浅析冻干机的数据采集与控制对策
实验室用冻干机温度控制系统研究的开题报告
实验室用冻干机温度控制系统研究的开题报告
一、研究背景
冻干机被广泛应用于各种实验室和工业制造中，特别是在生物化学、医药学、食品加工、化学工业等领域中。
冻干机是一种将液体直接蒸发
为固体的干燥方法，将溶液或悬浮液等物质在低温下减压干燥，制成可
储存、易于运输和长期保存的粉末或颗粒状物质。
然而，冻干机的温度
控制是冻干技术中一个极其关键的因素。
温度过低可能导致样品结晶，
而温度过高则可能导致样品变质或失去活性。
因此，冻干机温度控制系
统的研究对于保障样品品质具有重要意义。
二、研究目的
本文旨在设计一种高效且稳定的冻干机温度控制系统，以提高冻干
机的工作效率并保证产品质量。
三、研究内容及方法
1.温度控制系统设计
本研究将利用PID控制算法，结合温度传感器和控制器进行温度控制。
同时，考虑加入定时开关控制和声光报警功能以保障设备的稳定性
和安全性。
2.实验数据采集和分析
在进行实验室制造过程中，将采集设备温度数据和干燥效果数据，
并进行数据分析和处理。
通过对数据的分析，以判断温度控制系统的稳
定性和效果。
3.实验室制造与结果验证
通过具体的实验过程，对所设计的温度控制系统进行验证。
实验结
果将通过样品的干燥效果和质量等指标进行评估。
四、研究意义
本文旨在研究实验室用冻干机温度控制系统，提供一种高效稳定的温度控制解决方案，并通过实验数据验证其控制效果。
该研究具有重要的理论和实际意义，将为实验室冻干技术的发展提供参考和指导，同时对于保障实验室工作的稳定性和安全性具有重要作用。
冻干机制冷系统常见问题分析与解决
流量符合要求；清洗水冷凝器
04 高压排气阀开足或更换新阀
06
电机热保护停机
原因分析
排除方法
01 调整膨胀阀，加大系统的循环量，
使电机充分冷却
系统回气量不足， 电机没有得到充分的冷却
02 检查供液管路是否发生堵塞
（供液截止阀，干燥过滤器， 电磁阀、膨胀阀前的滤网） 如发生堵塞要进行解决
03 检查回气管路和压缩机的吸气
（如过滤器堵塞，阀门未开启， 电磁阀失灵，膨胀阀堵塞等） （此时温度降不下去，且吸气压力低， 吸气阀处不结霜）
03 疏通制冷系统 更换零部件
04 充注制冷剂 05 更换纸垫或阀片
05 压缩机阀板上部或汽缸下部
的纸垫被击穿或破裂， 或压缩机吸、排气阀片破碎
01
电动机无法启动
原因分析
排除方法
电源不通，电压过低
需按说明书要求，使电源接通， 电压正常使有关触头复位即可
02
电动机运转异常
原因分析
排除方法
由于制冷机负荷过大， 超过电动机额定功率， 致使压缩机不运转或运转显著减慢， 电动机发出嗡嗡声， 此时应立即关掉电源进行检查
检查三相是否有电， 供电电压是否正常
过滤器有无堵塞，有堵塞进行修复
04 检查是否缺少制冷剂，
如缺少制冷剂需补充制冷剂
07
冷凝器性能变差
原因分析
排除方法
01 冷凝器化霜不彻底， 使传热性能变差 02 产品装量超过设定值 03 制品升华加热量过大， 升华过快
01 化霜彻底，把水排放干净
02 不要超过最大捕水量 03 放慢加温速度
08
制冷量不足或无制冷量
02 油脏造成油泵过滤器堵塞 03 油压差继电器失灵
冻干常见问题解决方案(博医康冷冻干燥机技术大讲堂五)
冻干常见问题解决方案（博医康冷冻干燥机技术大讲堂五）冻干分层这是博医康长时间不断收集的一些关于灌装冻干的资料，以上资料均来自互联网，知识没有专家，因为知识总在不断的更新和改进，知识不是经验，因为知识也在日新月异的发展，所以知识要及时学习和更新，经验也会再次经受考验。
