真空泵的匹配與選型
醫藥凍干機可用較長時間(如30min)將真空系統由常壓抽到某一壓力(如50Pa)來匹配真空泵的容量。在千燥期間,所需真空泵的容量比這小,仍然用同一組泵抽空。因此降壓時間的長短決定了真空泵的抽速,亦決定了整個凍干過程中真空泵的能耗。
其實對于凍干箱和冷阱分別都有制冷機供冷的凍干機來說,降壓
時間稍長一點,對升華干燥的效率和產品的質量并無多大影響,相反地,還可降低設備費用和抽空能耗。當然降壓時間也不能過長,因為抽空必須在冷阱已降溫的條件下進行,抽空時間過長,會導致制冷機能耗的增加,也影響干燥的效率。總之,醫藥凍干機是用一套真空泵抽空的。食品凍干機則不然,由于干燥箱無制冷能力,預凍好的制品進箱后必須在很短(如10~15min)時間內抽空到某一壓力(如100Pa),使被凍結的制品中的冰升華吸熱,從而降低其本身的溫度,維持其凍結狀態,因此降壓時間不能長,否則被預凍的制品將融化,影響產品的質量。在正常升華階段,所需真空泵的抽氣量比這小得多(如小于初期抽氣的1/2,甚至更小)。如仍用初期排氣的泵來抽,則不僅增加了抽空能耗和加工成本,還會抽出許多水蒸氣。因此食品凍干機總是匹配兩套真空泵,一套初期排氣用,另一套小的作為經常運行用。初期排氣的容量不宜比所需的小;而經常運行的容量可以小一些,只要大于系統的漏氣量與升華過程中產生的不凝性氣體量之和就可以了。
另外,醫藥凍干機冷阱的溫度較低(如一50~一60℃),抽氣口處的水蒸氣壓力也較低,只要抽氣量不是過大(過大時則水蒸氣來不及冷凝就被真空泵抽走),將其壓縮到大氣壓仍能保持氣態面不會凝結成液態。因此真空泵組的前級泵可以用油封機械泵。而食品凍干機冷阱溫度較高(如一40℃),抽氣口處的水蒸氣壓力較高,將其壓縮到大氣壓時,就會有一部分水蒸氣凝結成水滴。若前級泵仍用油封機械泵,水滴就會進入油中,造成油的乳化,降低了真空泵的密封性能。因此,食品凍干機不能用一般的油封機械泵作前級泵,必須用能抽除水分的油封泵或水環泵作前級泵。