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真空冻干设备什么时侯出现

发布时间:2021-11-08 19:16:39

『壹』 真空冷冻干燥的主要设备

冻干食品生产最主要的设备为食品用真空冷冻干燥机组,该机组的性能,能耗和操作自动化程度的高低决定了冻干食品生产企业的技术水平的高低,食品用冻干机分间歇式和连续式。连续式机组在国内企业尚属少见。间歇式冻干机由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统、控制系统等5部分组成。
⑴干燥箱体 有圆筒形及方形两种主要的形式,各有优点,圆筒形制造容易,但无法利用的空间多;方形则相反,空间利用率高,但制造较困难。
⑵加热系统 大多数采用辐射传热,辐射板由阳极电镀铝制成,导热介质有导热油,饱和水、二次蒸汽,有机溶剂如丙二醇、甘油等,热源均系用高压水蒸汽。
⑶真空系统 采用机械真空泵,有罗茨泵+油封泵及罗茨泵+罗茨泵+大气喷射+水环泵两种,两者主要区别是前者不能抽水蒸汽,因此对冷阱效率要求较高,优点是能耗小,后者则正好相反,能抽吸少量水蒸汽,缺点是能耗较大。
⑷制冷系统 由制冷机组与冷却排管构成,作水蒸汽捕集器(亦称冷阱)依其与辐射板组件的相对位置,有如下几种形式:①底置式:放置在辐射板组件的底部;②侧置式:放置在辐射板组件的两侧;③后置式:放置在辐射板组件的后面;④另置式:放置在辐射板组件不在同一容器内,另外一个容器放置,两容器之间有一个短而粗的管件连接。
⑸控制系统 有手动控制及自动控制两大类,自动控制又分仪表自动控制与PLC可编程序控制两类。以PLC可编程序控制最先进,现在已有专用的冻干程序控制仪问世,是在PLC基础上按冻干要求而设计的,能自动完成冻干过程中复杂的控制操作,并且有贮存数据的功能。

『贰』 真空冷冻干燥机的工作原理

真空冷冻干燥机和其它干燥方法一样,要维持升华干燥的不断进行,必须满足两个基本条件,即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段,如果物料温度相对较高,升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但随着升华的进行,物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度,此时,若没有外界供热,升华干燥便停止进行。在外界供热的情况下,升华所生成的蒸汽如果不及时排除,蒸汽分压就会升高,物料温度也随之升高,当达到物料的冻结点时,物料中的冰晶就会融化,冷冻干燥也就无法进行了。

真空冷冻干燥机的加热方式:
①接触传热方式 这是一种最简单的加热方法,在干燥室内设置可加热的多层搁板,上面放置装有被干燥食品的干燥盘。利用干燥盘与搁板接触传导加热。在这种情况下。加热搁板与干燥盘,干燥盘与干燥食品间不能完全良好地接触,因此利用这种方法进行加热时,干燥时间多少较其它方法长些,但其优点是干燥是构造简单,并可充分利用空间。
②复式加热方式 接触传导仅加热食品的一面,而在本法中被干燥的食品两面都与加热板接触,因此传热良好而可缩短干燥时间,所采用的方式将被干燥食品在与加热板接触前,先以金属网状铝板夹住,以打开升华时水蒸汽的通道并减少其阻力,然后用液压加上搁板,使之与网状铝板接触,此法优点是可缩短干燥时间,但为能与上搁板接触,搁板必须是活动的,因此必须使用液压装置,而导致构造复杂,并降低干燥室的利用率,故设备费用高昂,此外,对非平面而不定形被干燥食品,则有不能充分发挥效果的缺点。
③有钉板加热方式 这是上述复式加热方式的变形,此法是利用装有多枚钉子的2片加热板将被干燥食品夹在中间以进行加热,这种方式的加热接触面积扩大到被干燥食品的内部,因而能有效地进行热供给,利用此方式,干燥时间可大幅度缩短,这正是被希望的方式,但相反的是,大量处理被干燥食品时,干燥前与干燥后的操作繁杂,需要人力与时间,另外还涉及卫生的问题,因此在实用规模装置上几乎都不采用。
④辐射加热方式 此种方式是将被加热干燥的食品置于干燥盘或干燥网上,然后插入两片加热板之间,使之不与加热板接触,而由加热板辐射来供给热量,因此加热板可加热到容许温度以上的高温,而被干燥食品的温度则保持在容许温度之内,这样可以缩短干燥时间,且被干燥食品的形状若不是定型时也不会有所妨碍。干燥前后的操作也很容易,特别是在大型连续干燥装置中更加有效,已经设计出适当的控制方式,并提高加热板的辐射能转换效率,其干燥时间已缩短至可以与复式加热相匹敌的程度,因此,该加热方式已演变成冻干食品设备的基本形式。
⑤微波加热方式 微波照射能使不同形状的食品内外都得到加热,大大缩短干燥时间(约10%~20%)。此外,干燥室的利用率也较高。尽管微波加热具有明显的优点,但是到目前为止还没有在工业上成功的例子。这是因为产生微波形式的能量是昂贵的,其费用为蒸汽费用的10~20倍。另外,微波加热过程很难控制。如果供热量有余,会导致升华界面有少量冰融化,而水的介电常数比冰的介电常数大得多,水将吸收更多的热量使温度升高而使更多的冰融化,最终导致干燥失败。
⑥红外线加热 在干燥室安装红外线发生器产生红外线辐射。但由于其维持费用相当高,故很少应用于冷冻干燥食品方面。

