冻干机的组成和冻干程序
冷冻干燥机各组成部分及其使用说明

冷冻干燥机各组成部分及其使用说明冷冻干燥机是一种将物质在低温环境下干燥的设备,通常用于制备高质量的干燥药物、食品和化学品等。
本文将介绍冷冻干燥机的各组成部分及其使用说明。
一、冷冻干燥机的基本组成1. 冷冻系统冷冻系统是冷冻干燥机的核心部分,主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成。
它的作用是将空气中的水分冷凝成液体,并将其蒸发掉,从而使样品干燥。
2. 真空系统真空系统用于去除干燥室中的水分和其他气体,以保持干燥室内部的干燥状态。
它主要由真空泵、油过滤器、减压阀、压力表等组成。
3. 控制系统控制系统是冷冻干燥机的核心部分,它可以控制冷冻、真空、采样等系统的运行,以及记录干燥室内的温度、真空度和压力等数据。
控制系统通常由微机、控制器、温度探头、真空传感器等组成。
4. 干燥室干燥室是冷冻干燥机的主要工作区域,通常由外壳、内壁、加热器、采样管、观察窗等组成。
它的作用是在低温、低压的环境下将样品中的水分蒸发,并远离细菌和其他有害物质。
二、冷冻干燥机的使用说明1. 准备工作在使用冷冻干燥机前,需要做好以下准备工作:•检查压缩机、真空泵、电源等设备是否正常运转;•检查采样管、观察窗、真空管接口等部位是否密封良好;•准备好待干燥的样品、支架、容器等。
2. 操作步骤1.打开干燥室的门,将待干燥的样品放入样品架中,然后将样品架放入干燥室中。
2.关闭干燥室的门,并开始进行真空减压。
通常情况下,真空度应保持在0.1~1.0Pa之间。
如果真空度低于0.1Pa,可能会影响干燥效果;如果高于1.0Pa,可能会导致样品受潮。
3.开始冷冻。
在真空度稳定后,根据样品的特性选择合适的温度进行冷冻。
通常情况下,冷冻温度应低于样品的冰点,并保持在-40℃左右。
4.开始干燥。
在冷冻状态下,打开加热器,在干燥室中产生弱光度的光辐射,从而将样品表面的水分蒸发。
干燥时间要根据样品的特性来进行调整。
5.关机。
干燥完成后,关闭加热器,打开真空泵依次排出室内的水分和气体,然后关闭所有系统设备,将干燥室清洁干净。
第三章__冻干机的结构与配置

第三章__冻干机的结构与配置冻干机是一种重要的设备,主要用于将液态物质冷冻干燥成固态物质。
它的结构和配置对于冻干过程的效率和质量有着至关重要的影响。
下面将介绍冻干机的主要结构和配置。
首先,冻干机的主要结构包括:冷冻系统、真空系统、加热系统、控制系统和聚合系统。
冷冻系统是冻干机的核心组成部分,通过降低工作室内的温度来使液态物质迅速冷冻。
冷冻系统一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等组成。
压缩机是冷冻系统的功率源,它能够将低压低温蒸汽气体压缩成高温高压蒸汽气体。
冷凝器将高温高压蒸汽气体冷凝成高压液体。
蒸发器是冷冻系统中的热交换器,通过吸收工作室内的热量来使高压液体再次蒸发成低压低温蒸汽气体。
膨胀阀用来控制蒸发器中的压力和温度,从而使液体能够迅速蒸发。
真空系统主要用于降低工作室内的气压,以实现冷冻过程中的蒸发。
真空系统由真空泵、进气阀、排气阀等组成。
真空泵能够将工作室内的气体抽出,从而降低气压。
进气阀和排气阀则用于控制真空度和排出工作室内的气体。
加热系统用于在冷冻过程结束后,将冻干的物质加热,使其恢复到液态。
加热系统一般由加热板、加热管、温度传感器等组成。
加热板能够提供均匀的加热温度,使冻干的物质均匀恢复。
加热管则能够提供更高的加热温度,以加速冻干物质的恢复速度。
控制系统主要用于对整个冻干过程进行控制和监测。
控制系统一般由温度控制器、压力控制器、流量控制器等组成。
温度控制器能够根据设定值和实际温度进行比较和控制。
压力控制器能够监测真空度和冷冻系统的压力变化,并进行相应的调整。
流量控制器用于调节冷冻系统中的流动速率,以控制冷却速度。
聚合系统主要用于收集并处理冷冻过程中产生的蒸汽气体。
聚合系统一般由冷凝器、冷凝器排水管、冷凝器冷却水系统等组成。
冷凝器能够将冷冻过程中产生的蒸汽气体冷凝成液体,并通过排水管排出。
冷凝器冷却水系统则用于保持冷凝器的正常工作温度。
此外,冻干机还可能配置疏水器、温度控制器、过滤器、触摸屏等设备。
冻干机设备组成及工艺流程

冻干机设备组成及工艺流程
《冻干机设备组成及工艺流程》
