冷冻干燥机物料共晶点和共熔点对于冻干过程湾智慧港正式启航!

2021-11-26 18:00:24 文章来源:网络

一般来说,冻干物料的溶液是主要功能组分(如细菌等药用成分)、多种添加组分(抗冻剂、抗氧化剂、填充剂等)和蒸馏水混合而成的胶体悬浮液。它与一般能互溶的溶液不完全相同,具有一系列的低共熔点温度。

对于冻干加工来说,需要确定一个较高的操作温度,当在该温度以上时,产品中存在已熔化的液体;而在该温度以下时,产品将全部冻结,这个温度即为冻干产品的共熔点温度。一些产品的共熔点温度列于(表1中)。与此相仿,制品溶液在降温冻结过程中,亦有一系列的共晶温度,其中温度最低的共晶点温度称为该溶液的共晶点温度。一些物质的共晶点温度列于(表2)中。

1、升华干燥升华干燥是将冻结后的产品置于密闭的真空容器中加热,其冰晶就会升华成水蒸气逸出而使产品脱水干燥。干燥是从外表面开始,逐步向内推移的,冰晶升华后残留下的。

空隙变成尔后升华水蒸气的逸出通道。已干燥层和冻结部分的分界面(实际上是一薄层)称为升华界面。在生物制品干燥中,升华界面约为1mm/h的速率向内推进。当全部冰晶除去时,升华干燥就完成了,此时可除去全部水分的90%左右。

2、解吸干燥解吸干燥也称第二阶段干燥。在第一阶段干燥后,在干燥物质的毛细管壁和极性基因上还吸附有一部分水分,这些水分是未被冻结的。当它们达到一定含量时,就为微生物的生长繁殖和某些化学反应提供了条件。实验证明,即使是单分子层吸附的低含水量,也可能成为某些化合物的溶液,产生与水溶液相同的移动性和反应性。因此为了改善产品的储存稳定性,延长其保存期,需要除去这些水分中的大部分,只留下单分子层的水分。这就是解吸干燥的目的。

第一阶段干燥是将水以冰晶形式除去的,因此冻干层的温度和升华界面的压力都必须控制在产品共熔点(或崩解温度)以下,才不致使冰晶溶化。但对于吸附水,其吸附能量高,如果不给它们提供足够的能量,它们就不可能从吸附中解吸出来。因此,这一阶段产品的温度应足够地高,只要不超过允许的最高温度,不烧毁产品和不造成产品过热而变性就可。同时,为了使解吸出来的水蒸气有足够的推动力逸出产品,必须使产品内外形成较大的蒸汽压差,因此此阶段中箱内必须高真空。第二阶段干燥后,产品内残余水分的含量视产品种类和要求而定。一般在0.5%~4%之间。

11月14日,深圳蛇口妈湾港正式开港。在这里,装卸集装箱的一个个巨型岸桥上,再也看不到人工操作员的影子,一辆辆穿梭在港区的智能拖车里,从前的驾驶员被解放到副驾驶座上,成为安全员的他的双手再也不用放在方向盘上。

原来,这一切都是远程智慧操控。码头智能操作中心的远控岸桥司机操作吊臂,从船上抓取集装箱,精准地落在自动驾驶集卡车上,而自动驾驶的智能拖车根据系统规划线路行驶到堆场,由自动化轨道吊完成堆场收箱作业。

妈湾智慧港是我国首个由传统码头升级改造成的自动化码头,其前身妈湾港作为传统散杂货码头,为深圳繁荣发展做出了积极贡献。此次智慧化改造升级由深圳海关携手招商港口合力打造,依托人工智能、5G应用、北斗系统、区块链等科技元素,将原海星码头4个泊位升级改造为全新的自动化集装箱港区,与现MCT港区一体化运营,形成年吞吐量约250万标箱的现代化智慧港口。

现场直击:

工业时代的巨型机械与新时代的智慧操作完美结合

记者在码头现场看到,国际班轮停靠在码头,巨大的红色岸桥上,个个模块正在紧张工作着,为轮船卸下集装箱。岸桥下面,一辆辆智慧拖车,排着队把集装箱拉到旁边的堆放区。整个画面是那么有条不紊,显示工业时代巨型机械的现代美感。然而,整个现场都是静悄悄的,巨型岸桥上几乎看不到一个操作员的人影,智慧拖车里司机甚至连双手都没有放在方向盘上。