知识不会推卸责任，经验往往掩盖了我们的眼睛。
以上资料有供大家参考，并在不断学习中和大家一起探讨。
并希望在不影像本职工作的同时能够掀起一股冻干知识学习浪潮，冻干不难，只要肯学肯动脑筋，相信知识型人才比经验来的更及时更可靠，希望能和大家在不断学习和讨论中提高我们冻干品的品质。
当然这里收集的只是只言片语，每一条究其原因都可以写成文章，这里不详述，点睛为主。
冻干曲线对产品澄清度的影响现象：冻干后澄清度不是很好可能原因分析及解决方案：可以做一次试验来看看是不是一次干燥对产品的影响就是在一次干燥结束后开箱取产品看一次澄清度，然后和二次干燥后的澄清度比较，当然还要把原液留2支这三个做做比较，一般二次干燥对有些的澄清度有影响，遇到过我做的一个品种就是由曲线决定的.降温速度不变,如果时间短了的话,就会导致澄名度不合格.你的问题我是今天也是遇到的经过分析预冻的速率对此有直接的影响通常意义上冰晶越细溶解性是越好的澄清度就要好些所以在今天的样品上我就采取了速冻看效果怎么样有结果出来再讨论大家有什么好的建议也可以分享一下如果产品没有完全冻干或者产品冻干后的真空和板温设置不好。
前面一个原因是有没有冻干的产品造成物料中的水分进行蒸发，后一个原因是冻干完成后造成的物料严重脱水变坏（比如：焦糊）一般有预冻快慢方面的影响，还有就是你第二次升华时加热的温度问题．我认为主要是二次干燥的温度和时间的原因，品温不宜太高，时间不宜过长，理论我也说不清，只能假设是在较高温度下较长时间固形物内部分子间力发生变化，形成较紧密的分子间结构，导致在水中溶解性能下降，从而影响澄清度（澄清度不好应该是固形物溶解不彻底造成的），打个牵强的比喻——陶土能在水中化掉，而在高温下则能烧结成坚固的陶瓷，可见温度对产品的影响还是很大的，假说而已.........料配后到进箱开机的时间长有关。
冻干曲线关键数据解析
冻干技术-冻干曲线关键数据解析制定冻干曲线和冻干时序主要确定下列数据:预冻速率预冻速率的快慢，对产品冻结中晶粒的大小、活菌的存活率和升华的速率均有直接的影响。
一般来说，慢冻晶粒大，产品外观粗糙、不容易损伤活菌，但升华速率快，而速冻则与此相反。
通常冻干机是不能调节冻结速率的。
如需冻结得快一些，则先将干燥室（箱）预冷至较低温度，再将制品入箱冻结。
若使干燥箱与制品一起降温，其冻结速率较慢。
预冻温度根据预冻方法不同而略有差异。
一般来说，搁板温度应低于制品共熔点5～10o C。
预冻时间预冻所需的时间要根据不同的具体条件而定，总的原则是应使产品的各部分完全冻牢。
一般来说，制品装量多，分装的容器底不平，托盘与搁板接触传热不良，冻干机制冷能力小，产品的过冷度小，搁板间的温差大等均应延长预冻时间。
反之预冻时间可以缩短。
通常搁板式冻干机，干燥箱的搁板从室温30o C降到-40o C约需2～4个小时，在制品样品温度降到预定的最低温度后，还需在此温度下保持1～2小时，才能升华。
水汽凝结器的降温时间与温度在产品预冻结束前30-50分钟（视其制冷能力决定时间长短）就应使水汽凝结器降温。
温度降到-40o C左右，起动真空泵抽真空，当产品表面压力降至10-20Pa 以下，起动加热循环泵，给产品供热升华。
抽真空时间预冻结束就是开始抽真空，要求在0.5h左右的时间真空度能达到10Pa；预冻结束就是停止冻干箱冷冻机的运转，通常在抽真空的同时或真空抽到规定要求时停止冷冻机的运转。
预冻结束的时间预冻结束就是停止冻干箱板层的降温，通常在抽真空的同时或真空抽到规定要求时停止板层的降温。
