㈠ 冷凍乾燥原理及優點
【冷凍乾燥原理】由物理學可知,水有三相,O點為三相共點,OA為冰的融解點。根據壓力減小、沸點下降的原理,只要壓力在三相點壓力之下(圖中壓力為 646.5Pa以下,溫度0℃以下),物料中的水分則可從水不經過液相而直接升華為水汽。根據這個原理,就可以先將食品的濕原料凍結至冰點之下,使原料中的水分變為固態冰,然後在適當的真空環境下,將冰直接轉化為蒸汽而除去,再用真空系統中的水汽凝結器將水蒸汽冷凝,從而使物料得到乾燥。這種利用真空冷凍獲得乾燥的方法,是水的物態變化和移動的過程,這個過程發生在低溫低壓下,因此,冷凍乾燥的基本原理是在低溫低壓下傳熱傳質的機理。
【冷凍乾燥的優點】冷凍乾燥與其他乾燥方法比較有許多的優點,主要為:
1、最大限度地保存食品的色、香、味,如蔬菜的天然色素保持不變,各種芳香物質的損失可減少到最低限度;冷凍乾燥對保存含蛋白質食品要比普通冷凍保存的好。
2、對熱敏性物質特別適合,可以使熱敏性的物料乾燥後保留熱敏成分;能保存食品中的各級營養成分,尤其對維生素C,能保存90%以上。
3、在真空和低溫下操作,微生物的生長和酶作用受到抑制。
4、脫水徹底,干製品重量輕,體積小,貯藏時佔地面積少,運輸方便;各種冷凍乾燥的蔬菜經壓塊,重量減輕顯著。由於體積減小,相應地包裝費用也少得多。
5、復水快,食用方便。因為被乾燥物料含有的水分是在凍結狀態下直接蒸發的,故在乾燥過程中,水汽不帶動可溶性物質移向物料表面,不會在物料表面沉積鹽類,即在物料表面不會形成硬質薄皮,亦不存在因中心水分移向物料表面時對細胞或纖維產生的張力,不會使物料乾燥後因收縮引起變形,故極易吸水恢復原狀。
6、因在真空下操作,氧氣極少,因此,一些易氧化的物質(如油脂類)得到保護。
7、冷凍乾燥法能排除95%~99%以上的水分,產品能長期保存而不變質。
【冷凍乾燥】又稱升華乾燥。將含水物料冷凍到冰點以下,使水轉變為冰,然後在較高真空下將冰轉變為蒸氣而除去的乾燥方法。物料可先在冷凍裝置內冷凍,再進行乾燥。但也可直接在乾燥室內經迅速抽成真空而冷凍。升華生成的水蒸氣借冷凝器除去。升華過程中所需的汽化熱量,一般用熱輻射供給。
㈡ 實驗室用什麼設備可以凍干東西的
實驗室冷凍乾燥機又稱冷凍乾燥機。冷凍乾燥器就是將含水物質,先凍結成固態,而後使其中的水分從固態升華成氣態,以除去水分而保存物質的冷干設備。
冷凍乾燥器系由製冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成。主要部件為乾燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。
冷凍乾燥器的工作原理是將乾燥的物品先凍結到三相點溫度以下,然後在真空條件下使物品中的固態水份(冰)直接升華成水蒸氣,從物品中排除,使物品乾燥。物料經前處理後,被送入速凍倉凍結,再送入乾燥倉升華脫水,之後在後處理車間包裝。真空系統為升華乾燥倉建立低氣壓條件,加熱系統向物料提供升華潛熱,製冷系統向冷阱和乾燥室提供所需的冷量。 本設備採用高效輻射加熱,物料受熱均勻;採用高效捕水冷阱,並可實現快速化霜;採用高效真空機組,並可實現油水分離;採用並聯集中製冷系統,多路按需供冷,工況穩定,有利節能;採用人工智慧控制,控制精度高,操作方便。
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㈢ 冷凍式乾燥機的工作原理是什麼謝謝!
