝過程按時完成的核心部分。常用的控制系統有手動控制、半自動控制、全自動控制、網絡控制和智能控制等。前兩種控制方式已經逐漸被淘汰，現階段國內外生產的凍干機均已實現全自動控制、遠程監控和智能控制。控制系統一般由可編程控制器、人機界面設備、傳感器、終端繼電器、數模轉換等模塊組成，智能控制軟件直觀顯示設備工藝流程、系統運行狀態、報警點和操作情況等。例如我國北京某科技發展公司生產的凍干機的控制系統可實現如下功能：①按照管理權限調整凍干
2022
11-22

實驗型凍干機有哪些冷凍加工工藝？
凍干機的基本原理是基于水的三態變化。水有固態、液態和氣態，該設備有三種相態既可以相互轉換又可以共存。當水在三相點（溫度為0.01℃，水蒸氣壓為610.5Pa）時，水、冰、水蒸氣三者可共存且相互平衡。在高真空狀態下，利用升華原理，使預先凍結的物料中的水分，不經過冰的融化，直接以冰態升華為水蒸汽被除去，從而達到冷凍干燥的目的。凍干機有哪些冷凍加工工藝？侵泡法：將原材料侵泡于液態氮、液體氟里昂、超低溫食鹽水等物質中開展迅速凍潔。此方法凍潔速率更快。風冷式法：對原材料吹超低溫冷氣，使原材料在要求的時間內
2022
11-02

四環凍干機—真空冷凍干燥設備（四）
3.4.3真空系統設計一個完整的真空系統包括真空容器、真空泵、真空儀表、真空閥門和真空管道。凍干箱和捕水器是凍干機真空系統的大容器，真空泵通過抽空閥抽捕水器，再通過主閥抽凍干箱；在真空泵頭和凍干箱及捕水器上均裝有真空測量裝置，以便測量系統的真空。凍干機對真空系統有如下要求：1、容器耐壓凍干機的真空容器（凍干箱和捕水器）必須能抵抗大氣的壓力，帶蒸汽滅菌的凍干箱和捕水器還需能承受蒸汽滅菌時的高壓和高溫。2、抽空時間在0.5h左右的時間使凍干箱抽空到10Pa。這是對真空泵抽空能力求，需根據凍干箱和捕水
2022
10-20

四環凍干機—真空冷凍干燥設備（三）
3.3凍干機的主要性能指標中國制藥裝備行業協會發布過《冷凍真空干燥機醫藥行業標準》。2001年國家機械工業聯合會發布《真空冷凍干燥機機械行業標準（征求意見稿）》，在全國范圍內推行JB/T10285-2001食品冷凍干燥機標準。至今尚無完善統一的國家標準，這里介紹幾項主要性能指標。①干燥箱空載極限壓力：醫藥用凍干機為2~3Pa，食品用凍干機為5~15Pa。②干燥箱空載抽空時間：從大氣壓抽到10Pa，醫藥用凍干機應小于等于0.5h，食品用凍干機應小于等于0.75h。③干燥箱空載降溫率：醫藥用凍干機從
2022
09-07

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（七）
2.2.3.4分形多孔介質中氣體擴散方程通常流體的擴散滿足Fick定律，固相中的擴散也常常沿襲出流體擴散過程的處理方法。但分形多孔介質中非均勻孔隙的復雜性，若仍沿用傳統方法描述，將與實際情況相差太大。根據文獻可知，若用ρ(r，t)表示擴散概率密度，在d維歐氏空間的一般擴散方程具有如下形式:若用M(r，t)表示時刻t，在r+dr之間的球殼中的擴散概率，用N(r，t)表示總的徑向概率，也表示單位時間流過的物質流量，即通量。則概率守恒的連續方程可寫為：在分形介質中:根據Fick擴散定律，在d維歐氏空間
2022
08-30

