Весь процесс сублимационной сушки на самом деле представляет собой процесс, при котором тепло- и массоперенос (водяной пар) осуществляются одновременно. Скорость тепло- и массопереноса совместно влияют на скорость сушки, таким образом влияя на весь цикл сублимационной сушки. Все факторы, влияющие на тепло- и массоперенос, будут влиять на скорость сушки. Таким образом, основными факторами, влияющими на тепломассоперенос, являются:
1. Форма и состав материалов
По форме лиофилизированные материалы обычно делят на твердые и жидкие. Форма твердого вещества и концентрация жидкости оказывают большое влияние на скорость сублимационной сушки.
2. Скорость предварительного замораживания
Размер кристаллов, образующихся при замораживании, сильно влияет на скорость сушки и скорость растворения высушенных продуктов. Существуют следующие различия между быстрым и медленным замораживанием: кристаллы льда, образующиеся при быстром замораживании, меньше, а кристаллы льда, образующиеся при медленном замораживании, крупнее. Крупные кристаллы льда способствуют сублимации, тогда как мелкие кристаллы льда не способствуют сублимации. Быстрое замораживание приводит к низкой скорости сублимации и быстрой скорости десорбции; Медленное замораживание приводит к высокой скорости сублимации и медленному разрешению.
3. Грузоподъемность
Когда материалы лиофилизируют, существует определенное соотношение между площадью поверхности и толщиной материала после загрузки в контейнеры, то есть лиофилизация связана с грузоподъемностью. Небольшая площадь поверхности и толщина способствуют сублимации влаги, легкой лиофилизации и идеальному качеству. Во время сушки важным фактором, определяющим время сушки, является нагрузка на лоток для материала в сухом влажном состоянии на единицу площади. Как правило, чем меньше толщина укладки материала, тем выше скорость тепломассопереноса и меньше время сушки. Однако, если толщина материала мала, в каждой партии на единицу площади сублимационной сушки высушивается меньше материалов, что неблагоприятно для повышения производительности на единицу площади сублимационной сушки и в единицу времени.
4. Давление в сушильной камере
Давление в сушильной камере влияет на скорость тепломассообмена. С точки зрения массообмена, чем ниже давление, тем лучше, а с точки зрения теплопередачи, чем выше давление, тем лучше. Скорость массопереноса в основном определяется температурой и давлением границы раздела сублимации и поверхности сушильного слоя. Чтобы улучшить скорость выхода водяного пара в сушильном слое, во-первых, увеличьте температуру поверхности раздела сублимации и увеличьте давление водяного пара на границе раздела; Во-вторых, улучшить степень вакуума в сушильной камере и снизить давление пара на поверхности сушильного слоя.
5. Режим теплопередачи
По традиционной классификации его можно разделить на теплопроводность, конвекцию, тепловое излучение и нагрев среды (микроволновой нагрев). Поскольку процесс сублимационной сушки включает передачу тепла и массы (водяного пара), способ передачи тепла для более эффективной передачи тепла материалам оказывает большое влияние на скорость сушки.
