真空冷凍干燥機(jī)和其它干燥方法一樣，要維持升華干燥的不斷進(jìn)行,，必須滿足兩個(gè)基本條件,，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開(kāi)始階段,，如果物料溫度相對(duì)較高，升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱,。但隨著升華的進(jìn)行,，物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度，此時(shí),，若沒(méi)有外界供熱,，升華干燥便停止進(jìn)行。在外界供熱的情況下,，升華所生成的蒸汽如果不及時(shí)排除,，蒸汽分壓就會(huì)升高，物料溫度也隨之升高,，當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點(diǎn)時(shí),，物料中的冰晶就會(huì)融化，冷凍干燥也就無(wú)法進(jìn)行了,。
冷凍干燥是指通過(guò)升華從凍結(jié)的生物產(chǎn)品中去除水分或其他溶劑的過(guò)程,。升華指的是溶劑，比如水,，像干冰一樣,，不經(jīng)過(guò)液態(tài)，從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程。冷凍干燥得到的產(chǎn)物稱作凍干物（lyophilizer）,，該過(guò)程稱作凍干,。傳統(tǒng)的干燥會(huì)引起材料皺縮，破壞細(xì)胞,。在冰凍干燥過(guò)程中樣品的結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞,，因?yàn)楣腆w成份被在其位置上的堅(jiān)冰支持著。在冰升華時(shí),，它會(huì)留下孔隙在干燥的剩余物質(zhì)里,。這樣就保留了產(chǎn)品的生物和化學(xué)結(jié)構(gòu)及其活性的完整性。在實(shí)驗(yàn)室中,，凍干有很多不同的用途,，它在許多生物化學(xué)與制藥應(yīng)用中是*的。它被用來(lái)獲得可長(zhǎng)時(shí)期保存的生物材料,，例如微生物培養(yǎng),、酶、血液,、與藥品,，除長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定性以外，還保留了其固有的生物活性與結(jié)構(gòu),。為此,，凍干被用于準(zhǔn)備用做結(jié)構(gòu)研究（例如電鏡研究）的組織樣品。冷凍干燥也應(yīng)用于化學(xué)分析中,，它能得到干燥態(tài)的樣品,，或者濃縮樣品以增加分析敏感度。凍干使樣品成分穩(wěn)定,，也不需改變化學(xué)組成,，是理想的分析輔助手段。冷凍干燥可以自然發(fā)生,。在自然情況下,，這一過(guò)程緩慢而且不可預(yù)測(cè)。通過(guò)冷凍干燥系統(tǒng),，人們改進(jìn),、細(xì)分了很多步驟，加速了這一過(guò)程,。
真空冷凍干燥機(jī)的加熱方式：
①接觸傳熱方式 這是一種簡(jiǎn)單的加熱方法,，在干燥室內(nèi)設(shè)置可加熱的多層擱板，上面放置裝有被干燥食品的干燥盤(pán),。利用干燥盤(pán)與擱板接觸傳導(dǎo)加熱,。在這種情況下,。加熱擱板與干燥盤(pán)，干燥盤(pán)與干燥食品間不能*良好地接觸,，因此利用這種方法進(jìn)行加熱時(shí),，干燥時(shí)間多少較其它方法長(zhǎng)些，但其優(yōu)點(diǎn)是干燥是構(gòu)造簡(jiǎn)單,，并可充分利用空間,。
②復(fù)式加熱方式 接觸傳導(dǎo)僅加熱食品的一面，而在本法中被干燥的食品兩面都與加熱板接觸,，因此傳熱良好而可縮短干燥時(shí)間,，所采用的方式將被干燥食品在與加熱板接觸前，先以金屬網(wǎng)狀鋁板夾住,，以打開(kāi)升華時(shí)水蒸汽的通道并減少其阻力,，然后用液壓加上擱板，使之與網(wǎng)狀鋁板接觸,，此法優(yōu)點(diǎn)是可縮短干燥時(shí)間,，但為能與上擱板接觸，擱板必須是活動(dòng)的,，因此必須使用液壓裝置,，而導(dǎo)致構(gòu)造復(fù)雜，并降低干燥室的利用率,，故設(shè)備費(fèi)用高昂,，此外，對(duì)非平面而不定形被干燥食品,，則有不能充分發(fā)揮效果的缺點(diǎn),。
③有釘板加熱方式 這是上述復(fù)式加熱方式的變形，此法是利用裝有多枚釘子的2片加熱板將被干燥食品夾在中間以進(jìn)行加熱,，這種方式的加熱接觸面積擴(kuò)大到被干燥食品的內(nèi)部，因而能有效地進(jìn)行熱供給,，利用此方式,，干燥時(shí)間可大幅度縮短，這正是被希望的方式,，但相反的是,，大量處理被干燥食品時(shí)，干燥前與干燥后的操作繁雜,，需要人力與時(shí)間,，另外還涉及衛(wèi)生的問(wèn)題，因此在實(shí)用規(guī)模裝置上幾乎都不采用,。
④輻射加熱方式 此種方式是將被加熱干燥的食品置于干燥盤(pán)或干燥網(wǎng)上,，然后插入兩片加熱板之間，使之不與加熱板接觸，而由加熱板輻射來(lái)供給熱量,，因此加熱板可加熱到容許溫度以上的高溫,，而被干燥食品的溫度則保持在容許溫度之內(nèi)，這樣可以縮短干燥時(shí)間,，且被干燥食品的形狀若不是定型時(shí)也不會(huì)有所妨礙,。干燥前后的操作也很容易，特別是在大型連續(xù)干燥裝置中更加有效,，已經(jīng)設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)目刂品绞?，并提高加熱板的輻射能轉(zhuǎn)換效率，其干燥時(shí)間已縮短至可以與復(fù)式加熱相匹敵的程度,，因此,，該加熱方式已演變成凍干食品設(shè)備的基本形式。
⑤紅外線加熱 在干燥室安裝紅外線發(fā)生器產(chǎn)生紅外線輻射,。但由于其維持費(fèi)用高,，故很少應(yīng)用于冷凍干燥食品方面。
⑥微波加熱方式 微波照射能使不同形狀的食品內(nèi)外都得到加熱,，大大縮短干燥時(shí)間（約10%～20%）,。此外，干燥室的利用率也較高,。盡管微波加熱具有明顯的優(yōu)點(diǎn),，但是到目前為止還沒(méi)有在工業(yè)上成功的例子。這是因?yàn)楫a(chǎn)生微波形式的能量是昂貴的,，其費(fèi)用為蒸汽費(fèi)用的10～20倍,。另外，微波加熱過(guò)程很難控制,。如果供熱量有余,，會(huì)導(dǎo)致升華界面有少量冰融化，而水的介電常數(shù)比冰的介電常數(shù)大得多,，水將吸收更多的熱量使溫度升高而使更多的冰融化,，導(dǎo)致干燥失敗。
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