冷冻干燥机的组成及工作原理
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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
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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