开始加热时间一般认为开始加热的时间始于抽真空（实际上抽真空开始，升华即已开始）。
开始加热是在真空度达到10Pa之后，有些冻干机利用真空继电器自动接通加热，即真空度达到10Pa时，加热便自动开始；有些冻干机是在抽真空之后半小时开始加热，这时真空度已达到10Pa甚至更高。
冻干机技术参数范文
冻干机技术参数范文冻干机是一种将物质通过冷冻、真空和脱水技术，将其转化为粉末或干燥块的机械设备。
在医药、食品、化工等领域都有广泛的应用，是实现物质长时间保存和重要性能保持的重要工具之一、下面将为你详细介绍冻干机的技术参数。
一、冷冻系统参数1.制冷剂：冷冻机通常采用制冷剂作为冷却介质来达到冷冻的目的，常用的制冷剂有氟里昂、氨等。
2.制冷剂流量：冻干机中冷冻剂的流量直接影响到制冷效果和工艺参数，需要根据被冻干物质的特性和需要的冷冻效果进行调节。
3.制冷系统功率：制冷系统功率指冷冻机的制冷能力，通常以千瓦或万卡/小时为单位。
二、真空系统参数1.抽真空效率：冻干过程中，真空度的高低决定了冻干速度和最终产品的质量。
抽真空效率越高，则可以更快地除去产品中的水分。
2. 真空度：真空度是衡量真空系统好坏的一项重要指标，它通常以毫巴（mb）为单位来表示。
常见的下限真空度为5-10 mb，最高真空度可达10-2 mb以下。
三、脱水系统参数1.脱水速度：脱水速度是指冻干机在脱水过程中去除水分的速度。
速度越快，则产品脱水的时间越短。
2.脱水温度：脱水温度是指在脱水过程中，被冻干物质所处的温度。
通常，脱水温度应低于其冻结点温度。
四、控制系统参数1.温度控制范围：冻干机的控制系统可以设置的温度范围。
不同的物质对温度的要求不同，因此，冻干机的温度控制范围应能够满足各种物质的需求。
2.时间控制范围：控制系统还应具备时间控制功能，可以设置不同的加热、冷却和脱水时间。
五、结构参数1.冻干区域尺寸：冻干区域是指冻干机能够容纳被冻干物质的空间，其尺寸通常以立方米为单位。
2.工作台尺寸：工作台是用于放置被冻干物质的平台，其尺寸应能满足被冻干物质的比例和形状要求。
六、其它参数1.干燥速度：冻干机的干燥速度是指在一定时间内将液态物质冻结，并将其转化为固态后的速度。
干燥速度的快慢与冷冻、真空和脱水的效率有关。
2.生产能力：生产能力是指冻干机每个运行周期内能够处理的物质数量或重量。
冻干机的使用范文
冻干机的使用范文冻干机是一种常用的食品加工设备，通过将食物物质在低温下冷冻，然后在减压条件下蒸发掉其中的水分，从而实现食物的干燥保存。
本文将介绍冻干机的使用技术，包括设备的操作方法、注意事项以及常见问题的解答。
一、冻干机的操作方法1.准备工作：将冻干机放置在稳固的地面上，确保设备不会晃动。
连接电源并打开主机的电源开关。
2.清洗设备：使用清水和中性洗涤剂清洗设备内外表面，特别是热交换器和冰盘等部位。
彻底清洗并擦干。
3.检查设备：检查设备的所有部位是否完好无损，无松动或损坏的零部件。
确保设备处于正常工作状态。
4.加载食物：将需要干燥的食物均匀地摆放在冻干机的托盘上，并确保食物之间有足够的间隙，以保证热空气可以均匀地流通。
5.设置参数：根据所干燥的食物的种类和数量，设置好温度、湿度和干燥时间等参数。
根据设备的使用说明书进行操作。
6.启动设备：按下启动按钮，冻干机就会开始工作。
设备将根据事先设置的参数自动控制温度和湿度，进行干燥过程。
7.监控干燥过程：在设备工作过程中，及时观察干燥情况。
如发现食物烤焦、变色或出现异常情况，应立即关机检查原因。
8.完成工作：等到设定的干燥时间结束，关闭设备，取出已干燥的食物，并进行包装。
