Làm thế nào để tiết kiệm chi phí lyophilization của hoạt động sản xuất máy sấy đóng băng chân không
Mặc dù giá trị gia tăng của các sản phẩm đông khô FD tốt hơn so với các sản phẩm khô truyền thống, chi phí sấy đông lạnh của nó tương đối cao. Chi phí sấy đông lạnh bao gồm nguyên liệu thô, tiền lương nhân viên và chi phí vận hành thiết bị. Ở đây, các nhà sản xuất Thượng Hải Tianfeng thảo luận với bạn làm thế nào để tiết kiệm chi phí đông khô của sản xuất máy sấy đông chân không và hoạt động.
Có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến chi phí sản xuất và vận hành của máy sấy đóng băng chân không (sau đây gọi là máy sấy đông lạnh):
1. Ảnh hưởng từ các vật liệu, chẳng hạn như điểm eutectic, độ nhạy nhiệt, kích thước hình học hoặc độ dày, vv, sẽ có tác động lớn đến thời gian sấy cần thiết, và chi phí vận hành sẽ có tác động lớn hơn;
2. Ảnh hưởng của tuyến đường quá trình được thông qua, chẳng hạn như xác định và nắm bắt nhiệt độ đóng băng cuối cùng, tốc độ đóng băng, nhiệt độ sưởi ấm, tốc độ sưởi ấm và thời gian của vật liệu, sẽ ảnh hưởng đến tốc độ sấy và chi phí vận hành.
3. Hiệu quả của lyophilizer chính nó. Hiệu suất, chỉ số thông số giới hạn, công suất toàn diện, tỷ lệ sử dụng năng lượng, ổn định hoạt động và dễ vận hành của máy sấy đóng băng sẽ có tác động đến hiệu quả sấy và chi phí vận hành, và thậm chí ảnh hưởng nghiêm trọng đến nó.
Những cách chính để giảm chi phí sản xuất và vận hành thiết bị:
1. Điểm eutectic của vật liệu với các thành phần tương đối đơn giản là tương đối cao. Ví dụ, nhiệt độ đóng băng của rau chỉ khoảng -15 ° C, thời gian đóng băng ngắn, thời gian sưởi ấm tương ứng ngắn, mức tiêu thụ năng lượng tương đối nhỏ và chi phí vận hành thấp. Và thành phần rất phức tạp, điểm eutectic của vật liệu có chứa các thành phần hữu cơ hoặc vô cơ như muối, đường, chất béo, axit amin, dung môi, vv là thấp hơn nhiệt độ đóng băng, thời gian đóng băng càng lâu, thời gian sưởi ấm tương ứng càng lâu, và chi phí chạy càng cao.
2. Một số sản phẩm sinh học như nấm, vắc-xin và các vật liệu khác rất nhạy cảm với nhiệt, nhiệt độ sưởi ấm không nên quá cao (-15 ° C ~ 30 ° C), rất khó để hấp thụ nhiệt, vì vậy phải mất một thời gian dài để khô, và chi phí chạy sẽ cao. Và các vật liệu có độ nhạy nhiệt thấp (chẳng hạn như thực phẩm thông thường) có thể được làm nóng ở nhiệt độ cao (75 °C ~ 100 °C), thời gian sấy sẽ được rút ngắn đáng kể, và chi phí vận hành sẽ rất thấp.
3. Dưới cùng một trọng lượng, kích thước hình học càng nhỏ, diện tích bề mặt băng của vật liệu mỏng và lỏng lẻo càng lớn, càng có nhiều ống dẫn để thăng hoa và thời gian sấy càng ngắn. Nếu các mảnh vật liệu lớn hơn được cắt hoặc chia thành các mảnh nhỏ hơn, tốc độ sấy thăng hoa có thể được cải thiện đáng kể, và chi phí chạy có thể được giảm.
4. Làm loãng độ dày tải sản phẩm, tăng đúng diện tích kệ sấy trong điều kiện lượng tải và mức tiêu thụ điện năng của thiết bị không thay đổi, có thể cải thiện khả năng truyền nhiệt của kệ sấy, rút ngắn thời gian sấy đông lạnh và sưởi ấm và giảm chi phí vận hành. Tuy nhiên, đầu tư trang thiết bị sẽ tăng nhẹ.
Việc lựa chọn tuyến đường quy trình cũng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ sấy và chi phí vận hành:
Hiệu suất chất lượng của máy sấy đông lạnh khác nhau rất khác nhau. Hiệu suất liên quan đến tốc độ sấy chủ yếu là nhiệt độ bẫy lạnh. Sự khác biệt áp suất giữa hộp sấy và bẫy lạnh được xác định bởi sự chênh lệch nhiệt độ giữa vật liệu trong hộp sấy và bình ngưng. Chênh lệch nhiệt độ càng lớn, chênh lệch áp suất càng lớn, hơi nước chảy từ hộp sấy đến bình ngưng càng nhanh và thời gian sấy càng ngắn, vì vậy nhiệt độ của bẫy lạnh là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chi phí vận hành. Tuy nhiên, việc có được nhiệt độ bẫy lạnh thấp hơn với chi phí tiêu thụ năng lượng cao hơn vẫn sẽ làm tăng chi phí vận hành, vì vậy các chỉ số tiêu thụ năng lượng cũng rất quan trọng. Ngoài ra, sự thay đổi khả năng hút chân không và truyền nhiệt của lyophilizer cũng ảnh hưởng đến chi phí vận hành ở một mức độ nhất định.
