真空冷冻干机工作原理冻干机工作原理.docx

真空冷冻干机工作原理冻干机工作原理真空冷冻干机工作原理真空冷冻干燥机是针对目前现有的常规真空干燥及烘箱，进行改造升级换代而设计，紧要由制冷系统和真空系统两部分构成。其工作原理在于：利用真空干燥原理，通过将湿物料冻结到共晶点温度下，使物料中的水分变成固态冰，然后在较高真空环境下，通过给物料加热，将冰直接升华成水蒸气，再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝，从而达到物质脱水干燥的目的。真空冷冻干机的构成通常由干燥仓、冷凝器（捕水器）、加热系统、真空系统、制冷系统和电气掌控系统六大部件构成。1、干燥仓集抽真空与加热干燥功能为一体的的密闭容器，物料的升华干燥过程在干燥仓内完成的，物料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托盘内的，每一层搁板上都有一个可供测量物料温度的探头，用以监测整个冻干过程中的物料温度。2、捕水器（冷井）是凝结升华水气的密闭装置，通常位于干燥仓后部，内部有一个较大面积的金属吸附面，从干燥仓物料中升华出来的水蒸气可凝结吸附在其金属表面上，吸附面的工作温度可达一45。65,冷凝器外形是不锈钢或铁制成的圆筒，内部盘有冷凝管，分别与制冷机组相连，构成制冷循环系统。3、加热系统冻干机加热系统的作用是对干燥仓内物料进行加热，使物料不断的受热升华，从而达到规定的含水率要求。冻干机加热系统的加热方法紧要分为接触式加热与辐射式加热。在接触式加热中，接受的是循环介质加热法，当加热系统工作时，先对循环液进行加热，液温通过液箱掌控调整仪选定的温度自动掌控加热，管道泵开启后，可将循环液送入干燥箱内搁板中，对搁板加热，然后返回液箱进行加热循环。而在辐射式加热中我们通常接受蒸气加热，当循环介质为硅油时，隔板高温度可达（+60+70）oCo4、真空系统真空系统由真空泵及罗茨真空泵构成，罗茨泵为增压泵不能单独使用，必需先启用真空泵，使其工作一段时间，当系统中的真空度达到IKPa以下时，再自动启动罗茨泵。真空泵结构、罗茨泵结构等见说明书。真空系统的真空表可使用电接点真空表，可依据预先选定的真空度值，自动掌控罗茨泵的启动。5、制冷系统冻干机制冷系统由制冷压缩机组，R22或R404a制冷剂构成。通常冻干设备的速冻制冷系统和捕水器制冷系统共用一套制冷系统。当系统工作，接触加热方式中搁板温度可降至一359。当制冷系统工作时，冷凝盘管的表面温度可达一35一65,可依据客户需求接受低温螺杆式或双级活塞式制冷压缩机组，通常双级活塞式压缩机制冷效果更好，制冷温度更低6、电气掌控系统本设备电气掌控系统由PLC,触摸屏、掌控柜、掌控仪表、调整仪表等自动装置和电路构成。它的功能是对冻干机进行手动或自动掌控，掌控设备正常运转。真空冷冻干机的优点1、具有干燥速度快，时间缩短310倍；2、能耗低，只有一般干燥机能耗的20%30%；3、干燥温度范围宽（一55。C+70。C均能干燥），能在低温范围内（一2050）进行快速干燥；4、干燥室中真空无氧，干燥质量可与原生态新鲜物料的质量相毗美；5、它能对有机溶剂进行回收，有利于降低生产成本和环境保护,尤其适合于一般干燥机无法干燥的含有机溶剂的物料。6、立式开门式结构，可实现物料的原位冻干7、掌控系统以PLC为核心，接受触摸屏作为人机操作界面，实时记录冻干进程中多路温度数据，并可以曲线形式浏览，人机界面清楚、直观。8、可预置搁板控温曲线，实现升华过程的自动化。9、主机带有USB接口，可将冻干数据实时上传到计算机并对其实现保存、浏览、打印等功能。10、可以降低物料被氧化变质的可能性，除去物料中的细菌，保证品质；同时，物料原来的外形能得到很好的保留真空冷冻干机的应用范围1、可用于果蔬、肉禽、水产、调味品、便利食品及名优特产等干燥，可达到保持食品原有的色、香、味、形、新鲜度不变的目的，且复水性好，成品便于储存和运输，费用降低，保存期延长。2、在人参、冬虫夏草等营养保健品，接受真空冷冻干燥工艺，更使人们信任该营养品纯真自然。3、应用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等中西药品的脱水与保存；，仍保持其生物理特性。真空冷冻干燥机的进展趋势随着产业的扩大化和对产能和降低能耗的努力探求，升华界面温度高，有利于水蒸气扩散，更适用于热敏性物料的干燥。真空冷冻干燥机的使用规程1、制备样品应尽可能扩大其表面积，其中不得含有酸碱物质和挥发性有机溶剂。样品必需完全冻结成冰，如有残留液体会造成气化喷射。注意冷阱约为零下65度，可以做低温冰箱使用，但必需戴保温手套操作防止冻伤。2、启动真空泵以前，检查出水阀是否拧紧，充气阀是否关闭，有机玻璃罩与橡胶圈的接触面是否清洁无污物，良好密封。3、启动制冷机，预冷30分钟以上。将样品放入样品架，盖上有机玻璃罩，并启动真空泵。待气压数显稳定后，记录温度和气压数值。4、样品在冷冻过程中，温度渐渐降低，可以将样品取出回暖一段时间后（仍处于冰冻状态），连续干燥，以缩短干燥时间。5、纪录真空冷冻干燥机械停机前的温度和气压数值。