冻干机组成以及工作原理
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，用于将液体或者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者块状产品。
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。
冷冻式干燥机工作原理操作事项
冷冻式干燥机工作原理操作事项
1.工作原理：
（1）压缩机：压缩机会将低温低压的制冷剂气体吸入，并通过增加
压力使其变为高温高压气体。
（2）冷凝器：高温高压气体通过冷凝器后，能够散发出大量的热量，使气体的温度迅速下降，从而将气体冷凝成液体。
（3）膨胀阀：冷凝成液体的制冷剂通过膨胀阀，由高压状态迅速放
松成为低压状态，此时制冷剂的温度急剧下降。
（4）蒸发器：制冷剂在蒸发器中蒸发，通过吸附周围空气中的水分，将其转化为固态水分，从而达到干燥的目的。
同时，制冷剂再次变成气体
形态，经过压缩机循环再次进行工作。
2.操作事项：
（1）正确放置：将冷冻式干燥机放置在通风良好的地方，不要阻挡
进风口和出风口，以保证其正常的工作效果。
（2）操作环境：冷冻式干燥机适用于环温在5℃-60℃的环境中进行
工作，避免将其放置在过热或过密封的环境中，以避免设备过热或无法散热。
（3）电源接触：确保干燥机接触到稳定且可靠的电源，以保证设备
的正常运转。
（4）定期维护：定期清洁冷凝器和蒸发器，保证其表面的清洁和热
交换的效果，维持设备的高效运作。
（5）操作停止：当需要停止使用冷冻式干燥机时，应先关闭电源，并将机器内的气压和液压释放完全，以免在长时间停止后重新启动时产生故障。
总结起来，冷冻式干燥机主要通过利用低温冷凝的原理将湿气转化为固态水分来达到干燥的效果。
在操作时应注意正确放置、操作环境、电源接触、定期维护以及停止和故障排查等事项，以保证设备的正常工作和使用寿命。
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。
冷冻式干燥机工作原理、操作事项
冷冻式干燥机工作原理、操作事项1、冷冻式干燥机系统流程图2、工作原理 ※潮湿高温的压缩空气流入前置冷却器（高温型专用）散热后流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换，使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。
换热后的压缩空气流入蒸发器通过蒸发器的换热功能与制冷剂热交换，压缩空气中的热量被制冷剂带走，压缩空气迅速冷却，潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝，冷凝后的水分经凝聚后形成水滴，经过独特气水分离器高速旋转，水分因离心力的作用与空气分离，⑿ ⑤ ④ ⑾ ③ ②① ⑨ ⑥ ⑩ ⑦⑧ ⒂ ⒀ ⒁ ⒃分离后水从自动排水阀处排出。
经降温后的空气压力露点最低可达2℃。
降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温潮湿热空气进行热交换，经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度，同时压缩空气还经过冷冻系统的二次冷凝器（同行独有的设计）与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热，确保出口空气管路不结露。
同时充分利用了出口空气的冷源，保证了机台冷冻系统的冷凝效果，确保了机台出口空气的质量。
3、机台主要仪表及主要控制开关说明机台的主要仪表由压缩机空气压力表、冷媒高压表、冷媒低压表组成；主要控制器由ON/OFF按钮开关、冷冻系统高低保护开关、防冻开关组成。
①、空气压力表安装在仪表盘上，用于显示机台压缩空气的压力。
表上由若干刻度组成，表内下方Mpa和中Kg/CM2代表的是压力的单位值。
