Lengkung Pengeringan Beku Bermula pada Titik Eutektik

Keluk Pengeringan Sejuk Beku Bermula pada Titik Eutektik

Pisang mempunyai titik eutektik -55.5°C dan strawberi -22.6°C. Kedua-dua nombor ini menentukan sama ada keluk pengeringan sejuk beku boleh disiapkan sama sekali.

Artikel ini merangkumi tiga perkara: bagaimana takat eutektik diukur, bagaimana ia menentukan suhu perangkap sejuk, dan bagaimana rupa data pemejalwapan bagi barisan pengeluaran sebenar.

Apa yang Dikawal oleh Takat Eutektik

Takat eutektik ialah suhu di mana titisan terakhir cecair dalam produk membeku sepenuhnya. Di atasnya, hablur ais dan cecair pekat wujud bersama; di bawahnya, keseluruhan jisim menjadi pepejal.

Pengeringan beku hanya berkesan selagi produk kekal beku sepanjang masa, dengan ais memejalwap terus menjadi wap air. Jika cecair masih ada, ia akan mendidih di bawah vakum, struktur berliang runtuh dan produk siap menjadi wafer keras yang mengecut.

Oleh itu, takat eutektik menetapkan dua sasaran reka bentuk:

\n
1. Suhu pra-pembekuan mesti di bawah takat eutektik, dengan margin.
\n
2. Suhu perangkap sejuk mesti 10–15°C di bawah takat eutektik untuk menjamin perbezaan tekanan separa wap air yang cukup untuk memacu pemejalwapan.
\n

Bagaimana Mengukurnya: Kaedah Rintangan atau DSC

Dua kaedah, bergantung pada peralatan yang dimiliki oleh pelanggan.

Kaedah rintangan. Sampel kecil diletakkan di antara dua elektrod di dalam penyejuk beku。" ] [ "Apabila suhu menurun, rintangan melonjak secara mendadak pada saat titisan terakhir cecair membeku, dan titik lengkuk itu ialah suhu eutektik. Murah dan pantas, dan makmal biasa boleh melakukannya.

DSC (kalorimetri pengimbasan pembezaan). Beberapa miligram sampel diimbas melalui julat pembekuan dan puncak eksotermik sepadan dengan peristiwa penghabluran. Lebih tepat, dan ia juga memberikan data peralihan kaca yang diperlukan untuk pengeringan sekunder.

Kami mengesyorkan mengukur sampel daripada kelompok sebenar dan bukan menyalin nilai daripada buku teks. Kandungan lembapan, kandungan gula dan serat semuanya mengubah titik eutektik. " ] [ "Strawberi dari ladang yang berbeza boleh berbeza sebanyak 2–3°C.

Data Produk Sebenar (dari Fail Projek Kami)

Peraturan perangkap sejuk adalah sama pada setiap pengering beku vakum yang kami bina: perangkap sejuk beroperasi 10–15°C di bawah titik eutektik produk. " ] [ "A cold trap pada -40°C sudah memadai untuk strawberi, manakala pisang memerlukan sistem kaskad -65°C. Tiada suhu cold trap sejagat.

Peringkat Sublimasi Sebenar: Lini Shiitake 1 t

Dalam analisis kelompok Julai kami, kami menilai lini pengeringan beku shiitake 1000 kg setiap kelompok (CVD-10000, 100 m² luas rak). Pengiraan fizikal adalah seperti berikut:

\n
• Kandungan lembapan kira-kira 90%, jadi setiap kitaran membuang 855 kg air
\n
• Haba sublimasi: 855 × 2830 = 2,419,700 kJ
\n
• Kadar sublimasi berterusan: 42.75 kg/j (dikira berdasarkan 20 j pengeringan primer)
\n
• Beban cold trap berterusan: 33.6 kW pada -40°C
\n
• Kitaran penuh: 16–24 j
\n

Sistem penyejukan mempunyai kapasiti nominal 95.4 kW (Hanbell RC2-230B × 2), meliputi kedua-dua puncak 34.1 kW peringkat pra-pembekuan dan beban cold trap berterusan 33.6 kW dengan margin yang banyak. Pada bahagian vakum, dua set Leybold vane serta Roots pada 66 kW menurunkan kebuk 31.7 m³ kepada 60 Pa dalam masa kira-kira 26 minit.

Bandingkan dengan lini strawberi 175 m²: 1764 kg air dibuang setiap kitaran, kadar sublimasi berterusan 88.2 kg/j dan beban cold trap 69.3 kW pada -40°C. Skala berubah dan beban cold trap berubah dengannya, tetapi logik lengkungnya adalah sama.

Jangan Langkau Peraturan Besi Penyejukan

Cold trap adalah jantung pengering beku. Wap air yang disublimasikan daripada produk terkondensasi di situ. " ] [ "Pam vakum hanya mengendalikan gas tak boleh mampat. Jika perangkap sejuk bersaiz terlalu kecil atau penyejukan gagal, wap air mengalir terus ke dalam pam, minyak menjadi emulsi, dan mesin tidak dapat beroperasi dalam masa beberapa minit.

Itulah sebabnya sebut harga pengering beku sentiasa merangkumi sistem penyejukan. Ia bukan pilihan; ia adalah komponen yang menjadikan pemejalwapan mungkin secara termodinamik.

Reka Bentuk Lengkung Tiga Peringkat

Lengkung pengeringan beku gred pengeluaran mempunyai tiga peringkat:

\n
1. Pra-pembekuan. Rak turun dari suhu ambien ke bawah titik eutektik pada 1–3°C/j. Ketumpatan pemuatan buah adalah kira-kira 7 kg/m² dan daging 8–10 kg/m². Pembekuan cepat menghasilkan kristal ais kecil dan struktur halus; pembekuan perlahan membuang lebih banyak air setiap kitaran. Ia adalah pertukaran proses.
\n
2. Pengeringan primer. Produk dikekalkan di bawah titik eutektik manakala perangkap sejuk sentiasa membawa keluar wap yang dimejalwapkan. Semua kadar pemejalwapan di atas berlaku dalam peringkat ini. Kawalan titik tetap tekanan mengekalkan kecerunan tekanan separa yang stabil.
\n
3. Pengeringan sekunder. Suhu rak dinaikkan untuk menyahserap air terikat, mengurangkan kandungan lembapan produk siap kepada 3% atau kurang.
\n

Soalan Lazim

S: Bolehkah satu suhu perangkap sejuk sesuai untuk semua produk?
J: Tidak. Perangkap sejuk mesti 10–15°C di bawah titik eutektik produk. " ] ```json [ "Strawberi (-22.6°C) sesuai dengan -40°C, manakala pisang (-55.5°C) memerlukan penyejukan bertingkat -65°C.

S: Adakah DSC wajib untuk mengukur titik eutektik?
J: DSC lebih tepat, tetapi kaedah rintangan lebih cepat dan murah serta mencukupi untuk kebanyakan produk makanan. Yang penting ialah mengukur kelompok sebenar daripada menyalin nilai buku teks.

S: Berapa lama pengeringan primer pada barisan shiitake 1 t?
A: Kira-kira 16–24 j setiap kitaran, mengeluarkan 855 kg air pada kadar pemejalwapan berterusan 42.75 kg/j, dengan perangkap sejuk membawa 33.6 kW secara berterusan pada -40°C.

Pengarang: Pasukan kejuruteraan Yuanxian Machinery | Dongguan Yuanxian Food Machinery Co., Ltd.
Nota teknikal lanjut di www.vacuum-fresh.com. Bacaan berkaitan: reka bentuk penangkap air dan halaman produk siri CVD.