冻干原理
1、 汽化与升华
物质从液相变为气相的过程叫做汽化。,对于水来说,如环境温度大于0℃、水汽分压小于水的饱和蒸汽压,则汽化能顺利进行。目前大多数干燥方法都是照此原理进行工作。
物质从固相变为气相的过程叫做升华。如果环境温度小于0℃,水以固态冰的形式存在,环境中水汽分压小于冰表面的水饱和蒸汽压,则升华能顺利进行。如此时环境中水汽分压大于冰表面的水饱和蒸汽压,则水汽凝结成冰或霜,我们称此为凝华,它是升华的相反过程。
2、 冻干现象
人们普遍的概念,清洗衣料后,衣料干燥应在较高的温度、通风干燥的环境下进行,环境温度越高、空气干燥度越高,则衣料干得越快。可在严寒地区,人们发现洗过的衣料,凉在始终冰雪不化的背阳处,冻成硬梆梆的衣料也会干燥。另外人们也发现放在冷库、冰箱冷冻室中未包装的食品,虽然冻得很硬,但表面已经干燥,这些就是冻干现象。
3、 冻干原理及定义
我们知道,当温度为0℃时,水刚好处于冰点,此时水处于液、气、固三态并存,我们把此点叫做水的三相点。温度向上,水以汽、液二相出现;温度向下、水以汽、固二相形态出现。
当水冻结成冰后,从前面的学习中我们知道,只要环境中的水汽分压小于对应温度冰的饱和蒸汽压,则冰直接从固态变为汽态而进行干燥过程,我们把这一过程叫做升华干燥,冰直接从固态变为汽态的现象叫升华。
我们把物料在冻结的情况下进行干燥,在干燥过程中冰不溶化,冰从固态直接汽化而干燥的过程叫冷冻干燥(简称冻干)。