冻干机是一种用于冷冻干燥物质的设备,广泛应用于食品、医药、生物制药、化工等领域。
它通过控制物质在低温下的冷冻和真空下的干燥过程,将液态物质直接转化为气态,从而保持物质的原有形态和活性。
冻干机的设备组成通常包括冷冻系统、真空系统、加热系统和控制系统。
冷冻系统通过循环工作的制冷剂,将物质冷冻到所需的温度;真空系统则通过泵体将物质在低压环境下进行蒸发,加速干燥过程;加热系统则用于控制干燥室内的温度,助力物质的蒸发。
控制系统则用于监控和调节整个工艺过程,确保产品的质量和生产的稳定性。
冻干机的工艺流程一般包括预处理、冷冻、干燥和包装。
首先是预处理阶段,对待处理的物料进行清洁、筛选、切割等处理,以便于后续的冷冻和干燥。
接下来是冷冻阶段,将物料置于冷冻室中,在低温下进行冷冻处理,将物料冷冻成固态。
然后是干燥阶段,将冷冻的物料转移到干燥室中,在真空环境下进行干燥,使物料从固态转化为气态,去除其中的水分和其他溶剂。
最后是包装阶段,将干燥后的物料进行包装,以确保产品的质量和保存期。
通过以上工艺流程,冻干机可以将物料在保持原有形态和活性的情况下进行冷冻干燥,实现了高效、稳定的生产过程,适用于各种领域的应用。
冻干机设备组成及工艺流程

冻干机设备组成及工艺流程冻干机是一种常用的工业设备,可用于将生物制品(如食品、药品和化妆品等)进行冻干处理,以延长其保存期和改善质量。
下面将介绍冻干机的设备组成及工艺流程。
冻干机主要由以下几个主要组成部分构成:冷冻系统、真空系统、控制系统和冷藏系统。
冷冻系统是冻干机的核心部分,用于将待处理物品迅速冷冻至低温状态。
常见的冷冻系统采用液氮或制冷剂循环制冷的方式,通过冷却板或冷冻槽来散发制冷剂的冷量,从而快速降低压力和温度。
冷冻系统的稳定性和效果对于冻干品质量的保障至关重要。
真空系统用于将冻结的物品在低温状态下进行干燥。
通过将真空系统连通冷冻室,将冷冻的物品表面上的冰晶融化后蒸发。
真空系统通常由真空泵和真空容器组成,真空泵用于抽出容器中的空气,并维持在较低的压力下,提高干燥效果。
真空系统的稳定性和抽气速度对于冻干过程至关重要。
控制系统是冻干机的智能化核心,用于自动控制和监控整个冻干过程。
控制系统通常包括温度控制、压力控制、时间控制和报警功能等。
通过精确的控制和监测,可以实现冻干过程的自动化和高效化。
冷藏系统用于将冻干的物品储存和保鲜。
冷藏系统通常由冷藏室和制冷机组成,冷藏室用于存放冻干品,制冷机用于维持冻干品的低温状态。
冷藏系统的稳定性和温度控制对于冻干品的保存至关重要。
冻干机的工艺流程主要包括冷冻、真空和冷藏三个步骤。
首先,待处理物品被放置在冷冻室中,通过冷却系统进行迅速冷冻,使物品表面上的水分结冰。
接下来,冷冻室与真空室通过真空系统连接,真空室的排出风口被打开,真空泵开始工作,将真空室内的空气抽出,快速蒸发冻结的水分。
最后,干燥后的物品被转移到冷藏室中进行储存和保鲜。
综上所述,冻干机设备的组成主要包括冷冻系统、真空系统、控制系统和冷藏系统,其工艺流程主要包括冷冻、真空和冷藏三个步骤。
通过这些设备和工艺流程的组合使用,可以实现对生物制品的冻干处理,延长其保存期和改善质量。
冻干机的组成精编版

活塞式(比泽尔)
S66J-32.2(24KW) R22 50HZ
CT +40℃
ET
SH22F
S66J-32.2
-30℃ 35,800(21.3)
29,290(22.1)
-40
24,400(19.2)
-50
15,800(17.5)
-60
11,500(16.0)
17,990(17.7) 9,400(12.2) - (-)
3、运行性能好。由于螺杆式制冷压缩机的结构简单,零件数仅 为活塞式的1/10,压缩机运行可靠、安全、振幅小、适应性 强,在高、低浊制冷范围内的应用中均有良好性能。
Tofflon
Tofflon
螺杆机的主(阳)、辅(阴)螺 杆
Tofflon 制冷系统的组成—压缩机
螺杆式制冷机制冷量与活塞式比较
螺杆式(神户制钢) SH22F(20KW) R22 50HZ
Tofflon 制冷系统的组成—压缩机
压缩机是制冷系统的核心,压缩机主要是对气态氟里昂进 行压缩,从吸气口吸入低温低压的气态氟里昂,经过活塞或螺 杆压缩后,变成高温高压的气态氟里昂,通过排气管排出去。
压缩机按照压缩的形式,可以分为活塞式压缩机和螺杆式压 缩机。
活塞式压缩机又可以分为开启式、半封闭式、全封闭式三种 形式。