综上所述,各种加热方法各有其特点。人们在不断认识冻干过程本质的基础上,探索出了多种加热、辐射的组合,如传导-辐射加热法、传导-微波加热法、辐射-微波加热法等。其目的都是期望能在保证产品质量的前提下,提高干燥速率,降低能耗。

『叁』 冻干机冻干一般要冻多久

冻干机的整个冻干过程都是在低温低压环境下进行,冻干方式能有效地保留冻干产品的热敏性成分及原有生物特性。

『肆』 谁发明了冻干技术

冷冻干燥技术最早于1813年由英国人Wollaston发明。1909年Shsckell试验用该方法对抗毒素、菌种、狂犬病毒及其它生物制品进行冻干保存,取得了较好效果。在第二次世界大战中,对血液制品的大量需求大大刺激了冷冻干燥技术的发展,从此该技术进入了工业应用阶段。此后,制冷和真空设备的飞速发展又为快速发展冷冻干燥技术提供了强有力的物质条件。进入上个世纪的八九十年代,科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求,为生物制品和一些保健食品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的市场,在制品冻干损伤和保护机理、制品冻干工艺、制品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩......

『伍』 冷冻干燥分为哪几个阶段

真空冷冻干燥的前处理
    对于不同的待干物料,前处理的方法是不同的。有的工序比较复杂,有的工序则相对比较简单。但是通常为了获得安全卫生的产品,对冷冻干燥设备进行消毒是必不可少的工序。常用的消毒方法有:
(1)气体杀菌消毒法该消毒法是利用气态的或汽化的化学物质来处理设备或材料,常用消毒剂有:环氧乙烷、甲醛、环氧丙烷、溴代甲烷及ß丙醇酸内脂。
(2)加热杀菌法干加热:利用氧化方法杀死细菌,实际上大部分是焚化了;直接蒸汽加热:采用专门的低压蒸汽消毒蒸锅,要求蒸汽温度保持在120℃左右,持续时间至少30分钟。为了防止蒸汽加热不到死角现象的出现,在通入蒸汽前应将整个系统抽真空至100Pa。用70%的酒精在箱内喷雾,经过24小时后用消毒布擦干;负压蒸汽加热杀菌剂:将冻干箱和整个系统抽真空至10Pa以下,通入70~90℃的蒸汽加福尔马林溶剂,使容器保持在热状态下2小时。
(3)辐射杀菌法紫外线辐射:采用低压汞放电灯作为辐射源,产生波长为2.537×l0-3m的紫外线进行辐射杀菌,这些紫外线对人体的皮肤、眼睛是有损害的,使用时要特别注意防护;X射线:高压下产生的X射线具有很强的渗透力,可用来消毒食品和药品,它对各种微生物都具有杀伤作用,但若要杀死全部细菌则需要相当长的辐射时间;阴极射线:阴极射线具有快速杀菌作用。
 二、真空冷冻干燥的预冻
 
    预冻就是将物料中的自由水固化,从而确保干燥后的产品与干燥前有相同的形态,防止真空干燥时起泡、抽缩、浓缩和溶质移动等不可逆变化的发生,减少因真空干燥后温度下降引起物质的可溶性降低和物质生命特性的变化。预冻对冻干产品的质量起着至关重要的作用,因此必须满足以下两项基本要求:适当的降温速率。降温速率过快,细胞外溶液开始结冰时,细胞内部的水分来不及通过细胞膜渗透到细胞外面,从而使细胞内部溶液过冷,形成胞内冰;降温速率过慢,使细胞过度脱水,严重皱缩,细胞在不太低的温度下,在高浓度的溶液中经历的时间过长,从而导致细胞损伤,甚至死亡。降温速率取决于冷源的温度、样品数量、容器体积和表面积、样品容器和冷环境之间的传热等。人们经过多年的探索,发现针对不同的细胞和不同的保护剂,存在着各不相同的zui佳冷。
 
