1. 預(yù)凍階段對(duì)物料大小的要求
- 在預(yù)凍過(guò)程中,物料大小會(huì)影響凍結(jié)速度和冰晶形成。如果物料塊過(guò)大,熱量傳遞就會(huì)比較慢,導(dǎo)致預(yù)凍時(shí)間延長(zhǎng)。例如,對(duì)于大尺寸的固體物料(如直徑超過(guò)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(huì)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(shí),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(huì)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(duì)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(duì)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(shí)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(duì)于大尺寸的物料,升華過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)干燥不均勻的現(xiàn)象。因?yàn)樯A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(zhǎng)。如果熱量供應(yīng)不當(dāng),可能會(huì)導(dǎo)致物料表面溫度過(guò)高,出現(xiàn)融化現(xiàn)象,或者內(nèi)部水分無(wú)法及時(shí)升華,使干燥不完-全。
3. 解析干燥階段對(duì)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(duì)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(qiáng),需要更多的能量和時(shí)間來(lái)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(shí),可能需要更精確地控制溫度和真空度,并且干燥時(shí)間可能會(huì)比小尺寸的同類產(chǎn)品長(zhǎng)很多。
因此,凍干機(jī)的凍干過(guò)程對(duì)物料大小是有要求的。一般來(lái)說(shuō),物料尺寸越小,凍干過(guò)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(shí)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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