读取压力数值时，观察表上指针对应的刻度值加上其相对的单位值即可。
②、冷媒低表安装在仪表盘上，用于显示冷冻系统的低压端的压力或温度，表上由若干刻度组成，读法与高压表相同。
4、主要控制器①、ON/OFF按鈕開關安裝在機台的儀錶盤上，用於控制機台的運行與停止。
②、冷凍系統高低壓保護開關安裝在機台內，用於控制冷凍系統高壓端及低壓端的壓力，避免機台的壓力超過使用範圍而造成設備的損壞。
③、化霜电磁阀安裝在機台內，用於控制機台的冷凝壓力，避免機台冷凝壓力過低，造成蒸發器冰堵5、冷冻式干燥机主要零配件①、压缩机冷干机使用的制冷压缩机目前大多采用中高温型全密封往复式压缩机，其特点是：结构紧凑、体积小、重量轻、振动小、噪声低，能效比高。
真空冷冻干机的工作原理介绍
真空冷冻干机的工作原理介绍一、真空冷冻干燥机的结构1.压缩机组：压缩机组是整个系统的动力部分，它通过压缩制冷剂蒸汽将制冷剂的压力提高，从而达到制冷效果。
2.冷冻干燥室：冷冻干燥室是真空干燥的具体操作区域。
它通常采用的是圆筒形结构，内部配有冷凝器和加热器。
冷凝器用于冷冻物料并将其转化为冰，加热器则用来使冰蒸发。
室内还设有物料架，用于悬挂物料。
3.真空系统：真空系统主要是用于降低冷冻干燥室内的气压，使冰在干燥室内蒸发。
真空系统通常由冷冻真空泵、气体冷凝罐和真空计等部分组成。
4.控制系统：控制系统用于对整个干燥过程进行控制。
常见的控制方式有手动方式和自动方式。
手动方式通常通过仪器监测到干燥室内温度和真空值后，进行相应操作。
而自动方式则通过计算机控制，能够实现更加精确的控制。
二、真空冷冻干燥机的工作过程1.预冷阶段：在预冷阶段，物料被放置在冷冻干燥室内，在压缩机组的驱使下，制冷剂被压缩并进入冷冻干燥室内的冷凝器中。
在冷凝器中，制冷剂与室内的物料接触，使得物料迅速降温并冷冻。
2.真空干燥阶段：在真空干燥阶段，真空泵启动，抽走干燥室内的气体，从而降低干燥室内的气压。
随着气压的下降，物料上的冰开始蒸发并转化为气体。
同时，加热器会增加干燥室内的温度，进一步促进冰的蒸发。
将冰蒸发后，物料表面的水分会逐渐蒸发出去，实现干燥效果。
3.脱冰阶段：当物料干燥完毕后，需要进行脱冰。
脱冰阶段主要是通过增加干燥室内的温度，使冰融化并转化为水。
脱冰后，物料可以从干燥室内取出。
三、真空冷冻干燥机的优点1.保留原始品质：在干燥过程中，物料的水分主要通过冰的蒸发而去除，因此可以保留物料的原始品质，如颜色、口感等。
2.干燥速度快：真空冷冻干燥机通过降低冷凝室内的压力，使冰迅速蒸发，从而实现快速干燥。
3.干燥效果好：真空冷冻干燥机在干燥过程中，通过低温和真空的条件，使物料表面的水分迅速蒸发，从而达到良好的干燥效果。
4.适用范围广：真空冷冻干燥机适用于各种物料的干燥，如食品、药品、化工原料等。
冷冻式干燥机工作原理
冷冻式干燥机工作原理
冷冻式干燥机是一种常用的工业设备，用于将湿润的物质冷冻处理以去除其中的水分，从而实现干燥的目的。
该设备的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 制冷系统：冷冻式干燥机通过制冷系统产生低温环境。
制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等组成。
其中，压缩机负责将低温低压的制冷剂进行加压，使其变为高温高压气体。
然后，这些高温高压气体通过冷凝器散热，使其冷却并变为高温高压液体。
接下来，液体制冷剂通过节流装置，压力迅速下降，并变为低温低压液体。
最后，这些低温低压液体进入蒸发器，吸收空气传热的热量，从而使其再次变为低温低压蒸汽。
2. 冷冻过程：湿润的物质通过干燥室中的各种传热方式，如传导、对流和辐射等，将其中的水分传递给制冷系统中的蒸发器。
在低温低压的条件下，蒸发器中的制冷剂通过吸热蒸发的过程，将湿气冷凝成水，并排出设备外部。
3. 除霜过程：随着时间的推移，蒸发器表面上会逐渐形成一层冰。
这将阻碍湿气向蒸发器表面的扩散，从而影响干燥效果。
为解决这个问题，冷冻式干燥机会周期性地进行除霜处理。