三、干燥
 物料的干燥阶段一般分为两个阶段,升华干燥阶段和解析干燥阶段。
(1)升华干燥阶段
 
     升华干燥阶段也称*阶段干燥,将冻结后的产品臵于密闭的真空容器中加热,使冰晶升华成水蒸汽逸出,从而使产品脱水干燥。干燥是由外表面逐步向内推移的,冰晶升华后残留下的空隙就变成尔后升华水蒸汽的逸出通道。已干层和冻结部分的分界面称为升华界面。当全部冰晶除去时,*阶段的干燥就完成了,此时约除去全部水分的90%左右。但在干燥过程中,应该始终保持物料中的未干燥部分为冻结状态。若温度过高则会引起冰晶融化,所以应使物料的冻结层温度低于其共晶点温度。另外,也不能加热过快使已干层温度超过其崩解温度,所谓崩解温度就是某些已干的产品当温度达到某一数值时会失去刚性发生类似崩溃的现象,失去疏松多孔的性质而使干制品发粘、比重增加、颜色加深等。干制品发生崩解以后影响冻干层中出来的水蒸汽的通过,导致产部分融化。为了提高冻干层的导热系数,干燥室内压力越高越好,但干燥室内压力过高又会使水蒸汽很难从升华界面逸出,造成升华界面温度过高,冻结层融化和干燥层崩解。综合考虑,一般将干燥室内压力控制在13~150Pa之间。
 
(2)解吸干燥阶段
     解吸干燥阶段也称为第二阶段干燥。在*阶段干燥结束之后,在干燥物料的毛细管壁和极性基团上还吸附有一部分水,这些水是未被冻结的。当它们达到一定含量,就为微生物的生长繁殖和某些化学反应提供了条件。实验证明,即使是分子层以下的低含水量,也可以成为某些化合物的溶液,产生与水溶液相同的推移性和反应性。因此,为了改善产品的贮存稳定性,延长其保存期,需要除去这些水分。
 四、后处理
 
    冻干后的产品不仅含水量低,而且疏松多孔,因而吸湿性强,再加上物料表面积相对增大,易受氧化影响,为便于保存,后处理不容忽视。后处理容为封装和储藏。产品不同,包装方法也不同。对于生物制品,冻干结束后要向箱内充入无菌的干燥空气,然后在无菌室内将容器封口,或在冻干结束后在冻干箱内真空加塞或包装。
 

『陆』 冷冻干燥机的起源

冻干机起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后,在最后的20年中取得了长足进展。进入21世纪,真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点,越来越受到人们的青睐,除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外,其应用规模和领域还在不断扩大中。为此,真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。

『柒』 冻干机的次干燥阶段出现真空度下降会对产品造成什么影响

影响冷冻干燥过程的几点因素

冷冻干燥技术是将含水物质在低温下冻结,然后在真空条件下

通过对冻干物料加热使冰升华,再除去物料中部分吸附水,得到干

制品。用这种方法制造的药品的特征是:结构稳定,生物活性基本

不变;药物中的易挥发性成 份和受热易变性成 份损失很少;呈多孔

状,药效好;排除了95 99%的水 份,能在室温下长期保存。

然而冷冻干燥也有其缺点和难点:冷冻干燥过程耗时长、耗能

多;冷冻干燥过程对冻干药品和食品的质量有着决定性的影响。冷.

冻干燥过程包括预冷、一次干燥、二次干燥和储存阶段等,都是相.

当复杂传热传质过程;而且这些过程与药品、食品、赋形剂、低温

保护剂的热物性有密切的关系。因此必须弄清楚影响冷冻干燥过程

中传热传质的因素,测定有关材料的热物性,才能制定可靠的程序,

采用优化的冷冻干燥过程,生产出高质量的药品和食品;并可达到

缩短生产时间、节约能耗、降低成本的目的[3~ 6]。

产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行,这个装置叫做真空冷

冻干燥机,简称冻干机。冻干机按系统分,由致冷 系统、真空系统、

加热系统、和控制系统四个主要部分组成。按结构分,由冻干箱或

称干燥箱、冷凝器或称水汽凝集器、冷冻机、真空泵和阀门、电气

控制元件等组成。

还有什么问题的,最好找厂家,问问有些细节的问题。冻干机

『捌』 我们实验室真空冻干机不知道为什么一直显示1.0pa,重新启动机器也显示工作时长,为什么呢这是

建议找这台设备的生产厂家解决这个问题,对于设备故障参数每家会有不同的设置,可能不只是个显示问题。

『玖』 冻干技术

冻干技术概述

起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术经历了几十年的起伏和徘徊后,在最后的20年中取得了长足进展。进入21世纪,真空冻干技术凭借其它干燥方法无法比拟的优点,越来越受到人们的青睐,除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域得到广泛应用外,其应用规模和领域还在不断扩大中。为此,真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。

冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态,三种相态既可以相互转换又可以共存。 当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的目的。冻干制品成海绵状、无干缩、复水性极好、含水分极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。 由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点,因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐,在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质,真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。

优势所在

干燥的方法多种多样,如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品一般都存在体积缩小、质地变硬的问题,易挥发的成分大部分会损失掉,一些热敏性的物质发生变性、失活,有些物质甚至发生了氧化。因此,干燥后的产品与干燥前相比,在性状上有很大的差别。
冻干法则基本上在0℃以下进行,即在产品冻结的状态下进行,只在后期降低产品的残余水份含量时,才让产品升至0℃以上的温度,但一般不超过40℃。在真空条件下,当水蒸汽直接升华出来后,药物剩留在冻结时的冰架中,形成类似海绵状疏松多孔架构,因此它干燥后体积大小几乎不变。再次使用前,只要加入注射用水,又会立即溶解。
相对常规方法,冻干法具有如下优点:

* 许多热敏性的物质不会发生变性或失活。
* 在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小。
* 在冻干过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性状。
* 由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不变,保持了原来的结构,不会发生浓缩现象。
* 由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在,原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时,溶于水中的溶解物质就析出,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
* 干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,加水后溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的性状。
* 由于干燥在真空下进行,氧气极少,因此一些易氧化的物质得到了保护。
* 干燥能排除95%~99%以上的水分,使干燥后产品能长期保存而不致变质。
* 因物料处于冻结状态,温度很低,所以供热的热源温度要求不高,采用常温或温度不高 的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时,干燥室不需绝热,不会有很多的热损失,故热能的利用很经济。

正所谓没有完美的技术,真空冷冻干燥技术的主要缺点是成本高。由于它需要真空和低温条件,所以真空冷冻干燥机要配置一套真空系统和低温系统,因而投资费用和运转费用都比较高。

应用现状

真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学和农副产品深加工等领域有着广泛的应用。

药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展,很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在针剂方面,冷冻干燥工艺采用的比较多,提高了药品质量和贮存期限,给医患双方都带来了利益。但目前冻干药品的品种不多,产品价格高,干燥工艺不先进。在中药方面,目前还只局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干,大量的中成药还没有采用冻干工艺,与国外差距较大。日本几年前就开展了"汉药西制",改变了中药的熬制方法,解决了中药不能制成针剂或片剂的传统,也解决了中药不治急病的难题,因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。
在生物技术产品领域,冻干技术主要用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等药品的生产;生物化学的检查药品、免疫学及细菌学的检查药品;血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织及各种器官长期保存等。

设备的现状与发展

冻干技术的应用和设备是分不开的,到目前为止,冻干设备的形式主要分为间歇式和连续式两大类,设备的规模从不到一平方米到几十平方米都有。

间歇式冻干设备

间歇式冻干设备适合多品种小批量生产,特别是在食品领域适用于季节性强的食品生产。采用单机操作,如果一台设备发生故障,不会影响其它设备的正常运行。间歇式冻干设备便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。设备的加工制造和维修保养易于进行。但由于装料、卸料、起动等操作占用时间较多,因此设备利用率低,生产效率也不高。

连续式冻干设备

近年来,国内外开始探索和使用连续式真空冷冻干燥设备。连续式设备的特点是适于品种单一而产量庞大、原料充足的产品生产,特别适合浆状和颗粒状制品的生产。连续式设备容易实现自动化控制,简化了人工操作和管理,其主要缺点是成本高。

随着GMP认证的结束,国产的优秀医药用冻干设备全面进入了现代化阶段,功能齐全、工作可靠、性能稳定,可实现在线清洗(CIP)或蒸汽消毒灭菌(SIP),各项技术指标都能满足生物制品和药品冻干生产的需要。相比之下,国外冻干设备的品种规格比国内多,配套设备齐全,节能型结构比较精致,连续式冻干设备生产量大。为保证冻干产品的质量和节能,常采用冻干设备与其它干燥设备组合在一起的组合冻干设备,例如喷雾冻干设备。

在未来,如何在保证产品质量的前提下,提高冷冻干燥效率,缩短干燥时间,节约能源将是广大冻干行业工作者的目标。

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