bedrijfsnieuws over Hoe het Vriesdrogen werkt

Het fundamentele principe in het vriesdrogen is sublimatie, de verschuiving direct van een vast lichaam in een gas. Enkel voor als verdamping, komt de sublimatie wanneer een molecule genoeg energie bereikt om vrij van de molecules rond het te breken. Het water zal subliem van een vast lichaam (ijs) aan een gas (damp) wanneer de molecules genoeg energie hebben om vrij maar de voorwaarden te breken zijn niet juist voor een vloeistof zich te vormen.

Er zijn twee belangrijke factoren die bepalen welke fase (vast lichaam, vloeistof of gas) een substantie zal nemen: hitte en luchtdruk. Voor een substantie om eender welke bepaalde fase te nemen, moeten de temperatuur en de druk binnen een bepaalde waaier zijn. Zonder deze voorwaarden, dat de fase van de substantie niet kan bestaan. De grafiek toont hieronder de noodzakelijke druk en temperatuurwaarden van verschillende fasen van water.

U kunt zien van de grafiek dat het water een vloeibare vorm bij overzees - niveau (waar de druk aan 1 ATM) gelijk is als de temperatuur binnen is - tussen het overzees - niveauvriespunt (32 graden van Fahrenheit of 0 graden van Celsius) en het overzees kan nemen - niveau kookpunt (212 F of 100 C). Maar als u de temperatuur boven 32 F terwijl het houden van de luchtdruk onder .06 atmosferen (ATM) verhoogt, het water warm is te ontdooien, maar er is niet genoeg genoeg druk voor een te vormen vloeistof zich. Het wordt een gas.

Dit is precies wat een vriesdrogende machine doet. Een typische machine bestaat uit een vriesdrogende kamer met verscheidene planken in bijlage die aan het verwarmen eenheden, een het bevriezen rol aan een ijskastcompressor wordt aangesloten, en een vacuümpomp.

Met de meeste machines, plaatst u het materiaal dat op de planken moet worden bewaard wanneer het nog wordt ontdooid. Wanneer u de kamer verzegelt en met het proces begint, stelt de machine de compressoren in werking om de temperatuur in de kamer te verminderen. Het materiaal is bevroren vast lichaam, dat het water van alles rond het, op een moleculair niveau scheidt, alhoewel het water nog aanwezig is.

Daarna, zet de machine de vacuümpomp aan krachtlucht uit aan de kamer, die de luchtdruk verminderen onder .06 ATM. De het verwarmen eenheden passen een kleine hoeveelheid hitte op de planken toe, veroorzakend het ijs om fase te veranderen. Aangezien de druk zo laag is, wordt het ijs direct waterdamp. De waterdamp stroomt uit de vriesdrogende kamer, voorbij de het bevriezen rol. De waterdamp condenseert op de het bevriezen rol in stevige ijsvorm, op dezelfde manier condenseert het water als vorst op een koude dag. (Zie hoe het Ijskastenwerk voor meer informatie over condensatoren en koelingsrollen.)

Dit gaat voor vele uren (zelfs dagen) verder terwijl het materiaal geleidelijk aan uitdroogt. Het proces vergt zo lang omdat het oververhitten van het materiaal de samenstelling en de structuur kan beduidend veranderen. Bovendien, kon het versnellen van het sublimatieproces meer waterdamp in een periode veroorzaken dan het pompende systeem uit de kamer kan verwijderen. Dit kon het materiaal opnieuw hydrateren enigszins, degraderend zijn kwaliteit.

Zodra het materiaal voldoende droog is, heeft het in een vochtdicht pakket, vaak met een zuurstof-absorberend materiaal verzegeld. Zolang het pakket veilig is, kan het materiaal op een plank jarenlang en jaren zitten zonder het degraderen, tot het aan zijn oorspronkelijke vorm met een beetje van water heeft hersteld (een zeer kleine hoeveelheid vochtigheid blijft, zodat zal het materiaal uiteindelijk bederven). Als alles correct werkt, zal het materiaal door het volledige bijna helemaal ongedeerde proces gaan!