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        如何降低凍干機生產成本
          

          凍干機的運行成本占總產值比重相對較大時,降低運行成本并提高生產效率就尤其受到關注。

          影響凍干機運行成本的因素主要來自三個方面:

          1.來自物料的影響,如共晶點、熱敏感程度、幾何尺寸大小或厚薄等對所需要的干燥時間長短,運行成本都會產生較大影響;

          2.所采用的工藝路線的影響,如對物料的凍結終溫、凍結速率、加熱溫度、升溫速率及時機的確定和把握等都會對干燥速度和運行成本產生影響。

          3.凍干機本身的影響。凍干機的性能、極限參數指標、綜合能力、能源利用率、運行穩定性、操控難易程度等都會對干燥效率和運行成本產生影響,甚至嚴重影響。

          降低運行成本的若干途徑

          1.一般成分比較簡單的物料共晶點較高,如蔬菜等凍結溫度只有-15℃左右,凍結時間較短,相應加熱時間也短,能源消耗相對較少,運行成本較低。而成分復雜,含有諸如鹽、糖、脂肪、氨基酸、溶劑等有機或無機成分的物料共晶點較低,凍結溫度越低,凍結時間越長,相應加熱時間也越長,運行成本越高。

          2.一些生物產品如菌類、疫苗等物料熱敏感度非常高,加熱溫度不允許過高(-15℃~30℃),吸收熱量困難,所以需要干燥時間很長,運行成本會很高。而熱敏感度不高的物料(如普通食品)加熱溫度可以很高(75℃~100℃),干燥時間會大大縮短,運行成本會很低。

          3.同樣重量下,幾何尺寸越小、薄而松散的物料冰表面積越大,越有利于升華,干燥時間越短。如將較大塊的物料分切或破碎成較小的碎塊,可大大提高升華干燥速度,降低運行成本。

          4.減薄產品裝料厚度,在裝料量和設備動力消耗不變的情況下適當增加干燥擱板面積,可提高干燥擱板的傳熱能力,縮短凍結和加熱干燥時間,降低運行成本,但設備投資會稍有增加。

          工藝路線的選擇也會影響干燥速度和運行成本:

          不同凍干機質量性能差別很大,與干燥速率相關的性能主要是冷阱溫度,干燥箱和冷阱之間的壓力差的大小由干燥箱中的物料和冷凝器間溫差決定,兩者間溫差越大,壓力差就越大,水蒸汽由干燥箱向冷凝器方向流動的速度也越快,干燥時間就越短,所以冷阱溫度高低是影響運行成本的重要因素。但以較高能耗為代價獲得較低的冷阱溫度仍會增加運行成本,所以能源消耗指標也很重要。此外凍干機的真空度變化和熱傳導能力也對運行成本產生一定影響。

          1.控制預凍速度 造成有利于升華的冰晶結構。預凍速度過快,冰晶粒細小,已干層孔隙細密,水分子穿越已干層流動的阻力大,影響干燥速度。適當降低預凍速度,使冰晶粒粗大,已干層孔隙大將有利于水蒸汽流動,提高干燥速度,但前提是應保證產品品質。

          2.控制預凍溫度 預凍溫度應控制在產品共晶點以下適當溫度,過低會使超過溫度所用的降溫時間和返回所用的升溫時間成為浪費。

          3.控制加熱溫度 初始加熱溫度不能過高,產品最外層冰表面很容易受熱融化,加熱溫度由低到高緩慢進行,初始加熱階段以后在冷阱能力允許和產品溫度不超過共溶點的情況下可盡快提高加熱溫度,以縮短在加熱量不足情況下的運行時間。不同產品的加熱最高允許溫度不一樣,最高允許溫度越高,加熱溫度越高,干燥速度越快。

          4.產品殘余水份含量的控制 產品的殘余水份的含量應適當,太低將延長干燥時間,太高不好利于該產品的長期存放。

          5.干燥中后期,隨著產品已干層厚度的增加,象加了一層保溫層,使冰層表面受熱愈加困難,干燥速度大為減緩,在真空環境里空氣稀薄,傳導和輻射是對產品冰層加熱的主要方法,提高傳熱量是加快干燥速度有效方法。

          6.降低冷凝器溫度,由于大量來自干燥箱的水分子被冷凝器“捕獲”后在冷凝器表面結成冰霜層,象給冷凝器表面蓋了一層棉被,在冷凝器表面和冰霜表面形成溫度差,冰霜越厚(一般在10~50mm),溫度差越大(10~30℃)。這樣隨著冰霜厚度增加,冰霜層表面溫度逐漸上升,甚至接近產品冰層表面溫度,壓力也逐漸提高,造成凍干箱和冷凝器之間的水蒸汽壓力差逐漸縮小,干燥速率逐漸降低,甚至停止捕霜,產品也將會融化。因此盡可能地降低冷凝器的溫度將有利于保證干燥箱和冷凝器之間的有效溫差和壓力差。一般冷凝器的溫度在-40℃~-50℃,降低冷凝器的溫度如-60℃~-70℃甚至更低會受到造價方面的限制。但共晶點較低如-30℃以下的產品就應選擇冷凝器溫度在-60℃~-70℃甚至更低的凍干設備。


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