冷凍式乾燥機屬於物理原理:潮濕高溫的壓縮空氣流入前置冷卻器(高溫型專用)散熱後流入熱交換器與從蒸發器排出來的冷空氣進行熱交換,使進入蒸發器的壓縮空氣的溫度降低。
冷凍式壓縮空氣乾燥機通過冷卻降溫,是壓縮空氣中的水蒸氣凝結成液滴,從而達到減少含濕量的目的。凝結出的液滴經過自動排水系統排出機外,只要乾燥機出口的下游管路所處的環境溫度不低於蒸發器出口露點溫度,就不會產生二次結露的現象。
(3)水三相點瓶自動凍制保存裝置擴展閱讀:
工作原理理解:假設空氣是一團吸了水的濕海綿,其含濕量就是吸入的水分。如果用力從海綿中擠壓出一些水,那麼,這團海綿的含濕量相對就減小了。如果放手讓海綿恢復,自然就比原來的海綿要乾燥。這也就達到了通過加壓來除水乾燥的目的。
如果在擠壓海綿不斷有水流出的過程中,到達某一個力度後不再加力,則水被擠出將停止,這就是飽和狀態。繼續再加大擠壓的力度,仍然還有水流出。
所以,空壓機本體本身就具有除水的功能,用到的方法就是加壓,只不過,這不是空壓機的目的,而是「討厭」的累贅。
為什麼沒有將「加壓」作為壓縮空氣的除水手段呢?這主要是因為經濟性,提高1公斤壓力。消耗7%左右的能耗是相當不劃算的。
而「冷卻」除水則相對比較經濟,冷凍式乾燥機是利用如空調除濕相似的原理達到目的。因為,飽和水蒸氣的密度都是有極限的,在氣動壓力(2MPa范圍內),可以認為飽和空氣中水蒸氣的密度只取決於溫度高低,而與空氣壓力無關。
溫度越高,飽和空氣中的水蒸氣的密度越大,水也就越多,反之,溫度越低水越少(這個從生活常識就能理解到,冬季乾冷,夏季濕熱)。
將壓縮空氣冷卻到盡量低的溫度,使其所含水蒸氣的密度變小,形成「結露」,匯聚這些結露形成的小水滴,並且排出去,就達到了去除壓縮空氣中水分的目的。
因為涉及到結露凝析成水這一過程,所以溫度也不能低於「冰點」,否則出現結冰現象將不能有效排水。通常冷凍式乾燥機的標稱「壓力露點溫度」大多為2~10℃。
如0.7MPa的10℃的「壓力露點」換算成「常壓露點」為-16℃。可以理解為,在不低於-16℃的環境下使用時,壓縮空氣向大氣排氣不會有液態水出現。
壓縮空氣的所有除水方式都只是相對乾燥,滿足某一要求的乾燥度。絕對的去除水分是不可能辦到的,超出使用需求的追求乾燥度也是非常不經濟的。
㈣ 水的三相點的點瓶凍制溫度獲得
通用水三相點瓶主要用於測量鉑電阻溫度計在水三相點的電阻值RtpSH標准水銀溫度計的零位。
水三相點瓶的凍制方法有冰鹽混合物製冷法、乾冰製冷法、液氮製冷法等三種。 此法為目前最常用、凍制速度最快的方法。將冷源一一液氮緩慢地倒入溫度計插管內,從水三相點瓶插管底部開始,分層凍制到液面為止。凍制時, 由於液氮過冷(.196。C),凍結速度較快,凍結的冰套會開裂,發出「嚓嚓」的爆裂聲,透過管可觀察到環繞溫度計插管周圍有許多雲片狀裂紋,冰套可能呈豬大腸狀,厚薄不均勻。但只要適當控制液氮的注入量,同時將頂部扎有棉球的玻璃棒插入插管以限制液氮停留的部位,若上下拉動即可使冷源擴散,使整個冰套外表平滑,厚薄勻。冰套生成後,讓液氮全部揮發,然後用經預冷的純水把溫度計插管沖洗干凈。最後,在插管中充入新鮮的、預冷過的蒸餾水,用橡皮塞子或棉花塞住插管口,並把水三相點瓶置於冰槽中的固定位置保存起來。
㈤ 水的三相點瓶
水三相點是水的固、液、汽三相平衡共存時的溫度(圖l1,其值為273.16K (0.01℃)。它是在一個密封的裝有高純度水(水的同位素成分相當於海水)的玻璃容器—— 水三相點瓶內復現的。
水三相點瓶是各級計量檢定機構檢定基、標准鉑電阻溫度計、標准水銀溫度計零位的固定點裝置。因此,水三相點的正確復現、准確測量是1990年國際溫標(ITs一90)實施的關鍵。你把瓶子拿出來搖一搖,改變了瓶子內的溫度和壓力,所以就會出現你所說的情況。