Tofflon
真空系统的组成
制品中的水分只有在一定的真空状态下才能进行升华,达到干 燥的目的。
系统采用真空泵组,组成强大的抽吸能力,在干燥腔室和冷凝 器形成真空,一方面促使干燥腔室内的水份在真空状态下蒸发 (升华),另一方面该真空系统在冷凝器和干燥腔室之间形成 一个真空度梯度(压力差)。使前箱水分升华后被冷凝器捕获。
冻干机结构组成

冻干机结构组成食品冻干机冻干机结构组成要由冻干室(冻干箱)、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。
1、冻干室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。
2、冷凝器(捕水器)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。
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zui高温度可达+120℃。
4、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。
5、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。
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
冻干机的基本原理 冻干机操作规程
冻干机的基本原理冻干机操作规程冻干机(lyophilizer或freeze dryer)起源于19世纪20时代的真空冷冻干燥技术,进入21世纪,真空冻干技术除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域之外的领域得到广泛应用。
冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。
水有固态、液态和气态,三种状态既可以相互转换又可以共存。
当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。
在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的溶化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的目的。
冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性极好、含水分极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。
由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点,因此该技术问世以来越来越受到人们的青睐,在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。
血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质,真空冷冻干燥技术也为保存生物活性供应了良好的解决途径。
冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术,是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程。
冷冻干燥得到的产物称作冻干物(lyophilizer),该过程称作冻干(lyophilization)。
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,避开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。
在大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。
冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表掌控系统所构成。
紧要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。
