干燥原理2 低温升华冻干
热量传递的过程是一个传热过程,蒸汽排除的过程是一个传质过程,因此,冻干的升华干燥过程实质上是一个传热、传质同时进行的过程。
自然界中所发生的任何过程都有驱动力,升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差,而传质驱动力为升华界面与冷阱之间的蒸汽分压差。
温差愈大,传热速率愈快;蒸汽分压差愈大,传质速率愈快。
升华所需要的热量必须由热源通过外界传热过程传送到被干燥样品的表面,然后再通过内部传热过程传送到样品内冰升华的实际发生处。
所产生的水蒸气必须通过内部传质过程到达样品的表面,再通过外部传质过程转移到冷阱中。
任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈”,它取决于冻干设备的设计、操作条件以及被干燥样品的特征。
只有同时提高传热、传质效率,增加单位体积冻干物料的表面积,才能取得更快的干燥速率。