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[閒聊] 真空冷凍的問題，兩者是否互相矛盾呢

看板Mechanical (機械)作者 (在水一方)時間11年前 (2014/09/23 17:25), 編輯推噓11(11推 0噓 48→)
留言59則, 8人參與, 最新討論串1/1
請教一下版上的各位先進 市面上的有不少冷風乾燥機、真空乾燥機 (藉由真空降低水的沸點，更容易蒸發，甚至昇華) 而冷凍的目的是因為被乾燥物在常溫下可能會變質，需低溫保存 請問這兩者是否有可能結合在一起呢 (雖然市面上有所謂的真空冷凍乾燥機，但想必也是他們的商業機密) 因為冷凍是透過空氣作為介質，令乾燥物的熱能傳遞到空氣中達到冷凍效果 但是真空就沒有空氣了，乾燥物的溫度就難以降低，只能靠熱輻射 我想到一個辦法是間歇性的令真空與冷凍輪流作用 抽真空一段時間，導入冷空氣一段時間 但這感覺不是一個好辦法，壓縮機也禁不起開開關關的 不然就是透過導熱良好的金屬作為支撐板 將被乾燥物放在金屬板上 而金屬板連接到冰水中把熱傳導出去 但這樣的缺點就是僅限於薄片狀的乾燥物 假設我的乾燥物是一個蘋果，那跟金屬板的接觸面積很小 導熱效果就十分有限 我知道要在真空狀態下導熱的方法很多 利用熱輻射，可是熱輻射不能反其道而行 你只能用熱輻射迅速烤熟蘋果，卻不能迅速冷凍蘋果 亦或微波也是在真空下加熱的手段，直接令加熱物自體發熱 這方法顯然也只能加溫不能降溫 請問還有其他可行的方式來達到真空冷凍的效果嗎 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 121.206.39.84 ※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Mechanical/M.1411464304.A.EF5.html
推
09/23 20:58, , 1F
好問題
09/23 20:58, 1F
推
09/23 22:10, , 2F
如果先冷凍再抽真空呢？又我想一般應該不會是絕對真空，
09/23 22:10, 2F
推
09/23 22:12, , 3F
應該還是有空氣，抱欠非專業，只是提出想法
09/23 22:12, 3F
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09/23 22:54, , 4F
其實只要抽到極低壓，水份就會很快蒸發.
09/23 22:54, 4F
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09/23 22:56, , 5F
水從液態轉變氣態時，就會帶走熱量(氣化熱)
09/23 22:56, 5F
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09/23 22:58, , 6F
只要不斷抽走水蒸汽(也可補充些乾燥空氣)，就能不斷降溫了
09/23 22:58, 6F
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09/23 23:15, , 7F
印象中是要冷凍後在真空下緩慢加熱?
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09/23 23:16, , 8F
實際上機器是有加熱設備的XD
09/23 23:16, 8F
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09/23 23:19, , 9F
09/23 23:19, 9F
推
09/23 23:31, , 10F
真空包裝之後丟到冷凍櫃就好了。
09/23 23:31, 10F
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09/23 23:31, , 11F
或者是在低溫的環境下抽真空也行。
09/23 23:31, 11F
推
09/24 10:17, , 12F
這樣只要沒太多熱輻射，就可以保持冷凍狀態。
09/24 10:17, 12F
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09/24 10:22, , 13F
市面上的機種似乎都是先冷凍再抽真空，抽真空時輔以熱源
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09/24 10:23, , 14F
？
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09/24 10:24, , 15F
在真空狀態下就能加快水分昇華成氣體
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09/24 10:26, , 16F
但這樣就必須小心控制抽真空後的加熱功率，避免物體過熱
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09/24 10:28, , 17F
所以我才想說有什麼手段在低溫狀態加速水分的昇華
09/24 10:28, 17F
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09/24 10:30, , 18F
gamer說的真空包裝再丟冷凍櫃，當水氣昇華成氣體真空度
09/24 10:30, 18F
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09/24 10:31, , 19F
就降低了，所以抽真空必須持續進行，不能用真空包裝代替
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09/24 10:34, , 20F
低溫環境下抽真空，外部低溫會難以傳導到真空內，如果用
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09/24 10:34, , 21F
輻射熱加速水氣昇華，很快真空內部溫度就會過高
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09/24 10:35, , 22F
如果不用熱源輔助昇華，乾燥的時間又會很長
09/24 10:35, 22F
推
09/24 11:00, , 23F
加热是不得不的行为啦，改变压力比改变温度快的多
09/24 11:00, 23F
推
09/24 23:47, , 24F
降溫水氣為什麼會相變為氣體?