具体来说，当蒸发器上的冰层达到一定厚度时，制冷系统会暂停制冷，使蒸发器温度升高，从而使冰层融化为水。
融化的水将通过排水管道从设备中排出，然后制冷系统继续工作。
通过以上的工作原理，冷冻式干燥机能够将湿润物质中的水分
冷凝并去除，使得物质得以干燥。
这种设备广泛应用于化工、食品、药品等行业中，确保产品质量和提高生产效率。
真空冷冻干机的工作原理介绍 冻干机工作原理
真空冷冻干机的工作原理介绍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—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，隔板最高温度可达（+60～+70）℃。
4、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。
冷冻干燥机的工作原理
冷冻干燥机的工作原理
冷冻干燥机是一种常用的干燥设备，其工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 制冷：冷冻干燥机借助制冷系统将工作室内的温度降至低于冰点的温度。
通常使用的制冷剂有氨、氟利昂等。
2. 冷凝：湿润的物质（例如液体或气体）通过冷凝器的冷却表面，使其温度下降，从而使水蒸气转化为液态水。
3. 蒸发：将冷凝的物质（液态水）转化为气态水蒸气。
此过程中，冷冻干燥机会提供适当的环境和条件，使水分以气态形式释放出来。
4. 吸附：将产生的水蒸气从工作室内吸附到吸附剂上。
吸附剂通常是一种具有高吸湿性的材料，例如硅胶。
5. 脱附：当吸附剂吸收到饱和水分后，需进行脱附，即将吸附剂置于恒温恒湿的条件下，通过加热使水分脱离吸附剂。
6. 排水：干燥后的物质脱水排出，获得干燥的产品。
通过上述步骤的循环运行，冷冻干燥机可以将含有水分的物质进行干燥处理，将水分从物质中去除，得到保持原始形状的干燥产品。
这种干燥方法适用于许多领域，包括食品、药品、化工等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冻干机的作用与原理
5.药品的冷冻干燥目的
冻干的主要目的是保持其活性，而药品采用冻 干技术的好处更多。①药品不变质，适合于长期 存放；②容易实现定量准确；③容易实现无菌化 操作；④药品损失浪费少；⑤复水性能好，尤其 是针剂，冻干的针剂医护人员和患者再也不用手 摇晃融化，而是见水即溶。
冻干制剂产品线组成及示意图
冻干机的结构
冻干机系统图
冻干系统的组成
冻干箱
冻干箱是方形或圆筒形容器，内装有板层组件。箱体内部采用不锈 钢进行制造，对焊缝采用全焊透焊接,并进行研磨和抛光，以保证箱体 能得到彻底清洁。冻干箱上装有一个或多个带灯视镜作为冻干产品观 察窗。
冻干箱门内侧材质为不锈钢。方形箱门采用旋转式门锁，密封条安装 在箱门上，以方便清洁、防止箱内锐物对密封条的伤害，采用摇臂式 铰链，靠近铰链一侧设置了硅胶补偿垫片，更换密封条时请勿遗失或 改变方位。
冷阱
冷阱的功能是吸附冻干箱内升华的水蒸气，为圆筒型容器置 于冻干箱后部，分立式冷阱和卧式冷阱两种，内有捕冰盘管。 冷阱上有制冷系统接口、抽空阀接口、温度探头接口和化霜 管道等接口。有一个带灯视镜来观察冻干过程和化霜过程。
冷阱与冻干箱之间装有液压驱动蘑菇阀。主阀的阀位状态在 流程图画面中进行显示。它可以实现以下功能：
（1) 减少每批料之间的交叉污染。
（2) 干燥过程中进行压力升高试验，有助于发现故障和方 便操作者 检查产品的干燥程度。
（3) 冷阱化霜系统是冻干机的最重要的组成部分，被称 为“冻干机的心脏”。理论上制冷系统由制冷压 缩机、冷凝器、蒸发器和热力膨胀阀所构成，主 要是为干燥箱内制品前期预冻供给冷量；以及为 后期冷阱盘管捕集升华水汽供给冷量。设计时， 考虑到冻干机对制冷的要求特殊性，其制冷系统 主要由以下部件组成：
压缩机
冻干机的结构-制冷系统
压缩机：制冷系统的“心脏”螺杆式压缩机
螺杆式压缩机采用半旋转螺杆压塞气体体积. 内置的油分离器和油罐可避免油因制冷循环而减少.
