إن عملية التجفيف بالتجميد هي في الواقع عملية يتم فيها نقل الحرارة والكتلة (بخار الماء) في نفس الوقت. يؤثر معدل نقل الحرارة والكتلة معًا على معدل التجفيف ، وبالتالي يؤثر على دورة التجفيف بالتجميد بأكملها. ستؤثر جميع العوامل التي تؤثر على انتقال الحرارة والكتلة على معدل التجفيف. باختصار ، العوامل الرئيسية التي تؤثر على انتقال الحرارة والكتلة هي:
1. شكل وتكوين المواد
وفقًا لشكل المواد المجففة بالتجميد ، يتم تقسيمها عادةً إلى صلبة وسائلة. شكل المادة الصلبة وتركيز السائل لهما تأثير كبير على معدل التجفيف بالتجميد.
2. معدل ما قبل التجميد
يؤثر حجم البلورة المتكون أثناء التجميد بشكل كبير على معدل التجفيف ومعدل انحلال المنتجات المجففة. هناك الاختلافات التالية بين التجميد السريع والتجميد البطيء: بلورات الجليد الناتجة عن التجميد السريع أصغر وتلك الناتجة عن التجميد البطيء أكبر. تساعد بلورات الجليد الكبيرة على التسامي ، بينما لا تساعد بلورات الجليد الصغيرة على التسامي. يؤدي التجميد السريع إلى معدل تسامي منخفض ومعدل امتصاص سريع ؛ يؤدي التجميد البطيء إلى معدل تسامي سريع ومعدل دقة بطيء.
3. قدرة التحميل
عندما يتم تجفيف المواد بالتجميد ، توجد نسبة معينة بين مساحة السطح وسمك المادة بعد التحميل الفرعي في الحاويات ، أي أن التجفيف بالتجميد مرتبط بقدرة التحميل. مساحة السطح الصغيرة والسمك يساعدان على تسام الرطوبة ، والتجميد السهل والتجفيف والجودة المثالية. أثناء التجفيف ، يعد تحميل الوزن الرطب الجاف على صينية المواد لكل وحدة مساحة عاملاً مهمًا في تحديد وقت التجفيف. بشكل عام ، كلما كانت سماكة تكديس المواد أرق ، زادت سرعة نقل الحرارة والكتلة ، وأقصر وقت التجفيف. ومع ذلك ، إذا كانت سماكة المادة رقيقة ، فهناك القليل من المواد المجففة في كل دفعة لكل وحدة منطقة تجميد-تجفيف ، وهو أمر غير مواتٍ لتحسين الإنتاج لكل وحدة مساحة التجفيف بالتجميد ووقت الوحدة.
4. الضغط في غرفة التجفيف
يؤثر الضغط في حجرة التجفيف على معدل انتقال الحرارة والكتلة. فيما يتعلق بنقل الكتلة ، كلما انخفض الضغط ، كان ذلك أفضل ، بينما من حيث نقل الحرارة ، كلما زاد الضغط ، كان ذلك أفضل. يتم تحديد معدل نقل الكتلة بشكل أساسي من خلال درجة حرارة وضغط واجهة التسامي وسطح طبقة التجفيف. لتحسين معدل تسرب بخار الماء في طبقة التجفيف ، أولاً ، قم بزيادة درجة حرارة واجهة التسامي وزيادة ضغط بخار الماء عند الواجهة ؛ والثاني هو تحسين درجة الفراغ في حجرة التجفيف وتقليل ضغط البخار على سطح طبقة التجفيف.
5. وضع نقل الحرارة
وفقًا للتصنيف التقليدي ، يمكن تقسيمها إلى التوصيل والحمل الحراري والإشعاع الحراري والتدفئة المتوسطة (تسخين الميكروويف). نظرًا لأن عملية تجفيف التسامي تتضمن نقل الحرارة والكتلة (بخار الماء) ، فإن طريقة نقل الحرارة لنقل الحرارة إلى المواد بشكل أكثر فعالية لها تأثير كبير على معدل التجفيف.
