冷冻干燥机的组成及工作原理

产品获得 的热量就 多： １ 真空冷冻干燥机组成 泵管路上， 装有 电磁放 气截止阀 ， 当真空泵停止 量的来源。板层温度高， 动关闭真空管路 ，同时将 空气放入 板层温度低， 品获得的热量就少 ； 产 板层 温度过 冷冻干燥机主要 由干燥箱 、 冷凝 器（ 捕水 工作时可 自 产品获得过多的热量使产 品发生熔化 ； 板层 器 ）加热 系统、 、 真空系统、 制冷系统和电气控制 泵内 。 避免真空泵油 因负压作用回放至真空管 高， 产品得不到足够的热量会延 长升华 系统六大部件组成 。 路中 ， 真空泵的连接管路之间装有 波纹软管 ， 防 温度过 低， １ ． 燥箱 １干 止 运转 时 的振 动 。 干燥时间。因此． 板层 的温度应进行合理的控 制， 板层温度的高低应根据产品温度 、 冻干箱的 干燥箱是一种能抽真空和加热的密闭器 ， １ ． ５制冷 系统 物 料的升华 干燥过程是在 干燥室 内完成 的， 物 冻干机制冷系统由制冷压缩 机组 （ 包括 ： 压强（ 即冻干箱的真空度） 、 冷凝器温度三个因素 如果在升华干燥的时候， 产品的温度低 料是放在 干燥室 内搁板上 的不锈钢托盘 内的 ， 水冷冷凝器 ， 油分离器 、 高压管路 、 干燥过滤器、 来确定 。 按每平方托盘面积 ８ １ ２公斤的比例装料 ， 每一 膨胀阀 、 发器 、 蒸 低压管路组成 ）采用氟利 昂机 于该产品的共熔 点温度较多，冻干箱内的压强 ， 冷凝器温度也 层搁板上都有一个可供测量物料温度的探头 ， 组和 ｔ ２制冷剂或氟制冷机组 ， １ ２ 制冷机组组成 小于真空报警设定 的压强较多， ４ ℃较多， 则板层 的加热温度还可以继续 用 以监测整个冻于过程中的物料温度。门采用 使 冻 干 品 速 冻 用 的 制 冷 系 统 和 捕 水 器 制 冷 系 低于 ＿ Ｏ 如果板层温度提高到某一数值之后产 品 橡 胶密封条 ， 应注意关门时要把门上的手柄拧 统 。 当系 统工 作 ， 触 加 热方 式 中搁 板温 度 可 降 提高． 接 紧， 确保箱内密封 。 至 一 ５ 。当制 冷 系 统 工作 时 ， 凝 盘 管 的表 面 的温度已接近共熔点温度， ３℃ 冷 或者 冻干箱 的压强 １ ． ２冷凝器 （ 捕水器） 温度 可达 一 ５一 ５ ℃， ３ －５ 根据 客户需要采用单级 上升到接近真 空报警的数值或者冷凝器温度 回 冷凝器是凝结升华水气的密闭装 置 ， 内部 或双级制冷压缩 机组 ， 制冷效果好 。 升到 一 ０ 则板层温度 不可再继续提高 ， ４ ％， 不然 有—个较大面积的金属吸附面 ， 从干燥箱物料 １ ． ６电气控制 系统 会出现危险的情况 ，实 际上升华时板层温度的 中升华出来 的水蒸 气可凝结吸附在其金属表面 冷冻干 燥机的 电气控 制系统 由电脑显示 高低还与冻干机的性能有关， 性能较好 的冻于 上， 吸附面的工作温度 可达 － ５Ｃ ５ ， ４ ｏ一 ５ 冷凝 记 录仪 、 制台、 制仪表、 控 控 调节仪表等 自动装 机． 板层的加热温度可以升得高一些 ， 一般来说． 器外形 是不锈钢或铁制成的圆筒，内部盘有冷 置和电路组成 。它的功能是对冷冻干燥 机进行 共熔点温度较高的产 品容易干燥， 升华的时间 凝管 ， 分别与制冷机组相连 ，组成制冷循环系 手动或 自 动控制 ， 控制设备正常运转。 控制 台是 短些 ， 产品的分装厚度： 正常的干燥 速率 大约每 红。 冷凝器与干燥 箱连接采用真空蝶阀 ； 采用不 温度、真空度巡检仪 的记录控制仪表及各机组 小时使产 品下降 １ 毫米的厚度 。因此分装厚度 锈钢管 与真空泵组连接组成真空系统 ，筒 内冷 开关的集 中集团 ， 控制 台的仪表板装有温度 ， 真 大， 时间也长。 升华 升华时提供的热量： 升华时若 凝管上部装有化霜喷水 管，它通过真空隔膜阀 空度巡检仪 ， 则 延长升华 干燥箱和真空泵的真空计 ， 温度指 提供的热量不 足． 会减慢升华速率 ． 与水管连接，这是为了保证化霜水等不进入干 示调节仪 ， 液温控制调节仪 ， 时钟等 。按钮板 阶段 的时间。 计 当然热量也不能过多地提供 。 冻干 燥箱和真空管道。在冷凝器外部采用泡沫塑料 上装有各机组 的开关等 。冻干机还设有连锁保 机本身的性能， 这包括冻干机的真空 性能， 冷凝 板保温绝热 ， 最外层包 以不锈钢板 。 护装置 ， 如①前箱制冷时加热管不能工作。 ②真 器 的温度和效能， 至机器构造的几何形状等， 甚 １３ 热 系 统 ．加 好 空表不到设定值 ， 罗茨泵不能启动。 ③冷却水未 性能 良 的冻干机使升华阶段的时间较短些。 冷冻干燥机 加热系统 的作 用是对干燥箱 提供 ， 制冷机组不启动。④真空泵 、 电磁阀带放 ４解析干燥过程 内物料进行加热，以便使物料不断地得 到升华 气截止阀与真空泵电源表连在一起 ， 同时工作。 在 解吸干燥 阶段 由于产 品内逸 出水 份 的 热， 使物品 以达到规定的含水率要求 ， 冻干机加 ⑤搁板加热恒温 ， 由温度指示调节仪控制 。 减少， 冷凝器温度的下降又引起 系统内水蒸汽 热系统有不同的加热方法， 在接触式 加热 中， 我 ２工作原理 压力 的下 降， 这样往往使冻干箱 的总压力下降 们采用的是循环介质加热法 。循环加热系统 由 ２１真空冷冻干燥是先将物料冻结到共晶 到低于 Ｏ 毫 巴， ． ． １ 这就使冻干箱内对 流的热传递 即使板层的温度 已加热到产品 管道泵 、 循环介质箱 、 加热器 、 进出管路 、 液温控 点温度 以下 ， 物料 中的水分变成 固态的冰 ， 使 然 几乎消失。因此。 制器等组成。循环液可由水 ４份、 乙醇 ２份 ， 乙 后在适当的真空度下 ， 使冰直接升华为水蒸 汽。 的最 高允许温度。 由于传热不 良， 品温度上 但 产 二 醇 ４份 配 置成 循 环 不冻 液 ，其 凝 固点为 再用真空系统 中的水汽凝结器 （ 为了改进 冻干箱传热， 使产品温度较 捕水器） 将水蒸 升很缓慢 ， １０ 在使用 时液温最 高不 超过 ６ ￣ 现大 汽冷凝 ， ２ ℃， ０ Ｃ， 从而获得干燥制品的技术。 冷冻干燥过 快地达到最高允 许温度，以缩短解吸干燥阶段 部分冻干设备已经采用硅油作为循环液。当加 程分为预冻 、 时间． 要对冻干箱 内的压强进行控制， 控制 的压 升华干燥 、 解析干燥 ３ 个过程。 热系统工作时 ， 先对循环液进行加热 ， 温通过 液 ２２预冻过程 ． 强范围在 Ｏ１～ ． 毫巴之间 ，一般使用校正漏 ． ０ ５ ３ 液箱控制调节仪选定的温度 自 动控制加热， 管 产品的预 冻方 法有冻 干箱内预冻 法和箱 孔法对冻干箱内的压强进行控制 。在冻干机的 道泵开启后， 可将循环液送人干燥箱 内搁板中 ， 外 预 冻法 。 真空系统上（ 大都在冻干箱上） ， 安装一个人为 的 对搁板加热， 然后返回液箱进行加热循环。 而在 箱 内预冻法是直 接把产 品放 置在冻 干机 能校正 的漏孔， 由真空仪表进行控制 ； 当冻干箱 辐 射或加热 中我们采用蒸 气加热 最高温度 为 冻干箱 内的多层搁板上， 漏 由冻干机 的冷冻机来 压强下降到低于真 空仪 表的下限设定 值时， １０ ， ２ ℃ 由蒸气电磁阀 自 动控制温度 。 进行冷冻． 箱外预冻有二种方法 。有些小 型冻 孔 电磁阀打开， 向冻 干箱放人干燥灭菌的惰性 １ ． 空 系 统 ４真 于是冻干箱 内的压强上升， 强上升到 当压 干机没有进行预冻产品的装置 只能利用低温 气体， 真空系统有旋 片真空泵或水 环泵和罗茨 冰箱或酒精加干冰来进行预冻 。另一种是专用 真空仪表 的上限设定值时漏孔 电磁阀关闭， 停 真空泵组成 ， 罗茨泵为增压泵不能单独使用 ， 必 的旋冻器 ， 可把大瓶的产品边旋转边冷冻成 止进气， 它 冻干箱 内压强又下降， 如此使冻干箱 内 须首先启动旋片泵或水环泵 ，使其工作一段时 壳状结构 ， 然后再进入冻干箱内。 还有一种特殊 的压强 控制在设定范 围内。 冻干机的性能． 在解 问， 当系统中的真空度达 到 Ｉ ｐ 以下时， 自 的离心式预冻法， Ｋａ 再 离 式冻干机就采用此法． 利 吸阶段后期能达到的真空度 高。 冷凝器的温度 动启动罗茨泵 。 旋片泵结构 、 罗茨泵结构等见说 用在真空下液体迅速蒸发。 吸收本 身的热量 而 低的冻干札 其解吸干燥 的时间可短些 。 明书。该真空系统的真空表可使用电接点真空 冻结． 旋转的离心力防止产 品中的气体溢出， 使 表， 可根据预先选定的真空度值， 自动控制罗茨 产 品能“ 平静地 ” 冻结成一定 的形状。 泵的启动。 干燥箱与冷凝器之间真空管道中 ， 装 ３升华干燥过程 有真空蝶 阀， 可根据使用要求随时开、 。真空 关 在 升华 干 燥 阶 段 ， 干 箱 的 板 层 是产 品热 冻
一
责 任编 辑 ： 明 荣 王
科 Biblioteka 科技论 坛 ｌ Ｉ ｌ 冷冻干燥机 的组成 及工作 原理
钟 元 春
（ 垦 总局 齐齐哈 尔分局 ， 农 黑龙 江 齐 齐哈 尔 １ １ｏ ） ６ ｏ ０
摘 要： 简述 了真 空冷 冻干 燥设 备 的 工 作 原理 及 其 组 成 。
关 键 词 ： 成 ； 原 理 ； 冻干 燥 机 组 工作 冷