它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下,然后在真空条件下使物品中的固态水份(冰)直接升华成水蒸气,从物品中排出,使物品干燥。
冻干机组成以及工作原理
冻干机组成以及工作原理冻干机是一种将物质冻结并在真空环境下进行脱水的设备。
它通常由以下组成部分组成:冷冻系统、真空系统和控制系统。
首先,冷冻系统是冻干机的核心部分。
它由压缩机、冷冻器、冷凝器和膨胀阀等组成。
压缩机将低温低压制冷剂吸入,然后通过压缩使其成为高温高压气体,然后通过冷却方式将其冷却成高温高压液体。
随后,液体制冷剂通过膨胀阀迅速膨胀成为低温低压的气体,吸收周围物质的热量,使其冷却或冷冻。
最后,压缩机将气体制冷剂再次吸入,形成一个循环。
其次,真空系统是冻干机中的另一个重要组成部分。
真空泵是真空系统的核心设备,它用于排出冷冻室内的空气,以形成负压环境。
在真空系统中,还需要有真空计、阀门和管道等,以确保系统的正常运行和稳定。
最后,控制系统用于对冻干机进行控制和监控。
它通常包括温度控制器、压力控制器、计时器等。
温度控制器用于监测和调节冻干室内的温度,确保产品在适当的温度下进行冻干。
压力控制器则用于监测和调节冷冻系统和真空系统中的压力,确保系统的工作压力在正常范围内。
计时器则用于设置和控制整个冻干过程的时间。
冻干机的工作原理是将物质在低温条件下冻结,并在真空环境下进行脱水。
首先,物质置于冷冻室内,将其冻结成为固体状态。
然后,开始排出冷冻室内的空气,建立负压环境。
在真空环境下,冻结物质中的水分会由固体状态直接转化为气体状态,跳过液体状态。
这个过程称为“升华”。
随着时间的流逝,冻结物质中的水分逐渐脱去,最终使物质完全干燥。
整个冻干过程通常需要较长时间,取决于物质的性质和冻干机的性能。
总结起来,冻干机是利用低温和真空环境来将物质中的水分脱去的设备。
它的主要组成部分包括冷冻系统、真空系统和控制系统。
冻干机的工作原理是将物质冻结并在真空环境下进行脱水,以实现物质的长期保存和更好的保鲜效果。
冻干机工作原理
冻干机工作原理冻干机是一种常用的工业设备,用于将液体或固体物质通过冷冻和真空干燥的过程转化为干燥的粉末或块状产品。
它在食品、药品、化工等行业具有广泛的应用。
下面将详细介绍冻干机的工作原理。
一、冻干机的基本构造冻干机主要由冷冻系统、真空系统、加热系统和控制系统组成。
1. 冷冻系统:冷冻系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。
其作用是通过压缩机将制冷剂压缩成高温高压气体,然后通过冷凝器将高温高压气体冷凝成高温高压液体,再通过膨胀阀将高温高压液体膨胀成低温低压液体,最后通过蒸发器将低温低压液体蒸发成低温低压气体,以实现冷冻效果。
2. 真空系统:真空系统由真空泵和真空容器组成。
真空泵的作用是通过抽取真空容器内的空气,使容器内部形成负压环境,以便加速水分的蒸发。
真空容器则用于容纳待干燥的物质。
3. 加热系统:加热系统由加热器和传热板组成。
加热器的作用是提供热量,使物质在冻结状态下蒸发。
传热板则用于传导加热器产生的热量,使物质均匀受热。
4. 控制系统:控制系统由温度控制器、压力控制器和时间控制器等组成。
它们的作用是监测和调节冷冻机的温度、压力和工作时间,以确保冻干过程的稳定性和安全性。
二、冻干机的工作过程冻干机的工作过程主要包括冷冻、真空和加热三个阶段。
1. 冷冻阶段:首先,冷冻系统中的压缩机开始工作,将制冷剂压缩成高温高压气体。
然后,高温高压气体经过冷凝器冷凝成高温高压液体,再经过膨胀阀膨胀成低温低压液体。
最后,低温低压液体通过蒸发器蒸发成低温低压气体,使冷冻室内的温度迅速下降。
2. 真空阶段:在冷冻室达到所需温度后,真空系统开始工作。
真空泵开始抽取冷冻室内的空气,使室内形成负压环境。
此时,待干燥的物质开始释放水分,水分以气体的形式从物质中蒸发出来,并被真空泵抽走。
3. 加热阶段:当物质的水分释放到一定程度后,加热系统开始工作。
加热器提供热量,使物质在冻结状态下蒸发。
传热板将加热器产生的热量传导给物质,使物质均匀受热。
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冻干机的组成和冻干程序
制品的冷冻干燥需要在一定装置中进行,这个装置叫做真空冷冻干燥机或冷冻干燥装置,简称冻干机。