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（六）
2.2.3微納尺度凍干過程的傳熱傳質以往的研究大都是研究宏觀參數，如壓力、溫度和物料的宏觀尺寸等對凍干過程熱傳遞的影響，物料微觀結構的影響忽略不計或被簡化，因此，只是對于均質的液態物料和結構單一固態物料比較適用。對于一般生物材料,凍干過程已干層多孔介質實際上不是均勻的，而是具有分形的特點。然而分形多孔介質中的擴散已不再滿足歐式空間的Fick定律，擴散速率較歐式空間減慢了，擴散系數不是常數，與擴散距離還有關。已干層分形特征如何確定，以及怎么影響凍干過程熱質傳遞，都是有待研究的問題。從考慮生物材料的
2022
08-24

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（五）
2.2.2多孔介質的凍干理論1979年利亞皮斯(Liapis))和利奇菲爾德(Litchfield）等提出了冷凍干燥過程的升華-解析模型。該模型的思想是把已干層當做多孔介質，利用多孔介質內熱質傳遞理論建立已干層內的熱質傳遞模型。該模型的特點是：簡化條件相對來說比較少，能較好地模擬凍干過程，與實際情況比較接近，但求解較困難，所需物性參數較多。近年來有不少學者在此基礎又做了進一步改進，多數是為了提高藥品的質量和干燥速率而建的模型。2.2.2.1一維升華-解析模型一維升華-解析模型(1979年Liap
2022
08-12

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（四）
2.2真空干燥過程的傳熱傳質凍干過程的傳熱傳質應包括干燥過程中物料內水分的固氣相變及物料內的傳熱傳質；被凍干物料外、凍干機內非穩態溫度場和稀薄氣體流動的理論；捕水器內水蒸氣的氣-固相變理論等。目前，就第一部分內容國內外研究的較多，下面主要針對第一部分做一詳細闡述。2.2.1傳統的凍干理論傳統的凍干理論都是基于l967年桑德爾(Sandal)和金(King)等提出的冷凍干燥冰界面均勻后移穩態模型(TheUniformlyRetreatingIeeModel簡稱URF模型)建立的一維穩態模型。該模型
2022
08-12

凍干機在食品凍干加工的優勢和應用
凍干機全稱真空冷凍干燥機，簡單說一款干燥設備，專業來說是一臺是集熱力、真空、制冷、壓力容器制造和自動控制技術的新型真空冷凍干燥設備。凍干機對食品凍干加工是利用升華原理，對食品樣品進行低溫冷凍結晶，然后在真空環境下將食品樣品中固態的冰不經液態直接升華成氣體除去，達到穩定化食品干燥目的。在凍干機處理食品過程中一直在低溫和高真空狀態下運行，是低溫和貧氧的環境，微生物的生長和酶的作用基本停滯，食品中的易揮發性物質和熱敏物質成分得到保護，食品中的易氧化的物質也得到保護，所以保存原有的營養成分和微量物質的活
2022
08-10

凍干機在蘆薈凍干粉加工應用
凍干機起源于19世紀20年代的真空冷凍干燥技術經歷了幾十年的起伏和徘徊后，在最后的20年中取得了長足進展。進入21世紀，真空凍干技術憑借其它干燥方法WU法比擬的優點，越來越受到人們的青睞，除了在醫藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質領域得到廣泛應用外，其應用規模和領域還在不斷擴大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀的重要應用技術。凍干機是利用升華原理進行物質穩定化干燥的設備，具有保存原有物質的營養成分和活性物質基本不變，顏色、形狀等基本保持，具有復水性，含水極少，能在常溫下保存較長時間等特點
2022
08-04

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（三）
2.1.3微尺度凍結過程的傳熱傳質通常情況研究物料的冷凍過程(非抽真空自凍結)，僅考慮熱的傳遞，不考慮質的擴散。但實際上，對于生物材料來說，冰界面逼近細胞時，隨著細胞外溶液中水分的凝固，細胞外溶液中溶質(例如鹽溶液中的NaCl)的濃度增加，使得細胞內外溶液通過細胞膜的滲透不平衡，從而引起細胞內外質的擴散，所以生物材料的冷凍過程，實際上是冰界面和細胞之間的耦合傳熱傳質過程。低溫貯藏是當前有效的保存生物活性的方法，研究冷凍過程熱質傳遞機理的人較多，已深人到微尺度領域。這些人關心的是冷凍過程對生物的活
2022
08-01