6、关闭真空泵，按下掌控面板的充气阀。气压数显为大气压时,打开有机玻璃罩，取出样品。7、关闭制冷机，按住总开关键三秒以上，后关闭总电源开关。等冷阱中的冰完全化成水后，打开机箱左侧的出水阀放水，并用干布清洁冷阱内壁，盖上大张滤纸防尘。真空冷冻干燥机的维护1、制冷系统的维护1）每日的例行检查。检查内容紧要有：1、按下掌控面板的充气阀，并立刻关闭真空泵。气压数显为大气压时，打开有机玻璃罩，取出样品。2、关闭制冷机，后关闭总电源开关。等冷阱中的冰完全化成水后，打开机箱左侧的出水阀放水，并用干布清洁冷阱内壁，盖上大张滤纸防尘。真空冷冻干燥机的维护1、制冷系统的维护1）每日的例行检查。检查内容紧要有：全部应开的阀门是否打开。压缩机的压力是否在正常范围内。冷却水的压力和温度是否正常。压缩机回油及油位是否正常。压缩机运行声音是否正常。制冷管路是否产生异常振动。压缩机和膨胀阀结霜情况等。检查中发觉有异常情况，应找出原因，适时处理，除去事故隐患。2）长期不使用设舒时应将制冷剂收入冷凝器内防止制冷剂泄漏,在生产过程中要常常对制冷系统进行检漏，保证发觉漏点适时处理,如制冷剂不足，应适时充注，以免影响设备的正常运行。2、真空系统的维护定期更换真空泵油，以保证真空泵的性能。真空泵起动前应检查油位是否正常，一般应在视油镜1/2左右的位置。对箱体抽真确定要保证后箱干燥，避开将水汽抽人泵体，影响真空泵的抽气效率。真空冷冻干机工作原理冻干机冷冻干燥的工作原理冷冻干燥就是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体,然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸取热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了加添升华速度，缩短干燥时间，必需要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。冻干机按系统分，由致冷系统、真空系统、加热系统和掌控系统四个紧要部分构成。按结构分，由冻干箱或称干燥箱、冷凝器或称水汽凝集器、冷冻机、真空泵和阀门、电气掌控元件等构成。冻干箱是一个能够致冷到一40。C左右，能够加热到+5(C左右的高处与低处温箱，也是一个能抽成真空的密闭容器。它是冻干机的紧要部分，需要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上，对产品进行冷冻，并在真空下加温，使产品内的水分升华而干燥。冷凝器同样是一个真空密闭容器，在它的内部有一个较大表面积的金属吸附面，吸附面的温度能降到一40。C以下，并且能恒定地维持这个低温。冷凝器的功用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。冻干箱、冷凝器、真空管道和阀门，再加上真空泵，便构成冻干机的真空系统。真空系统要求没有漏气现象，真空泵是真空系统建立真空的紧要部件。真空系统对于产品的快速升华干燥是必不可少的。致冷系统由冷冻机与冻干箱、冷凝器内部的管道等构成。冷冻机可以是相互独立的二套，也可以合用一套。冷冻机的功用是对冻干箱和冷凝器进行致冷，以产生和维持它们工作时所需要的低温，它有直接致冷和间接致冷二种方式。加热系统对于不同的冻干机有不同的加热方式。有的是利用直接电加热法；有的则利用中心介质来进行加热，由一台泵使中心介质不断循环。加热系统的作用是对冻干箱内的产品进行加热，以使产品内的水份不断升华，并达到规定的残余水份要求。掌控系统由各种掌控开关，指示调整仪表及一些自动装置等构成，它可以较为简单，也可以很多而杂。一般自动化程度较高的冻干机则掌控系统较为多而杂。掌控系统的功用是对冻干机进行手动或自动掌控，操纵机器正常运转，以冻干出合乎要求的产品来。冷冻干燥的程序是这样的：在冻干之前，把需要冻干的产品分装在合适的容器内，一般是玻瓶或安瓶，装量要均匀，蒸发表面尽量大而厚度尽量薄些；然后放入与冻干箱尺寸相适应的金属盘内。装箱之前，先将冻干箱进行空箱降温，然后将产品放入冻干箱内进行预冻，抽真空之前要依据冷凝器冷冻机的降温速度提前使冷凝器工作，抽真空时冷凝器应达到一40。C左右的温度，待真空度达到确定数值后（通常应达到100uHg以上的真空度），即可对箱内产品进行加热。一般加热分两步进行，第一步加温不使产品的温度超过共熔点的温度；待产品内水份基本干完后进行第二步加温，这时可快速地使产品上升的规定的最高温度。在最高温度保持数小时后，即可结束冻干。整个升华干燥的时间约1224小时左右，与产品在每瓶内的装量，总装量，玻璃容器的形状、规格，产品的种类，冻干曲线及机器的性能等等有关。冻干结束后，要放干燥无菌的空气进入干燥箱，然后尽快地进行加塞封口，以防重新吸取空气中的水份。在冻干过程中，把产品和板层的温度、冷凝器温度和真空度对比时间划成曲线，叫做冻干曲线Q一般以温度为纵坐标，时间为横坐标。冻干不同的产品接受不同的冻干曲线。同一产品使用不同的冻干曲线时，产品的质量也不相同，冻干曲线还与冻干机的性能有关。因此不同的产品，不同的冻干机应用不同的冻干曲线。