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  • 1 # 大太陽LC

    真空冷凍乾燥機和其它乾燥方法一樣,要維持昇華乾燥的不斷進行,必須滿足兩個基本條件,即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段,如果物料溫度相對較高,昇華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但隨著昇華的進行,物料溫度很快就降到與乾燥室蒸汽分壓相平衡的溫度,此時,若沒有外界供熱,昇華乾燥便停止進行。在外界供熱的情況下,昇華所生成的蒸汽如果不及時排除,蒸汽分壓就會升高,物料溫度也隨之升高,當達到物料的凍結點時,物料中的冰晶就會融化,冷凍乾燥也就無法進行了。

    真空冷凍乾燥機的加熱方式:

    ①接觸傳熱方式 這是一種最簡單的加熱方法,在乾燥室內設定可加熱的多層擱板,上面放置裝有被幹燥食品的乾燥盤。利用乾燥盤與擱板接觸傳導加熱。在這種情況下。加熱擱板與乾燥盤,乾燥盤與乾燥食品間不能完全良好地接觸,因此利用這種方法進行加熱時,乾燥時間多少較其它方法長些,但其優點是乾燥是構造簡單,並可充分利用空間。

    ②複式加熱方式 接觸傳導僅加熱食品的一面,而在本法中被幹燥的食品兩面都與加熱板接觸,因此傳熱良好而可縮短乾燥時間,所採用的方式將被幹燥食品在與加熱板接觸前,先以金屬網狀鋁板夾住,以開啟昇華時水蒸汽的通道並減少其阻力,然後用液壓加上擱板,使之與網狀鋁板接觸,此法優點是可縮短乾燥時間,但為能與上擱板接觸,擱板必須是活動的,因此必須使用液壓裝置,而導致構造複雜,並降低乾燥室的利用率,故裝置費用高昂,此外,對非平面而不定形被幹燥食品,則有不能充分發揮效果的缺點。

    ③有釘板加熱方式 這是上述複式加熱方式的變形,此法是利用裝有多枚釘子的2片加熱板將被幹燥食品夾在中間以進行加熱,這種方式的加熱接觸面積擴大到被幹燥食品的內部,因而能有效地進行熱供給,利用此方式,乾燥時間可大幅度縮短,這正是被希望的方式,但相反的是,大量處理被幹燥食品時,乾燥前與乾燥後的操作繁雜,需要人力與時間,另外還涉及衛生的問題,因此在實用規模裝置上幾乎都不採用。

    ④輻射加熱方式 此種方式是將被加熱乾燥的食品置於乾燥盤或乾燥網上,然後插入兩片加熱板之間,使之不與加熱板接觸,而由加熱板輻射來供給熱量,因此加熱板可加熱到容許溫度以上的高溫,而被幹燥食品的溫度則保持在容許溫度之內,這樣可以縮短乾燥時間,且被幹燥食品的形狀若不是定型時也不會有所妨礙。乾燥前後的操作也很容易,特別是在大型連續乾燥裝置中更加有效,已經設計出適當的控制方式,並提高加熱板的輻射能轉換效率,其乾燥時間已縮短至可以與複式加熱相匹敵的程度,因此,該加熱方式已演變成凍幹食品裝置的基本形式。

    ⑤微波加熱方式 微波照射能使不同形狀的食品內外都得到加熱,大大縮短乾燥時間(約10%~20%)。此外,乾燥室的利用率也較高。儘管微波加熱具有明顯的優點,但是到目前為止還沒有在工業上成功的例子。這是因為產生微波形式的能量是昂貴的,其費用為蒸汽費用的10~20倍。另外,微波加熱過程很難控制。如果供熱量有餘,會導致昇華介面有少量冰融化,而水的介電常數比冰的介電常數大得多,水將吸收更多的熱量使溫度升高而使更多的冰融化,最終導致乾燥失敗。

    ⑥紅外線加熱 在乾燥室安裝紅外線發生器產生紅外線輻射。但由於其維持費用相當高,故很少應用於冷凍乾燥食品方面。

    綜上所述,各種加熱方法各有其特點。人們在不斷認識凍幹過程本質的基礎上,探索出了多種加熱、輻射的組合,如傳導-輻射加熱法、傳導-微波加熱法、輻射-微波加熱法等。其目的都是期望能在保證產品質量的前提下,提高幹燥速率,降低能耗。

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