冷凍干燥機(jī)熱和質(zhì)的傳遞影響干燥速率

冷凍干燥機(jī)以其運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、管理便利、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低，已成為各行各業(yè)空氣壓縮機(jī)凈化的必選設(shè)備。冷凍干燥機(jī)影響冷凍周期的原因是傳熱和傳質(zhì)(水蒸氣)同時進(jìn)行的過程，熱和質(zhì)的傳遞速率共同影響干燥速率，分析如下：

　　1、物料的形態(tài)與組分

　　根據(jù)凍干物料的形態(tài)通常分為固體和液體。固體的形態(tài)和液體的濃度對冷凍干燥速率的影響較大。

　　2、預(yù)凍速率

　　冷凍時所形成的晶體大小在很大程度上影響干燥的速率和干燥后產(chǎn)品的溶解速度。速凍和慢凍過程具有以下差別：速凍產(chǎn)生的冰晶較小，慢凍產(chǎn)生的冰晶較大。大的冰晶有利于升華，小的冰晶不利于升華，快速凍結(jié)導(dǎo)致升華速率低，解吸速率快;慢速凍結(jié)導(dǎo)致升華速率快，解析速率慢。

　　3、裝量

　　物料在凍干時，分裝到容器中后存在一定的表面積與物質(zhì)厚度之比，亦即凍干與裝量有關(guān)。表面積、厚度小有利于水分升華，容易凍干且質(zhì)量理想。干燥時，單位面積料盤上被干燥的濕重裝載量是決定干燥時間的重要因素，一般情況下，物料堆積的厚度愈薄，傳熱和傳質(zhì)速度越快，干燥時間愈短。但是，物料厚度薄則單位凍干面積上每批次干燥的物料少，對提高單位凍干面積和單位時間產(chǎn)量不利。

　　4、干燥室內(nèi)壓力

　　干燥室內(nèi)壓力高低影響到傳熱和傳質(zhì)的速率，就傳質(zhì)而言，壓力越低越好，而對于傳熱來說，壓力越高越好。傳質(zhì)速率的大小，主要由升華界面與干燥層表面的溫度和壓力所決定，要提高干燥層中水蒸氣的逸出速率，一是提高升華界面的溫度，使界面水蒸氣壓增大;二是提高干燥室的真空度，降低干燥層表面的蒸汽壓。

　　5、傳熱方式傳熱方式

　　按傳統(tǒng)的分類可劃分為：傳導(dǎo)、對流、熱輻射和介質(zhì)加熱(微波加熱)。由于升華干燥的過程涉及到熱和質(zhì)(水蒸氣)的傳遞，因此，通過何種傳熱方式將熱量更為有效地傳給物料，對干燥速率有較大的影響。