Đóng băng máy sấy
5. Kiểm soát tốc độ trước khi đóng băng dẫn đến cấu trúc tinh thể băng có lợi cho sự thăng hoa. Tốc độ đóng băng trước quá nhanh, các hạt băng nhỏ, lớp khô có lỗ chân lông mịn và khả năng chống của các phân tử nước chảy qua lớp khô lớn, ảnh hưởng đến tốc độ sấy khô. Đúng cách giảm tốc độ đóng băng trước để làm cho các hạt băng thô và lỗ chân lông của lớp khô lớn, điều này sẽ giúp hơi nước chảy và tăng tốc độ sấy, nhưng tiền đề là đảm bảo chất lượng sản phẩm.
6. Kiểm soát nhiệt độ trước khi đóng băng Nhiệt độ trước khi đóng băng nên được kiểm soát ở nhiệt độ thích hợp dưới điểm eutectic của sản phẩm. Nhiệt độ quá thấp sẽ lãng phí thời gian làm mát để vượt quá nhiệt độ và thời gian sưởi ấm để trở lại.
7. Kiểm soát nhiệt độ sưởi ấm. Nhiệt độ sưởi ấm ban đầu không nên quá cao. Bề mặt băng bên ngoài của sản phẩm có thể dễ dàng bị tan chảy bởi nhiệt. Nhiệt độ sưởi ấm được thực hiện từ từ từ thấp đến cao. Sau giai đoạn sưởi ấm ban đầu, khả năng bẫy lạnh được cho phép và nhiệt độ sản phẩm không vượt quá điểm đồng nóng chảy. Nhiệt độ sưởi ấm có thể được tăng lên càng sớm càng tốt để rút ngắn thời gian chạy trong trường hợp không đủ sưởi ấm. Các sản phẩm khác nhau có nhiệt độ sưởi ấm tối đa cho phép khác nhau. Nhiệt độ tối đa cho phép càng cao, nhiệt độ sưởi ấm càng cao và tốc độ sấy càng nhanh.
8. Kiểm soát độ ẩm còn lại của sản phẩm Độ ẩm còn lại của sản phẩm phải phù hợp, quá thấp sẽ kéo dài thời gian sấy, và quá cao sẽ không có tác dụng bảo quản lâu dài sản phẩm.
9. Ở giai đoạn giữa và cuối của sấy khô, khi độ dày của lớp khô của sản phẩm tăng lên, nó giống như thêm một lớp cách nhiệt để làm cho bề mặt của lớp băng khó sưởi ấm hơn. Phương pháp chính để làm nóng lớp đá của sản phẩm, tăng khả năng truyền nhiệt là một phương pháp hiệu quả để đẩy nhanh tốc độ sấy.
10. Giảm nhiệt độ ngưng tụ, bởi vì một lượng lớn các phân tử nước từ hộp sấy được "bắt" bởi bình ngưng để tạo thành một lớp sương giá trên bề mặt của bình ngưng. Sự chênh lệch nhiệt độ được hình thành. Sương giá càng dày (thường là 10 ~ 50mm), chênh lệch nhiệt độ càng lớn (10 ~ 30 °C). Bằng cách này, khi độ dày của sương giá tăng lên, nhiệt độ bề mặt của lớp sương giá tăng dần, và thậm chí gần với nhiệt độ của lớp băng của sản phẩm, áp suất cũng tăng dần, khiến chênh lệch áp suất hơi nước giữa lyophilizer và bình ngưng giảm dần, và tốc độ sấy giảm dần, hoặc thậm chí Ngừng phủ sương giá và sản phẩm sẽ tan chảy. Do đó, việc giảm nhiệt độ của bình ngưng càng nhiều càng tốt sẽ giúp đảm bảo chênh lệch nhiệt độ và áp suất hiệu quả giữa hộp sấy và bình ngưng. Nói chung, nhiệt độ của bình ngưng nằm trong khoảng -40 ° C đến -50 ° C. Giảm nhiệt độ của bình ngưng như -60 ° C đến -70 ° C hoặc thậm chí thấp hơn sẽ bị giới hạn bởi chi phí. Tuy nhiên, đối với các sản phẩm có điểm eutectic thấp hơn, chẳng hạn như dưới -30 ° C, nên chọn một thiết bị máy sấy đông lạnh có nhiệt độ ngưng tụ từ -60 ° C đến -70 ° C hoặc thậm chí thấp hơn.