这就是5G时代的智慧港口。每个岸桥上有22个高清摄像头样式,可以在远处控制这个集装箱的拆卸。旁边的自动化堆场设备可以完成集装箱的自动装卸,完全不需要人。每台智慧拖车的副驾驶座都配备一名安全员,以应对紧急状况进行人工干预,保障行驶作业安全。

记者现场看到了各种款式的智慧拖车,有三一重工的、中国重汽的,其中最奇特的一款是中科云杉的,它甚至连驾驶舱都取消掉了。据介绍,今后还可以实现无人驾驶的智慧拖车和有人驾驶的拖车在一个港区里共同运作的场景。

港口:智慧港集成了5G、北斗导航、区块链等各种新技术

记者了解到,码头现场展现了丰富的科技应用场景。通过5G应用,实现高速率、高带宽、低延迟,保障港口设备的高效安全运行;通过北斗系统,实现了港口设备设施高精准定位;通过打造智慧口岸,集成先进技术,实现无纸、无人、无感的智慧口岸服务;通过区块链,让港口服务更高效、更便捷、更低成本;通过绿色低碳系统,全方位环境保护实现港口绿色发展;通过招商ePort,集成线上线下,构建物流生态圈,为客户提供全流程的智慧服务;通过集成自动化技术,实现港口全场景生产自动化。

据了解,妈湾智慧港升级从一开始就得到了深圳政府的大力支持。5G智慧港口创新实验室不仅是技术研发场所,同时也是一个“5G+”多场景应用的联合创新场所,将5G、自动驾驶、AI、工程机械远程控制等多种技术融为一体,铺就了一条现代化、信息化、智慧化港口的发展之路。

招商港口是招商局集团下属企业,深圳和香港两地上市公司,为世界领先的港口开发、投资和运营商。妈湾智慧港作为招商港口智慧港口建设的头号工程。招商港口相关负责人表示,妈湾智慧港项目有望成为国内外传统码头智能化升级的典范。

海关:智慧港实现通关效率提升和成本下降

记者从深圳海关了解到,智慧化港口对海关的监管提出了“快速验放、顺势监管”的现实需求。深圳海关积极推进登临作业方式革新,对国际航行船舶开展远程5G智能检疫,还通过码头作业模式、海关通关模式和查验模式的协同创新,实现了货物在码头闸口智能分流,打造常态化进口“船边直提”、出口“抵港直装”运营模式,使得通关效率和堆场周转效率大幅提升,企业通关成本和码头作业成本大幅下降。

信息化是妈湾港迈入智慧化的先决因素,在妈湾智慧港运营模式中,海关向进出口企业、港口等单位实时推送查验、通关信息,让信息“多跑路”、企业“少跑路”、单证“不跑路”,大幅减少企业人力和时间成本,企业获得感满满。

深圳海关相关负责人表示,“智慧港投入使用后,码头货物装卸、查验通知、物流运输、舱单放行、吊还柜、费用结算、集装箱动态等重要节点信息,均可在网上查询、办理,流程更加透明,效率大幅提升。同时,智慧港嵌入了粤港澳大湾区港口物流贸易便利化区块链平台数据信息,跨境贸易链上的各参与方可轻松实现信息互联、数据共享,真正实现了物流全流程可视化。”

为实现对进出口货物顺势监管、无感监管,深圳海关组合利用5G、区块链等新一代信息技术,将蛇口海关合成管控中心升级成为运行智能化、管控高效化、服务远程化的海关业务智能管控平台。一方面,利用大数据技术提高通关效率,另一方面,利用5G、北斗定位、人工智能等技术,实现对周界、人员、车辆、集装箱等高清视频实时回传及分析,对异常场景3D还原,快速定位风险点,提高发现风险和应对处置的能力。

文、图/广州日报·新花城记者:王纳 通讯员:王亚芬

广州日报·新花城编辑:杨洪权

来源:广州日报

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