Come risparmiare il costo di liofilizzazione dell'operazione di produzione di essiccatori a vuoto
Sebbene il valore aggiunto dei prodotti liofilizzato con FD sia migliore dei prodotti secchi tradizionali, i suoi costi di liofilizzazione sono relativamente elevati. I costi di liofilizzazione includono materie prime, stipendi del personale e costi operativi delle attrezzature. Qui, i produttori di Shanghai Tianfeng discutono con te su come risparmiare il costo di liofilizzazione della produzione e del funzionamento dell'essiccatore a vuoto.
Ci sono tre fattori principali che influenzano i costi di produzione e di funzionamento degli essiccatori per il congelamento sottovuoto (di seguito denominati liofilatori):
1. L'influenza dei materiali, come il punto eutettico, la sensibilità termica, le dimensioni geometriche o lo spessore, ecc., avrà un grande impatto sul tempo di asciugatura richiesto e il costo operativo avrà un impatto maggiore;
2. L'influenza della via di processo adottata, come la determinazione e la presa della temperatura di congelamento finale, il tasso di congelamento, la temperatura di riscaldamento, la velocità di riscaldamento e il tempo del materiale, influenzerà la velocità di essiccazione e i costi operativi.
3. L'effetto del lyophilizer stesso. Le prestazioni, l'indice dei parametri limite, la capacità completa, il tasso di utilizzo dell'energia, la stabilità operativa e la facilità di funzionamento dell'essiccatore avranno un impatto sull'efficienza di essiccazione e sui costi operativi e lo influenzeranno persino seriamente.
i modi principali per ridurre il costo della produzione e del funzionamento delle attrezzature:
1. Il punto eutettico dei materiali con componenti relativamente semplici è relativamente alto. Ad esempio, la temperatura di congelamento delle verdure è solo di circa -15 ° C, il tempo di congelamento è breve, il tempo di riscaldamento corrispondente è breve, il consumo di energia è relativamente piccolo e il costo operativo è basso. E la composizione è complicata, il punto eutettico dei materiali contenenti componenti organici o inorganici come sale, zucchero, grasso, amminoacido, solvente, ecc. è inferiore, minore è la temperatura di congelamento, più lungo è il tempo di congelamento, più lungo è il tempo di riscaldamento corrispondente e maggiore è il costo di esercizio.
2. Alcuni prodotti biologici come funghi, vaccini e altri materiali sono molto sensibili al calore, la temperatura di riscaldamento non dovrebbe essere troppo alta (-15 ° C ~ 30 ° C), è difficile assorbire il calore, quindi ci vuole molto tempo per asciugarsi e il costo di gestione sarà alto. E i materiali a bassa sensibilità termica (come il cibo ordinario) possono essere riscaldati ad alta temperatura (75 °C ~ 100 °C), il tempo di asciugatura sarà notevolmente ridotto e il costo di esercizio sarà molto basso.
3. Con lo stesso peso, minore è la dimensione geometrica, maggiore è la superficie di ghiaccio del materiale sottile e sciolto, più favorevole alla sublimazione e più breve è il tempo di asciugatura. Se i pezzi di materiale più grandi vengono tagliati o spezzati in pezzi più piccoli, la velocità di essiccazione della sublimazione può essere notevolmente migliorata e il costo di funzionamento può essere ridotto.
4. Assottigliare lo spessore di carico del prodotto, aumentando correttamente l'area del ripiano di essiccazione a condizione che la quantità di carico e il consumo energetico dell'apparecchiatura siano invariati, può migliorare la capacità di trasferimento del calore del ripiano di essiccazione, ridurre i tempi di congelamento e asciugatura del riscaldamento e ridurre i costi operativi. Tuttavia, gli investimenti in attrezzature aumenteranno leggermente.
La scelta del percorso di processo influenzerà anche la velocità di asciugatura e i costi operativi:
Le prestazioni di qualità dei diversi liofilatori variano notevolmente. Le prestazioni relative al tasso di essiccazione sono principalmente la temperatura della trappola fredda. La differenza di pressione tra la scatola di essiccazione e la trappola fredda è determinata dalla differenza di temperatura tra il materiale nella scatola di essiccazione e il condensatore. Maggiore è la differenza di temperatura, maggiore è la differenza di pressione, più velocemente scorre il vapore acqueo dalla scatola di essiccazione al condensatore e più breve è il tempo di asciugatura, quindi la temperatura della trappola fredda è un fattore importante che influisce sul costo operativo. Tuttavia, ottenere una temperatura di trappola fredda più bassa a costo di un maggiore consumo energetico aumenterà comunque i costi operativi, quindi anche gli indicatori di consumo energetico sono importanti. Inoltre, la variazione della capacità di vuoto e di trasferimento del calore del liofilizzatore influisce in una certa misura anche sui costi operativi.
