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冷凍干燥(以下簡稱凍干)就是將含水物質,先凍結成固態,而后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方法。在壓縮空氣干燥過程中,其冷凍干燥是通過降低壓縮空氣溫度,使壓縮空氣中的水份析出。冷凍干燥機(冷干機)的工作原理與電冰箱一樣,壓縮空氣經過冷凍的壓縮空氣管道后,壓縮空氣溫度下降至要求的溫度,達到干燥的要求。
凍干時,既要保持產品的優良品質,又要取得較快的干燥速率。升華所需要的潛熱由熱源通過外界傳熱過程傳送到被干燥物料的表面,然后再通過內部傳熱過程傳送到物料內冰升華的實際發生處。所產生的水蒸氣通過內部傳質過程到達物料的表面,再通過外部傳質過程轉移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一個過程或幾個過程一起都可能成為干燥過程的“瓶頸”,它取決于凍干設備的設計、操作條件以及被干燥物料的特征。只有同時提高傳熱、傳質效率,增加單位體積凍干物料的表面積,才能取得更快的干燥速率。
降溫后的冷空氣流經空氣熱交換與入口的高溫潮濕熱空氣進行熱交換,經熱交換的冷空氣因吸收了入口空氣的熱量提升了溫度,同時壓縮空氣還經過冷凍系統的二次冷凝器(同行的設計)與高溫的冷媒再次熱交換使出口的溫度得到充分的加熱,確保出口空氣管路不結露。同時充分利用了出口空氣的冷源,了機臺冷凍系統的冷凝效果,確保了機臺出口空氣的質量。