二、冻干机的注意事项1.安全使用：操作设备时，应注意安全，避免触及运转中的部件。
使用设备前，应熟悉设备的使用手册，确保准确操作。
2.温度控制：不同的食物有不同的干燥温度要求，应根据实际情况设置合适的温度。
过高的温度可能导致食物烤焦或变质。
3.湿度控制：湿度控制是冻干过程中最关键的参数之一、不同的食物对湿度的要求也不同，应根据食物的特性进行调整。
4.食物选择：不适合干燥的食物不应放入冻干机中。
比如富含脂肪的食物会在干燥过程中产生变质物质，影响食物的品质。
5.清洗设备：每次使用后都应彻底清洗设备，以防止食物残留物或细菌滋生。
6.维护保养：定期检查设备的各项零部件是否正常，保持设备的良好工作状态。
冻干工艺之11大关键控制参数
制品的冷冻干燥产品，需要有一定的物理形态；均匀的颜色、合格的残余水份含量、良好的溶解性、高的存活率或效价、长的保存期。
因此，不仅要对制苗过程和冻干后的密封保存进行控制。
更重要的是对冷冻干燥过程的每一阶段的各参数进行全面的控制，才能得到优质的产品。
冻干曲线和时序就是进行冷冻干燥过程控制的基本依据。
冻干曲线和时序是操作冻干机的依据。
例如，利用凸轮法和滚筒法进行冻干机的自动控制时，凸轮和滚筒的刻划依据就是冻干曲线和时序，在用微处理机对冻干机进行控制时，操作程序的编制依据也是冻干曲线和时序，按照微机的一定要求把冻干曲线和时序用操作键盘输入微机的贮存器内。
冻干曲线是冻干箱板层温度与时间之间的关系曲线。
一般以温度为纵坐标，时间为横坐标。
它反映了在冻干过程中，不同时间板层温度的变化情况。
冻干时序是在冻干过程中不同时间，各种设备的启闭运行情况。
制定冻干曲线以板层为依据是因为产品温度是受板层温度支配的。
控制了板层温度也就控制了产品温度。
产品的品种：产品不同则共熔点亦不同，共熔点低的产品要求预冻的温度低；加热时板层的温度亦相应要低些。
有些产品受冷冻的影响较大，有些产品则影响较小；一般细菌性的产品受冷冻的影响较大，病毒性的产品受冷冻的影响较小。
要根据试验找出一个产品的最优冷冻速率，以获得高质量的产品和较短的冷冻干燥时间。
另外产品不同，对残余水份的要求也不同。
为了长期保存产品，有些产品要求残余水份含量低些。
有些则要求高些。
残余水份含量要求低的产品，冻干时间需长些。
残余水份含量要求高的产品，冻干时间可缩短。
装量的多少也影响着冻干曲线的制定。
一个是总装量的多少，一个是每一容器内产品装量的多少。
装量多的冻干时间也长。
容器的品种也是需要考虑的因素，底部平整和较清洁的瓶子传热较好。
底部不平或玻璃厚的瓶子传热较差，后者显然冻干时间较长。
冻干机性能的优劣直接关系到冻干曲线的制定，冻干机有各种不同的型号，因此它们的性能也各不相同。
有些机器的性能好，例如板层之间，每板层的各部分之间温差小；冷凝器的温度低，冰负荷能力大；冻干箱与冷凝器之间的水蒸汽流动阻力小；真空泵抽速快，真空度好而稳定。
浅析冷冻式干燥机高故障率的产生原因和防范措施
浅析冷冻式干燥机高故障率的产生原因和防范措施作者：曾艳萍来源：《科技创新与应用》2015年第04期摘要：火力发电厂中的压缩空气系统主要有仪表用压缩空气系统、工厂杂用压缩空气系统、水处置压缩空气系统和除灰用压缩空气系统。
冷冻式干燥机是压缩空气系统重要的配套设备，目的是提高压缩空气质量，减少压缩空气中的水分，防止经过压缩冷凝后的湿饱和空气，夹带大量的的液态水滴对设备、管道和阀门、仪器、仪表产生相当的危害，从而降低设备的寿命，这对于追求高可靠性的自动化生产线无疑是一种危险。
因此防止冷冻式干燥机发生故障，减少高故障是非常有必要的。
