Het hele proces van vriesdrogen is eigenlijk een proces waarbij warmte en massaoverdracht (waterdamp) tegelijkertijd plaatsvinden. De warmte- en massaoverdrachtssnelheid beïnvloeden samen de droogsnelheid en beïnvloeden dus de hele vriesdroogcyclus. Alle factoren die de warmte- en massaoverdracht beïnvloeden, zijn van invloed op de droogsnelheid. Samenvattend zijn de belangrijkste factoren die van invloed zijn op warmte- en massaoverdracht:
1. Vorm en samenstelling van materialen
Afhankelijk van de vorm van gevriesdroogde materialen, worden ze meestal verdeeld in vast en vloeibaar. De vorm van de vaste stof en de concentratie van vloeistof hebben een grote invloed op de vriesdroogsnelheid.
2. Voorbevriezingssnelheid:
De tijdens het invriezen gevormde kristalgrootte heeft een grote invloed op de droogsnelheid en de oplossnelheid van gedroogde producten. Er zijn de volgende verschillen tussen snel invriezen en langzaam invriezen: de ijskristallen die worden geproduceerd door snel invriezen zijn kleiner en die geproduceerd door langzaam invriezen zijn groter. Grote ijskristallen zijn bevorderlijk voor sublimatie, terwijl kleine ijskristallen niet bevorderlijk zijn voor sublimatie. Snel invriezen leidt tot lage sublimatiesnelheid en snelle desorptiesnelheid; Langzaam bevriezen leidt tot een snelle sublimatiesnelheid en een langzame resolutiesnelheid.
3. Laadcapaciteit:
Wanneer materialen worden gevriesdroogd, is er een bepaalde verhouding tussen het oppervlak en de materiaaldikte na het onderladen in containers, dat wil zeggen dat vriesdrogen gerelateerd is aan het laadvermogen. Klein oppervlak en dikte zijn bevorderlijk voor vochtsublimatie, gemakkelijk vriesdrogen en ideale kwaliteit. Tijdens het drogen is de droge natte gewichtsbelasting op de materiaalbak per oppervlakte-eenheid een belangrijke factor die de droogtijd bepaalt. Over het algemeen geldt: hoe dunner de stapeldikte van het materiaal, hoe sneller de warmte- en massaoverdrachtssnelheid en hoe korter de droogtijd. Als de materiaaldikte echter dun is, zijn er minder materialen gedroogd in elke batch per eenheid vriesdroogruimte, wat ongunstig is voor het verbeteren van de output per eenheid vriesdroogruimte en tijdseenheid.
4. Druk in droogkamer
De druk in de droogkamer beïnvloedt de snelheid van warmte- en massaoverdracht. In termen van massaoverdracht, hoe lager de druk, hoe beter, terwijl in termen van warmteoverdracht, hoe hoger de druk, hoe beter. De massaoverdrachtssnelheid wordt voornamelijk bepaald door de temperatuur en druk van de sublimatie-interface en het oppervlak van de drooglaag. Om de ontsnappingssnelheid van waterdamp in de drooglaag te verbeteren, verhoogt u eerst de temperatuur van de sublimatie-interface en verhoogt u de waterdampdruk op de interface; De tweede is om de vacuümgraad van de droogkamer te verbeteren en de stoomdruk op het oppervlak van de drooglaag te verminderen.
5. Warmteoverdrachtsmodus:
Volgens de traditionele classificatie kan het worden onderverdeeld in geleiding, convectie, thermische straling en medium verwarming (magnetronverwarming). Omdat het sublimatiedroogproces de overdracht van warmte en massa (waterdamp) omvat, heeft de manier van warmteoverdracht om warmte op materialen effectiever over te dragen een grote invloed op de droogsnelheid.
