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真空冷冻干燥设备原理和组成部分

时间: 2017-08-11 08:23  来源: 中国干燥设备网   作者: chinagzsb   点击:  

      真空冷冻干燥原理:真空冷冻干燥就是把含有大量水分的物质,预先进行降温冻结成固体,冻结到物质的三相点温度以下。然后利用固态升华原理, 在真空条件下使物质中的水分以水蒸气形式从固体中直接升华出来,而物质本身留在冻结的冰架子中,从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构,保持物料原有的形态,且制品复水性极好。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状,体积基本不变,极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。
真空冷冻干燥流程图
      冻干机构成:冻干设备通常由干燥仓、冷凝器(捕水器)、加热系统、真空系统、制冷系统和电气控制系统六大部件组成。
 
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,按每平方托盘面积8~12公斤的比例装料,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。
 
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-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,组成制冷循环系统。
 
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主要分为接触式加热与辐射式加热,在接触式加热中,我们采用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,液温通过液箱控制调节仪选定的温度自动控制加热, 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采用蒸气加热,当循环介质为硅油时,隔板最高温度可达+120℃。
 
真空系统
      真空系统由多级真空泵或水环泵及罗茨真空泵组成,罗茨泵为增压泵不能单独使用,必须先启用真空泵或水环泵,使其工作一段时间,当系统中的真空度达到1Kpa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,可根据预先选定的真空度值,自动控制罗茨泵的启动。
 
制冷系统
      冻干机制冷系统由制冷压缩机组(包括:高品质进口品牌压缩机、壳管式水冷冷凝器,油分离器、干燥过滤器、膨胀阀、电磁阀等组成),系统采用R22或R404a制冷剂。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-35℃。当制冷系统工作时,冷凝盘管的表面温度可达-35~-65℃,可根据客户需求采用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。
 
电气控制系统
      本设备电气控制系统由PLC、触摸屏、控制柜、控制仪表、调节仪表等自动装置和电路组成。它的功能是对冻干机进行手动或自动控制,控制设备正常运转。
(责任编辑:chinagzsb)
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