冻干机的结构-制冷系统
油分离器的目的就是使冷冻机油能不断的回到 压缩机曲轴箱，以确保压缩机油箱里有足够的冷 冻油，保证润滑效果。
在制冷系统中，水冷凝器的作用是将“高温高 压”的气态制冷剂的热量传给环境介质（冷却水 或空气）并使之冷凝成液体。如果冷凝器的冷却 效果不好，压缩机的高压较高，影响制冷效果。 选用的水冷凝器，还可以当作制冷剂的储液罐， 收液时就是将R504A收到水冷凝器里，然后将水 冷凝器进出液阀关住。
冻干机的作用与原理（常用名词定义）
4.产品的崩解现象
当产品干燥到一定时候，将形成干燥产品和冻结产 品两个部分，干燥产品是溶质的结晶，冻结产品是 溶质和水的结晶。某些产品当温度升高到一定温度 时，溶质的结晶会失去刚性，变得发粘，发生崩塌， 这叫做崩解现象，发生崩解时的温度叫做崩解温度。
冻干机的作用与原理：药品冻干
2.升华和凝华
某些固体不经过液态而直接变成气态的汽化现象叫做升华。
当蒸汽遇到比该蒸汽的凝固温度低的物体时，则蒸汽会直 接凝固成固体而附在低温物体的表面，这一过程叫做凝华。 凝华过程是放热过程，它是升华的逆过程。
冻干机的作用与原理（常用名词定义）
3.什么是共晶点？
冻干产品大多数是水溶液，有些是多种成份的水溶 液，有些是溶液和悬浮液的混合液。一些成份复杂的 液体在冷冻时会形成两种状态，一种是晶体状态，一 种是无定形态，也称玻璃态。如果是形成晶体状态， 那么完全冻结或固化的温度叫共晶点；如果形成玻璃 态，完全冻结或固化和温度叫玻璃态转化温度。
冻干机的原理简介
LYOTK15 –真空冷冻干燥机
❖ 冻干机的作用与原理 ❖ 冻干机结构 ❖ 冻干系统的组成 ❖ 冻干的工艺流程
• 冻干测试服务部 2017年04月
冻干机的作用与原理（常用名词定义）
冻干机的作用与原理（常用名词定义）
1.什么是冻干？
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。然后在真空的条件下使水蒸汽直接从 固体中升华出来，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。
制冷系统中的工作介质为制冷剂，它是一种特殊液体，其沸点低， 在低温下极易蒸发，当它在蒸发时吸收了周围的热量，使周围物体 的温度降低；然后这种液体的蒸汽经压缩成为高温、高压汽体，在 冷凝器中冷却变成液体，再将该液体降压节流到水冷凝器中吸热， 如此循环不断，便能使蒸发部位的温度不断降低。
压缩机是制冷系统的核心，压缩机主要是对气态R504A制冷剂进 行压缩，从吸气口吸入低温低压的气态R504A制冷剂，经过活塞或 螺杆压缩后，变成高温高压的气态R504A制冷剂。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。我们使用的是螺 杆式压缩机。
压缩机,制冷剂,油分离器，水冷凝器，干燥过 滤器，中间冷却器，视液镜，电磁阀，膨胀阀， 蒸发器（板式交换器，后箱冷凝盘管），汽液分 离器，回气过滤器，压力表，安全阀，制冷管道 等。
冻干机的结构-制冷系统
一种物质能从一种物质（或物体）吸收热量，然后传递给另一种 物质（物体），在传递热量的过程中只发生物理变化，这种物质称 为制冷剂。不同类型的制冷机使用不同种类的制冷剂。我们使用的 是非共沸混合制冷剂R504A，最低蒸发温度为-70℃，最高蒸发温 度为-30℃。
冻干箱有真空探头接口、产品温度探头连接口和验证孔等。当箱体超 压时，自动安全阀将对冻干箱提供保护。
当冻干箱压力上升到一个预设定值时，安全阀将自动开启，将气体排 泄到安全的区域。
板层安装在冻干箱内。每块板层都是由上下两块板加上中间的隔条组 成。
板层温差控制在 1.0℃，制冷极限温度为 -55°C ，加热极限温度达 +80°C 。 在–40 ~40°C 的温度范围内，板层表面温度的偏差将控制 在 2.0 °C 的范围之内。
安全阀安装在水冷凝器上，当水冷凝器内压力 超过一定压力后,安全阀自动释放压力，起到安全 保护作用。
冻干机的结构-制冷系统