Essiccatore per il congelamento
5. Il controllo della velocità di pre-congelamento si traduce in strutture cristalline di ghiaccio che favoriscono la sublimazione. La velocità di pre-congelamento è troppo veloce, i grani di ghiaccio sono piccoli, lo strato essiccato ha pori fini e la resistenza delle molecole d'acqua a fluire attraverso lo strato essiccato è grande, il che influisce sulla velocità di essiccazione. Ridurre correttamente la velocità di pre-congelamento per rendere grossolani i grani di ghiaccio e i pori dello strato essiccato, il che aiuterà il flusso di vapore acqueo e aumenterà la velocità di asciugatura, ma la premessa è garantire la qualità del prodotto.
6. Controllare la temperatura di pre-congelamento La temperatura di pre-congelamento deve essere controllata ad una temperatura appropriata al di sotto del punto eutettico del prodotto. Una temperatura troppo bassa farà perdere tempo di raffreddamento per superare la temperatura e il tempo di riscaldamento per la restituzione.
7. Controllare la temperatura di riscaldamento. La temperatura iniziale di riscaldamento non dovrebbe essere troppo alta. La superficie di ghiaccio esterna del prodotto può essere facilmente fusa dal calore. La temperatura di riscaldamento viene lentamente eseguita da bassa ad alta. Dopo la fase iniziale di riscaldamento, la capacità di trappola fredda è consentita e la temperatura del prodotto non supera il punto di co-fusione. La temperatura di riscaldamento può essere aumentata il prima possibile per ridurre i tempi di funzionamento in caso di riscaldamento insufficiente. Diversi prodotti hanno diverse temperature massime di riscaldamento consentite. Maggiore è la temperatura massima consentita, maggiore è la temperatura di riscaldamento e più veloce è la velocità di asciugatura.
8. Controllo del contenuto residuo di umidità del prodotto Il contenuto residuo di umidità del prodotto dovrebbe essere appropriato, troppo basso prolungherà il tempo di asciugatura e troppo elevato non favorisce lo stoccaggio a lungo termine del prodotto.
9. Nelle fasi centrali e tardive dell'essiccazione, con l'aumentare dello spessore dello strato essiccato del prodotto, è come aggiungere uno strato di isolamento termico per rendere la superficie dello strato di ghiaccio più difficile da riscaldare. Il metodo principale per riscaldare lo strato di ghiaccio del prodotto, aumentando il trasferimento di calore è un metodo efficace per accelerare la velocità di asciugatura.
10. Diminuire la temperatura del condensatore, perché una grande quantità di molecole d'acqua dalla scatola di essiccazione viene "catturata" dal condensatore per formare uno strato di gelo sulla superficie del condensatore. Si forma la differenza di temperatura. Più spesso è il gelo (generalmente 10 ~ 50 mm), maggiore è la differenza di temperatura (10 ~ 30 ° C). In questo modo, con l'aumentare dello spessore del gelo, la temperatura superficiale dello strato di gelo aumenta gradualmente, e anche vicino alla temperatura dello strato di ghiaccio del prodotto, anche la pressione aumenta gradualmente, causando una graduale diminuzione della differenza di pressione del vapore acqueo tra il liofilizzatore e il condensatore e la velocità di essiccazione a diminuire gradualmente, o addirittura interrompere la glassa e il prodotto si scioglierà. Pertanto, ridurre il più possibile la temperatura del condensatore contribuirà a garantire un'efficace differenza di temperatura e pressione tra la scatola di essiccazione e il condensatore. Generalmente, la temperatura del condensatore è nell'intervallo da -40 ° C a -50 ° C. Ridurre la temperatura del condensatore come -60 ° C a -70 ° C o anche inferiore sarà limitato dal costo. Tuttavia, per i prodotti con un punto eutettico inferiore, come sotto -30 ° C, dovrebbe essere selezionata un'apparecchiatura di essiccatore con una temperatura del condensatore da -60 ° C a -70 ° C o anche inferiore.