关键词：冷冻式干燥机；压缩机；制冷系统；高故障率广东粤嘉电力有限公司的5号冷冻式干燥机是采用汉粤水冷型冷干机（型号：HAD-50HTW）于2010年9月-10月安装投入使用。
该冷干机从投运至今设备的故障率一直非常高，在2011年10月，当冷干机运行还未满一年的期间就发生了冷干机的压缩机烧坏的设备故障，电力公司维修人员联系冷冻式干燥机设备生产厂家更换压缩机。
更换压缩机后运行二个月左右，又发生压缩机绕组烧坏。
到2013年8月先后又2次更换压缩机。
除了压缩机容易烧毁外，该冷干机曾出现多次故障分别更换过蒸发器芯、热气旁通阀（ADRHR-6-0180）、干燥过滤器、电子自动排水器（RPT-1613）、热力膨胀阀、热气旁通阀（CPCE22）、油分离器、气液分离器滤芯。
5号冷冻式干燥机为什么会有这么高的故障率，而且如此高的故障率已经严重的影响到相连的空压机设备的正常运行，也极大的降低电厂对压缩空气的使用需求。
因此很有必要对5号冷冻式干燥机高故障率的情况进行分析，从而采取相应的防范措施。
通过对设备故障的现象及结合整个维修过程进行分析得知：蒸发器的泄露造成对制冷系统的污染是该干燥机引发诸多故障的首因。
粤嘉电力有限公司是一家以燃煤发电的电力企业，空压机吸收的空气是来自周围环境空气，锅炉燃料是用工业煤，其在燃烧过程中会产生少量SO2，再与空气中水蒸汽混合会产生含弱酸性腐蚀性气体，经过空压机压缩后浓度升高，再进入冷干机与蒸发器铜管接触，长期以往，容易腐烂铜管导致漏氟。
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浅析冻干机的数据采集与控制对策
作者：贾泳蓓
来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第08期
摘要：对于冻干机而言，为了有效保证其性能的发挥，强化冻干产品质量，要注重相关技术的创新与发展，实现对冻干参数的有效管控，将其控制在合理区间范围之内。
基于此，要全面做好数据采集、记录与分析工作，切实提升冻干机数据采集与控制系统的能力，同时，采取科学有效的方法，将冻干机数据采集准确性的验证工作落到实处，在根本上为冻干机功能的发挥提供坚实的保障。
关键词：冻干机；数据采集；控制；验证；对策
立足冻干机的使用，数据采集与控制系统是核心，是实现产品冻干效果的主要依托。
在冻干机的应用下，能够强化对温度以及真空效果的精准控制，借助数据采集与控制功能，强化冻干程序的有序推进。
同时，要重视对采集数据真实性与准确性的验证，在本质上确保冻干机各项性能满足使用要求与标准。
1 冻干机数据采集系统功能及应用分析
1.1 掌握冻干机工作原理，做好数据采集前的准备工作
对于冻干机的数据采集系统，其主要作用是对参数进行目的性采集，主要涉及压力与温度方面的参数，目的是保证数据标准满足实际需求。
具体讲，压力测量的完成依托的是电阻真空机，实现所需数据的获取。
温度测量主要借助康铜传感器，对热电偶获取的模拟量进行转化，得到数字量，提升数字值的精准度。
纵观数据采集的全过程，要降低外界不良信号的干扰，切实增强数据采集准确度。
一般情况下，信号软件采取双端输入500倍的标准类型，强化信号掌控能力的增强，同时，对端子板进行合理配置。
将热电偶的非测量端置于接线柱，目的是便于拆卸。
另外，热度电阻不能缺少，目的是合理控制测量端的温度，为整个采集工作创造优质环境。
1.2 依托冻干机性能机理，强化数据采集环节的了解以及流程的掌握
立足数据采集全过程，要遵循基本原理，强化温度的有力控制，以便更加顺利地将信息数据采集至计算机之内。
