真空干燥原理

真空干燥原理

簡介

　　真空干燥，又名解析干燥，是一種將物料置于負(fù)壓條件下，并適當(dāng)通過加熱達(dá)到負(fù)壓狀態(tài)下的沸點(diǎn)或著通過降溫使得物料凝固后通過溶點(diǎn)來干燥物料的干燥方式。

　　物料內(nèi)水分 

　　在負(fù)壓狀態(tài)下溶點(diǎn)沸點(diǎn)都隨著真空度的提高而降低，同時(shí)輔以真空泵間隙抽濕降低水汽含量，使得物料內(nèi)水等溶液獲得足夠的動能脫離物料表面。真空干燥由于處于負(fù)壓狀態(tài)下隔絕空氣使得部分在干燥過程中容易氧化等化學(xué)變化的物料更好的保持原有的特性，也可以通過注入惰性氣體后抽真空的方式更好的保護(hù)物料。常見的真空干燥設(shè)備有：真空干燥箱，連續(xù)真空干燥設(shè)備等。

　　真空干燥原理:

　　真空干燥方式各種各樣究其根本而言可分為通過沸點(diǎn)和通過融點(diǎn)兩種。

　　一、通過沸點(diǎn)干燥

　　干燥過程中，液體水分汽化有軸蒸發(fā)和沸騰兩種方式。水在沸騰時(shí)的汽化速度比在蒸發(fā)時(shí)的汽化速度快得多，水分蒸發(fā)變成蒸汽可以在任何溫度下進(jìn)行。水分沸騰變成蒸汽，只能在特定溫度下進(jìn)行，但是當(dāng)降低壓強(qiáng)的時(shí)候，水的沸點(diǎn)也降低。例如，在19 .6kPa氣壓下，水的沸點(diǎn)即可降到60°C。真空干燥機(jī)就是在真空狀態(tài)下，提供熱源，通過熱傳導(dǎo)、熱輻射等傳熱方式供給物料中水分足夠的熱量，使蒸發(fā)和沸騰同時(shí)進(jìn)行，加快汽化速度。同時(shí)，抽真空又快速抽出汽化的蒸汽，并在物料周圍形成負(fù)壓狀態(tài)，物料的內(nèi)外層之間及表面與周圍介質(zhì)之間形成較大的濕度梯度，加快了汽化速度，達(dá)到快速干燥的目的。

　　真空干燥過程受供熱方式、加熱溫度、真空度、冷卻劑溫度、物料的種類和初始溫度及所受壓緊力大小等因素的影響，通常供熱有熱傳導(dǎo)、熱輻射和兩者結(jié)合三種方式。

　　二、通過融點(diǎn)干燥（又稱之為冷凍干燥）

　　干燥過程中首先將將濕物料（或溶液）在較低溫度下（-10—-50℃）凍結(jié)成固態(tài)，然后在高度真空（130～0.1Pa）下，將其中固態(tài)水分直接升華為氣態(tài)而除去的干燥過程，也稱升華干燥。 

　　水的水冰氣與壓力溫度關(guān)系圖

　　實(shí)現(xiàn)這種真空干燥的必要條件是干燥過程的壓力應(yīng)低于操作溫度下冰的飽和蒸汽壓。常控制在相應(yīng)溫度下冰的飽和蒸氣壓的1/2—1/4。如一40℃時(shí)干燥，操作壓力應(yīng)為2.7～6.7Pa。

　　濕物料也可以不預(yù)凍，而是利用高度真空時(shí)水分汽化吸熱而將物料自行凍結(jié)。這種凍結(jié)能量消耗小，但對液體物料易產(chǎn)生泡沫或飛濺現(xiàn)象而遭致?lián)p失，同時(shí)也不易獲得多孔性的均勻干燥物。

　　一般情況下，熱量由加熱介質(zhì)通過干燥室的間壁供給，因此，既要供給濕物料的熱量以保證一定的干燥速率,又要避免冰的溶化。

　　干燥過程中升華溫度一般為-35—-5℃，其抽出的水分可在冷凝器上冷凍聚集或直接為真空泵排出。若升華時(shí)需要的熱量直接由所干燥的物料供給,這種情況下，物料溫度降低很快,以致于冰的蒸汽壓很低而使升華速率降低。

　　1、原理：利用較低溫度，在減壓下進(jìn)行干燥以排除水分，樣品中被減少的量為樣品的水分含量。本法適用于在100℃以上加熱容易變質(zhì)及含有不易除去結(jié)合水的食品。其測定結(jié)果比較接近真正水分。

相關(guān)儀器：干燥箱