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（二）
2.1.2冷庫內的凍結過程凍干食品時,冷凍階段通常在冷庫內進行。運用CFD數值模擬理論,建立合理的冷庫模型,模擬冷庫在瞬態啟動機組預冷、停機除霜及冷庫大門處開關門這三種情況對庫內氣流布置及流場參數(如溫度、濕度、空氣組成等)對冷凍過程的冷量分布、傳熱效率、產品的品質有著極為重要的作用,并可為冷庫的優化設計提供理論基礎。典型的冷庫的物理模型如圖2-4所示。數學模型一般采用工程上廣泛使用的標準κ-ε模型求解流動及換熱問題，此模型共包含的5個控制方程，分別是連續性方程、動量守恒方程、能量守恒方程、湍動
2022
07-20

四環凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質原理（一）
真空冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓條件下的傳熱傳質。由于被凍干物料性質、凍干方法和對凍干產品質量要求的不同，描述凍干過程的模型及其解法也不相同。隨著研究的深入，有些問題宏觀傳熱傳質公式不能解決，從而發展了微納尺度的傳熱傳質；有些問題常規傳熱傳質定律已經不能描述，于是出現了超常傳熱傳質。通常情況冷凍真空干燥過程的三大階段冷凍階段，升華干燥階段，解析干燥階段需要分別描述。對任何物料進行冷凍干燥，都要先將其凍結到共晶點溫度以下。冷凍是凍干過程的必經之路。物料的凍結方法有凍干機內擱板凍結、抽真空自凍結和
2022
07-19

出口凍干機凍干工藝優化簡述
凍干機適用于熱敏和受熱易變型變性的物質。如生物領域：藥品、疫苗、血清、血漿、抗體、微生物、植物提取物等。非生物領域：食品、納米顆粒、膠體、植物、文物等。真空冷凍干燥食品加工工藝（以下簡稱為凍干技術）被業界*為先進的食品加工技術，經過凍干機加工后的產品能夠保留其原有食品的顏色和味道，易于運輸，便于貯藏，能夠極大的降低成本，凍干機加工后的食品也并未流失其原有的營養成分。出口凍干機包含的凍干技術中涉及的參數主要有：有物性參數和過程參數。有物性參數即為原料的導熱系數、比熱容和密度等；過程參數主要有預凍速
2022
07-12

四環凍干機—真空冷凍干燥技術概述（四）
1.5真空冷凍干燥技術的發展趨勢凍干加工成本雖然高，但產品的附加值也高。與其他高新技術一樣，隨著凍干技術的發展進步成本會有所降低，同時隨著社會生活水平的提高，人們對高品質干燥產品需求越來越強烈，凍干產品在市場上的潛力巨大，冷凍干燥技術應用會越來越廣泛。1.5.1凍干機的發展趨勢凍干機是實現真空冷凍干燥過程的主要設備，設計、制造凍干機涉及機械設計、機械制造、制冷、真空、液壓、流體、電氣、傳熱傳質等諸多學科的知識。目前國內外凍干機的發展較快，設備功能已經比較完備，其發展趨勢應該體現在三個方面。發展連
2022
07-08

出口凍干機真空度達不到的常規處理
凍干機凍干技術性憑著其他干燥方式無可比擬的優勢，愈來愈遭受大家的青睞，現階段凍干機技術早已廣泛運用于藥業、生物制藥、食品類、活性物質等各種行業，其運用經營規模仍在持續迅速擴張，凍干機真空冷凍干燥必然變成二十一世紀的關鍵應用技術。當出口凍干機真空度達不到時,一般有幾種可能性：1、封閉罩頂端漏氣，需要用凡士林涂抹封閉進行排查；2、密封圈漏氣，需要仔細清理干凈，并且確保封閉罩與密封圈上下對齊；3、凍干機真空泵故障，需要檢查泵油是否變色，水平線是否因為長期雜質積累超上限等；4、重要的一點是凍干機主機右下

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