真空凍結乾燥機の製造操作の凍結乾燥コストを節約する方法
FD凍結乾燥製品の付加価値は従来の乾燥製品よりも優れていますが、凍結乾燥コストは比較的高いです。凍結乾燥費用には、原材料、スタッフの給与、設備の運用コストが含まれます。ここでは、上海天峰メーカーは、真空凍結乾燥機の生産と操作の凍結乾燥コストを節約する方法についてあなたと話し合います。
真空凍結乾燥機の製造および運用コストに影響を与える主な要因は3つあります(以下、凍結乾燥機と呼びます)。
1.優形点、熱感度、幾何学的な大きさや厚さなどの材料からの影響は、必要な乾燥時間に大きな影響を与え、運用コストは大きな影響を与えます。
2.最終凍結温度の決定と把握、凍結率、加熱温度、加熱速度、材料の時間などの採用されたプロセスルートの影響は、乾燥速度と動作コストに影響を与えます。
3. 凍結乾燥剤自体の効果。性能、限界パラメータ指数、総合的な容量、エネルギー利用率、運転安定性、および凍結乾燥機の運転の容易さは、乾燥効率と運転コストに影響を与え、さらには深刻な影響を与えます。
機器の生産と運用のコストを削減する主な方法:
1. 比較的単純な成分を持つ材料のユーテク点は比較的高い。例えば、野菜の凍結温度は−15°C程度で、凍結時間が短く、対応する加熱時間が短く、エネルギー消費量が比較的少なく、かつ運転コストが低い。そして組成物が複雑であり、塩、糖、脂肪、アミノ酸、溶媒等の有機または無機成分を含む材料のユーテク点が低いほど、凍結温度が低いほど、冷凍時間が長いほど、対応する加熱時間が長くなり、ランニングコストが高くなる。
2.真菌、ワクチン、その他の材料などの生物製品は熱に対して非常に敏感であり、加熱温度が高すぎないようにする(-15°C~30°C)、熱を吸収しにくく、乾燥に長時間かかるため、ランニングコストが高くなる。また、熱感度の低い材料(通常の食品など)を高温(75°C~100°C)で加熱でき、乾燥時間が大幅に短縮され、ランニングコストが非常に低くなります。
3.同じ重量の下で、幾何学的なサイズが小さいほど、薄くて緩い材料の氷の表面積が大きくなり、昇華に役立つ、乾燥時間が短くなります。大きい材料を切り取ったり、小さく分割すると、昇華乾燥速度を大幅に向上させ、ランニングコストを削減することができます。
4.製品の積み込み厚さを薄くし、負荷量と設備の消費電力が変わらないという条件で乾燥棚面積を適切に増加させ、乾燥棚の熱伝達能力を向上させ、凍結および加熱乾燥時間を短縮し、運転コストを削減することができます。しかし、設備投資は若干増加します。
プロセスルートの選択は、乾燥速度と運用コストにも影響します。
異なる凍結乾燥機の品質性能は大きく異なります。乾燥速度に関する性能は主にコールドトラップ温度です。乾燥箱とコールドトラップの圧力差は、乾燥箱とコンデンサの材料の温度差によって決まります。温度差が大きいほど、圧力差が大きいほど、乾燥箱から凝縮器に水蒸気が流れる速度が速くなり、乾燥時間が短くなるので、コールドトラップの温度は運用コストに影響を与える重要な要因です。しかし、高いエネルギー消費を犠牲にして低いコールドトラップ温度を得る場合でも、運用コストが増加するため、エネルギー消費指標も重要です。また、凍結乾燥機の真空および熱伝達能力の変化は、ある程度の運転コストにも影響を与える。
凍結乾燥機
5.凍結前の速度を制御すると、昇華に役立つ氷の結晶構造が得られます。凍結前の速度が速すぎる、氷粒が小さい、乾燥層が微細な細孔を有し、乾燥層を流れる水分子の抵抗が大きく、乾燥速度に影響を与える。氷粒を粗くし、乾燥層の細孔を大きくするために凍結前の速度を適切に下げ、水蒸気の流れを助け、乾燥速度を高めますが、製品の品質を確保することが前提です。
6.氷点下温度を制御する 前凍結温度は、製品の優氷点以下の適切な温度に制御する必要があります。温度が低すぎると、温度を超える冷却時間と戻る加熱時間が無駄になります。
7. 加熱温度を調整します。初期加熱温度は高すぎないようにしてください。製品の外側の氷表面は熱によって容易に溶けることができる。加熱温度は、低いから高いまでゆっくりと行われます。初期加熱段階の後、コールドトラップ容量が許容され、製品温度が共融点を超えない。加熱温度は、加熱不足の場合の実行時間を短くするためにできるだけ早く上昇させることができる。異なる製品は、異なる最大許容加熱温度を有します。最大許容温度が高いほど、加熱温度が高くなり、乾燥速度が速くなります。
8.製品の残留水分含有量の制御 製品の残留水分含有量は適切である必要があり、低すぎると乾燥時間が長くなり、高すぎると製品の長期保存に役立ちません。
乾燥の中間段階と後期段階では、製品の乾燥層の厚さが大きくなるにつれて、氷層の表面をより加熱しにくくする断熱層を追加するようなものです。製品の氷層を加熱する主な方法は、熱伝達を増加させ、乾燥速度を加速させる有効な方法である。
10.凝縮器温度を下げ、乾燥箱から大量の水分子が凝縮器によって「捕捉」され、凝縮器の表面に霜層を形成するため。温度差が形成される。霜が厚いほど(一般に10~50mm)、温度差が大きいほど(10~30°C)。このように、霜の厚さが大きくなるにつれて、霜層の表面温度が徐々に上昇し、さらには製品の氷層の温度に近づくと、圧力も徐々に上昇し、凍結乾燥機と凝縮器の水蒸気圧差が徐々に低下し、乾燥速度が徐々に低下し、あるいは霜が止まって製品が溶けてしまいます。そのため、できるだけ凝縮器の温度を下げることは、乾燥箱と凝縮器の間の有効な温度および圧力差を確実にするのに役立ちます。一般的に、凝縮器の温度は-40°C〜−50°Cの範囲内であり、−60°C〜−70°C以下の凝縮器の温度を低下させることは、コストによって制限されてしまう。ただし、-30°C以下のような低い共尖点を有する製品については、-60°C〜-70°C以下の凝縮器温度を有する凍結乾燥機を選択すべきである。