09/24 23:47, 24F
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09/24 23:48, , 25F
低溫環境下熱平衡後，再進行抽真空也不需要進行熱交換。
09/24 23:48, 25F
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09/24 23:48, , 26F
還是說你的東西本身是個熱源?
09/24 23:48, 26F
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09/25 08:00, , 27F
在真空環境下冰會昇華成氣體，這些氣體會令真空度下降
09/25 08:00, 27F
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09/25 08:01, , 28F
另外我的乾燥物非熱源，但會用額外熱源幫助他昇華
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09/25 08:02, , 29F
但我無法控制所有熱能都用於水氣的昇華，物體還是會升溫
09/25 08:02, 29F
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09/26 07:28, , 30F
水汽蒸發就會帶走大量潛熱，幹嘛脫褲子放屁多弄個冷凍？
09/26 07:28, 30F
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09/26 07:28, , 31F
到時反而水汽結冰帶不走
09/26 07:28, 31F
推
09/26 09:21, , 32F
製程不同啦，真空乾燥＋凍乾 一般是對潮濕物做的
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09/26 09:23, , 33F
主要是避免液態水沸騰帶走欲乾燥的物料
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09/26 09:24, , 34F
做出來的外觀也比較漂亮、均勻
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09/26 23:38, , 35F
我還是不懂，你對乾燥物加熱，乾燥物變成存放在相對高溫的
09/26 23:38, 35F
推
09/26 23:39, , 36F
環境下了，那不就失去冷凍的意義了?另外，水從固相或液相轉
09/26 23:39, 36F
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09/26 23:40, , 37F
變成氣相會帶走大量的潛熱，並不會有乾燥物升溫的情況發生
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09/26 23:41, , 38F
既然不會升溫，那也就沒有熱傳的問題需解決才是，至於真空
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09/26 23:41, , 39F
度，抽的時間夠久把氣態水抽光，真空度自然達得到，那只是
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09/26 23:43, , 40F
時間和真空泵功率夠不夠的問題而已吧。舉例來說，空調機的
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09/26 23:44, , 41F
冷媒循環管路內部不允許有水，做法也不過就是持續抽真空到
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09/26 23:45, , 42F
-1atm就能解決了。那上面提到怕水氣帶走乾燥物，不能加濾
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09/26 23:45, , 43F
網解決嗎?
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09/27 02:02, , 44F
不知道抽真空要幹嘛，水的三相圖 http://bit.ly/ZY2jYE
09/27 02:02, 44F
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09/27 02:05, , 45F
壓力抽到 10mbar，這時水的沸點都不到 10c 了
09/27 02:05, 45F
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09/27 02:07, , 46F
維持 10mbar，只要1/7的水蒸發，帶走的熱就夠它整個結冰了
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09/27 02:11, , 47F
三相點 273.16K, 611.73pa，氣壓維持在這上面多一點就好
09/27 02:11, 47F
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09/27 16:19, , 48F
實際上，大規模生產的時候，濾網還真是一個麻煩的玩意…
09/27 16:19, 48F
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09/27 16:20, , 49F
當然後面也能加ko drum之類的機構回收
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09/27 16:21, , 50F
看過沒調整好的凍乾設備 出來的粉末並不能符合預期
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09/27 16:22, , 51F
外觀不均勻，結塊的狀況
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09/27 16:23, , 52F
乾燥的質傳機制還挺多秘訣的
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09/28 16:24, , 53F
問題就在於真空設備的成本與時間啊，所以才要用熱源輔
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助乾燥
09/28 16:24, 54F
推
09/28 22:49, , 55F
我比較疑惑的是，額外加熱不會影響到欲冷凍物嗎?如果不會，
09/28 22:49, 55F
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09/28 22:49, , 56F
幹嘛不直在相對高溫環境下進行就好?
09/28 22:49, 56F
推
09/29 08:37, , 57F
據我對這種設備的了解，只是不讓他出現液態水即可
09/29 08:37, 57F
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09/29 08:38, , 58F
脫水的機制是昇華而非蒸發，液態水蒸發會很難控制物料
09/29 08:38, 58F
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09/29 08:40, , 59F
根據設備商的師傅表示加熱是製程後段才開始加熱的
09/29 08:40, 59F
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