首先，以中端方式为依据，凭借一定模式，截取计算机内容的OXIC号时间中断，目的是有效控制采样时间间隔，将其有效控制在精确范围之内。
其次，数据信息处理方式一般以直接写盘为主，需要在硬盘空间足够的前提下应用。
再次，同时进行两种频率的采集，二者同时进行，各自独立，互不干涉。
通常，技术人员可以高频采集，结合需要进行时间的适时调整。
两种频率依次往复进行。
第四，用户界面需要保证清晰，以便实时观察各点的
温度变化情况。
数据采集准确性离不开采集系统的高效运转，因此，要对系统进行及时更新，强化技术水平提升，保证冻干机数据采集的高质量，为冻干机性能的发挥奠定基础。
2 依托自动化控制系统，强化冻干机真空度以及数据准确度的有力控制
2.1 冻干过程自动化成为行业发展趋势，强化冻干质量的提升以及运行成本的降低
对于冻干机，其自动化控制效果成为衡量其先进性的重要指标。
立足当前，冻干机设计要求与标准不断提升，冻干过程自动化处理成为方向。
因此，要重视数据控制方法的创新，强化微机控制的实现，依托先进的数据控制手段，强化冻干质量的提升，降低运行成本。
2.2 提升电力设置的合理性与针对性，强化冻干机数据控制能力的增强
为了强化冻干机数据控制能力，电力线路设计工作不容忽视，以需求为依据，提升电路设计针对性。
具体讲，在初始阶段，保证电源总开关能够及时合上，以电源显示灯亮起为依据，表明线路处于开通状态。
另外，借助IRD，强化电路功能的保护，保证满足操作要求，防治出现电流过载现象。
如果QA真空泵被按下，相关线路就会处于联通状态，继电器的线圈能够达到通电状态，常开触头就会关闭。
一旦QA处于松开状态，继电器线圈与闭合触头之间的回路形成。
如果真空泵出现负载过大的问题，电流负荷随之增大，在大于预定电流之后，热继电器发热元件就会形成热量，促使热继电器双金属片出现翘曲状况，电路随即断开。
这种方式的应用能够有效避免真空泵出现不良问题。
冻干过程结束之后，真空泵随即停止运行；立足电热板的温度控制工作，主要是对热电阻反馈的温度与既定温度进行对比，而后形成偏差信号，在经过处理之后，借助仪表运算电路进行处理，再传递至继电器。
3 提高冻干机验证数据采集准确性，保证冻干机性能满足生产要求
对于冻干机的使用，为了有效发挥其使用功能，合理缩短验证流程时间，同时，保证满足工艺生产要求，要重视对冻干机性能的验证，提高冻干机验证数据采集的准确性，以便有效减少异常现象的发生，降低风险，保证产品质量。
首先要确定影响数据采集准确的原因，全面进行排查，找出诱因，制定针对性策略。
从验证方法上分析，主要涉及几个方面的内容。
具体讲，要强化冻干机抽真空速率的测试，关注其在线清洗CIP覆盖率，强化呼吸器完整性的检测，力求合理性。
另外，要开展在线灭菌SIP试验。
除此之外，要对冻干机板层温度进行测试，力求满足均匀性要求。
通过一系统内容的测试，构建了完整与科学的冻干机性能验证方法，为冻干机的使用奠定坚实的基础。
4 结束语
综上，立足冻干机的科学使用，数据采集与控制系统的作用不容忽视，强化产品冻干效果的实现，维护物品质量。
基于此，要强化冻干机温度、真空度等的精确控制，强化采集与控制工作的有序开展，同时，要重視数据准确性验证工作的开展，强化冻干机性能的有效发挥，在根本上为冻干机有效开展工作提供坚实保障。
参考文献：
[1]徐君.冻干机过滤器滤芯完整性检测方法探究[J].机电信息，2018（14）：8-12.
[2]应亦丰.冻干机的数据云端化改造[J].机电信息，2018 （14）：24-31.。