Keseluruhan proses pengeringan beku sebenarnya merupakan proses dimana perpindahan panas dan massa (uap air) dilakukan pada waktu yang bersamaan. Laju perpindahan panas dan massa secara bersama-sama mempengaruhi laju pengeringan, sehingga mempengaruhi seluruh siklus pengeringan beku. Semua faktor yang mempengaruhi perpindahan panas dan massa akan mempengaruhi laju pengeringan. Singkatnya, faktor utama yang mempengaruhi perpindahan panas dan massa adalah:
1. Bentuk dan komposisi bahan
Menurut bentuk bahan beku-kering, mereka biasanya dibagi menjadi padat dan cair. Bentuk padatan dan konsentrasi cairan memiliki pengaruh yang besar terhadap laju pengeringan beku.
2. Tingkat pra-pembekuan
Ukuran kristal yang terbentuk selama pembekuan sangat mempengaruhi laju pengeringan dan laju disolusi produk kering. Ada perbedaan berikut antara pembekuan cepat dan pembekuan lambat: kristal es yang dihasilkan oleh pembekuan cepat lebih kecil dan kristal es yang dihasilkan oleh pembekuan lambat lebih besar. Kristal es besar kondusif untuk sublimasi, sedangkan kristal es kecil tidak kondusif untuk sublimasi. Pembekuan yang cepat menyebabkan tingkat sublimasi yang rendah dan tingkat desorpsi yang cepat; Pembekuan lambat menyebabkan tingkat sublimasi cepat dan tingkat resolusi lambat.
3. Kapasitas pemuatan
Ketika bahan dikeringkan dengan cara dibekukan, ada rasio tertentu antara luas permukaan dan ketebalan bahan setelah dimasukkan ke dalam wadah, yaitu, pengeringan beku terkait dengan kapasitas pemuatan. Luas permukaan dan ketebalan yang kecil kondusif untuk sublimasi kelembaban, pengeringan beku yang mudah, dan kualitas yang ideal. Selama pengeringan, beban berat basah kering pada baki bahan per satuan luas merupakan faktor penting yang menentukan waktu pengeringan. Umumnya, semakin tipis ketebalan tumpukan material, semakin cepat kecepatan perpindahan panas dan massa, dan semakin pendek waktu pengeringan. Namun, jika ketebalan bahan tipis, ada lebih sedikit bahan yang dikeringkan di setiap batch per unit area pengeringan beku, yang tidak menguntungkan untuk meningkatkan output per unit area pengeringan beku dan unit waktu.
4. Tekanan di ruang pengering
Tekanan dalam ruang pengering mempengaruhi laju perpindahan panas dan massa. Dalam hal perpindahan massa, semakin rendah tekanan, semakin baik, sedangkan dalam hal perpindahan panas, semakin tinggi tekanan, semakin baik. Laju perpindahan massa terutama ditentukan oleh suhu dan tekanan antarmuka sublimasi dan permukaan lapisan pengering. Untuk meningkatkan laju keluarnya uap air di lapisan pengering, pertama-tama, naikkan suhu antarmuka sublimasi dan naikkan tekanan uap air di antarmuka; Yang kedua adalah meningkatkan tingkat vakum ruang pengering dan mengurangi tekanan uap pada permukaan lapisan pengering.
5. Modus perpindahan panas
Menurut klasifikasi tradisional, dapat dibagi menjadi konduksi, konveksi, radiasi termal dan pemanasan sedang (pemanasan gelombang mikro). Karena proses pengeringan sublimasi melibatkan perpindahan panas dan massa (uap air), cara perpindahan panas untuk mentransfer panas ke bahan secara lebih efektif berdampak besar pada laju pengeringan.
