Dondurarak kurutucunun verimini etkileyen faktörler nelerdir?
Dondurarak kurutma işleminin tamamı aslında eş zamanlı ısı transferi ve kütle transferi (buhar) sürecidir. Isı ve kütle aktarım hızı, tüm dondurarak kurutma döngüsünü etkileyen kurutma oranını etkiler. Isı ve kütle transferini etkileyen tüm faktörler etkileyecektir. Kurutma hızı. Isı ve kütle transferini etkileyen ana faktörler şunlardır:
1. Malzemelerin biçimi ve bileşimi
Liyofilize malzemenin şekline göre, genellikle bir katı ve bir sıvı olarak sınıflandırılır. Katıların morfolojisi ve sıvının konsantrasyonu, dondurarak kurutma hızı üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.
2. ön donma oranı
Donma üzerine oluşan kristalin boyutu, ürünün kurutma hızını ve kurutulduktan sonra çözünme oranını büyük ölçüde etkiler. Hızlı dondurma ve yavaş dondurma işlemleri aşağıdaki farklılıklara sahiptir: hızlı dondurma ile üretilen buz kristalleri daha küçüktür ve yavaş dondurmayla üretilen buz kristalleri daha büyüktür. Büyük buz kristalleri süblimasyon için iyidir. Küçük buz kristalleri süblimasyona elverişli değildir. Hızlı dondurma, düşük süblimleşme oranına ve hızlı desorpsiyon oranına yol açar. Yavaş dondurma, hızlı süblimasyon hızına ve yavaş çözünürlük oranına yol açar.
3. miktar
Malzeme liyofilize edildiğinde, kap içine dağıtıldıktan sonra yüzey alanının malzeme kalınlığına belirli bir oranı vardır, yani liyofilizasyon yükleme ile ilgilidir. Yüzey alanı ve kalınlığı küçüktür, bu da suyun süblimleşmesine faydalıdır, donması kolaydır ve kalitesi idealdir. Kurutma sırasında, tepsinin birim alanı başına ıslak ağırlık yüklemesi, kurutma süresinin belirlenmesinde önemli bir faktördür. Normal şartlar altında, malzeme birikiminin kalınlığı ne kadar ince olursa, ısı transferi ve kütle transfer hızı o kadar hızlı ve kuruma süresi o kadar kısa olur. Bununla birlikte, malzemenin kalınlığı ince ise, liyofilize alanın birimi başına parti başına kurutulan malzeme miktarı küçüktür ve bu, birim dondurarak kurutma alanını ve birim zamanlı üretimi arttırmak için elverişsizdir.
4. kurutma odası basıncı
Kurutma odasındaki basınç, ısı transferi ve kütle transferi oranını etkiler. Kütle transferi açısından basınç ne kadar düşükse o kadar iyidir. Isı transferi için basınç ne kadar yüksekse o kadar iyidir. Kütle aktarım hızı esas olarak süblimasyon arayüzünün sıcaklığı ve basıncı ile kuru katmanın yüzeyiyle belirlenir. Kuru tabakadaki su buharı kaçış oranını artırmak gerekir. İlk olarak, süblimasyon arayüzünün sıcaklığını artırın ve arayüzün buhar basıncını artırın. Kurutma haznesinin vakumunu arttırmak ve kurutma tabakasının yüzeyindeki buhar basıncını düşürmektir.
5. ısı transfer modu ısı transfer modu
Geleneksel sınıflandırmaya göre, şu bölümlere ayrılabilir: iletim, konveksiyon, ısı radyasyonu ve orta ısıtma (mikrodalga ısıtma). Süblimasyon kurutma işlemi ısı ve kütlenin (su buharı) transferini içerdiğinden, ısı transfer yöntemi ısının malzemeye aktarılmasında daha etkilidir ve bu da kurutma hızı üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.