现以博医康中试机型Pilot3-6为例介绍冻干机组成。
Pilot3-6型冻干机按系统分,由制冷系统、真空系统、加热系统、循环系统、压塞系统和控制系统六个主要部分组成。
按结构分,由冻干箱或称干燥箱、冷阱或称水汽凝结器、制冷机组、真空机组和阀门、液压机组、循环机组、电气控制元件等组成。
Pilot3-6冻干机的冻干箱能够将板层制冷到-55℃左右,加热达到+90℃左右。
Pilot3-6冻干箱优点:内部无死角,平整度、光洁度达到国际水平。
冻干箱作用:冻干箱作为冻干机的主要部分,需要冻干的制品就放在箱内分层的金属板层上,对制品进行冷冻,并在真空下加温,使制品内的水分升华而干燥。
冷阱作为一个真空密闭容器,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-40℃~-70℃以下,并且能维持这个低温范围。
冷阱的功用是把冻干箱内制品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。
冻干箱、冷阱、真空管道、阀门、真空泵等构成冻干机的真空系统。
真空系统要求严格的真空泄漏率,真空泵是真空系统建立真空的重要部件。
真空系统对于制品的迅速升华干燥是必不可少的。
制冷系统由制冷机组与冻干箱、冷阱内部的管道等组成。
制冷机可以是互相独立的二套或以上,也可以合用一套。
制冷机的功用是对冻干箱和冷阱进行制冷,以产生和维持它们工作时所需要的低温,它有直接制冷和间接制冷二种方式。
Pilot3-6机型采用冷阱直接制冷,板层间接制冷方式,其优点是:冷阱直接制冷降温速度快,板层间接制冷温度均一性良好(正负一度)。
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;有的则利用中间介质来进行加热,由一台泵(或加一台备用泵)使中间介质不断循环。
加热系统的作用是对冻干箱内的制品进行加热,以使制品内的水分不断升华,并达到规定的残余含水量要求。
Pilot3-6采用中间介质进行加热,即采用循环系统进行间接加热,其循环系统采用国际知名名牌循环泵组,循环速度快,板层温差不到一度。
控制系统由各种控制开关,指示调节仪表及一些自动装置等组成,它可以较为简单,也可以很复杂。
一般自动化程度较高的冻干机则控制系统较为复杂。
控制系统的功用是对冻干机进行手动或自动控制,操纵机器正常运转,以使冻干机生产出合乎要求的制品来。
Pilot3-6采用PLC+触摸屏、PLC+工作站或者PLC+触摸屏+工作站方式。
冷冻干燥的程序:
⑴在冻干之前,把需要冻干的制品分装在合适的容器内,一般是玻璃模子瓶、玻璃管子瓶,装量要均匀,蒸发表面尽量大而厚度尽量薄一些;
⑵然后放入与冻干箱板层尺寸相适应的金属盘内。
对瓶装一般采用脱底盘,有利于热量的有效传递。
⑶装箱之前,先将冻干箱进行空箱降温,然后将制品放入冻干箱内进行预冻;或者将制品放入冻干箱内板层上同时进行预冻;
⑷抽真空之前要根据冷阱制冷机的降温速度提前使冷阱工作,抽真空时冷阱至少应达到-40℃的温度;
⑸待真空度达到一定数值后(通常应达到13Pa~26Pa内的真空度),或者有的冻干工艺要求达到所要求的真空度后继续抽真空1~2h以上;即可对箱内制品进行加热。
一般加热分两步进行,第一步加温不使制品的温度超过共熔点或称共晶点的温度;待制品内水分基本干完后
进行第二步加温,这时可迅速地使制品上升的规定的最高许可温度。
在最高许可温度保持2h以上后,即可结束冻干。
整个升华干燥的时间约12~24h左右有的甚至更长,与制品在每瓶内的装量,总装量,玻璃容器的形状、规格,制品的种类,冻干曲线及机器的性能等等有关。
冻干结束后,要充入干燥无菌的空气进入干燥箱,然后尽快地进行加塞封口,以防重新吸收空气中的水分。
在冻干过程中,把制品和板层的温度、冷阱温度和真空度对照时间划成曲线,叫做冻干曲线。
一般以温度为纵坐标,时间为横坐标。
冻干不同的制品采用不同的冻干曲线。
同一制品使用不同的冻干曲线时,制品的质量也不相同,冻干曲线还与冻干机的性能有关。
因此不同的制品,不同的冻干机应用不同的冻干曲线。
Pilot3-6冻干工艺管理方式:
可将冻干工艺存入,并且数量可扩充。
用户只需对内存中的冻干曲线进行调用,生产不同配方的产品调用不同产品的冻干工艺曲线即可。
Pilot3-6系统结合全智能方式和恒温出箱功能及出箱前冻干终点判定,将复杂的冻干工艺处理的即安全有简洁。