冻干机的组成课件
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冻干机
制冷术语5
过热蒸汽，过冷液体：在一定压力下，温度高 于饱和温度的蒸汽，称为过热蒸汽。制冷压缩 机排气管处的蒸汽一般到高于饱和温度。在一 定压力下，温度低于饱和温度的液体，称为过 冷液体。
过热蒸汽，过冷液体的利用：过热分为两种分 为，一为有害过热，二为有益过热。有益过热 为了应用过热度来调节热力膨胀阀的开启度。 其热量是在蒸发器中产生的，故称为有益过热。 制冷剂在冷凝器中将热量交换给循环水，本身 被冷却为过冷液体，目的是增加汽化潜热，减 少节流后产生的闪发蒸汽的数量。
液压系统有两个作组成用：一是升降隔 板，二是开关蘑菇阀。
液压系统在冻干周期大部分时间是停止 的。
制冷系统1
制冷系统主要由压缩机，蒸发器，冷凝器，膨 胀阀组成。
制冷剂是杜邦公司生产的R402A，它是三种制 冷剂机械混合而成的共沸溶液制冷剂，是一种 混合物（主要成分为R124)。
为德国ＢＩＴＺＥＲ公司生产的S6F－30.2Y双 级压缩活塞式压缩机。压缩机为半封闭式具有 回热交换器。
控制系统
现场部分：在现场各种温度，压力信号 被收集并将模拟信号转换为数字信号传 输到计算机。接受计算机发出的数字信 号并转换为可以控制设备的电信号，控 制设备运行。
控制室部分：计算机将各种数据汇总后， 根据事先设定的程序对数据进行处理， 再将控制指令发出，控制设备按程序运 行，
真空系统
真空系统由两台旋片泵（5M1，5M2），一台 罗茨泵5M3，主真空阀5V2 ，前箱和后箱等构 成。
如果循环继续重复进 0
行，则要不断消耗循
S1
环功，才能不断进行
制冷。上述四过程是
在理想状态下进行的。
2
1 S2 S（熵）
1－2为压缩过程
此过程是在压缩机中完成的。压缩机吸 入低压低温的气态制冷剂，由压缩机的 活塞不断往复运动，从而将制冷剂压缩 成高温高压的过热蒸汽由高压管排出。
寿力冷冻式干燥机资料 ppt课件
压缩空气通 过热交换器
冷凝液附着 在翅片上
air in 冷凝液因重力 作用落到底部
冷凝液从交 换器中排出
air-to-air
evaporator
demister
condens ate outlet
condensate separation efficiency
SRC气水分离器的除水效率高
不锈钢网式分离器在所有空 气流量下都能稳定工作
露点温度 @7 bar g + 35°C + 10°C + 7°C + 3°C - 20°C - 40°C - 70°C
含水量 （g/Nm3）
5.1881 1.1260 0.9185 0.6947 0.0945 0.0117 0.0002
达成方式 后冷却器
冷干机
吸干机
冷冻干燥机工作流程
制冷循环 蒸发器 空气循环
汽，将压缩空气中含水量降到要求的范围内（即 ISO8573.1要求的露点值）；其次，将压缩空气中的油雾、 油蒸气冷凝，部分被冷干机气水分离器分离排出。
3、后置过滤器（MPH/CPH/MPC）的主要功能：去除
压缩空气中的油雾浓度到更高标准，同时去除大于0.01微 米的颗粒物（正常情况下，后置过滤器处几乎是没有液态 水排出的，如果有，则说明冷干机内部的汽水分离器、排
寿力 SRC冷冻式干燥机
第一章
大气中主要污染物
•尘 (1.4亿颗/m3)
•水 (相对湿度50％-80%)
- 水滴,水雾 - 水蒸气
•油
- 油滴
- 油蒸气
污染物的危害
•腐蚀管道，损坏气动元件 •增加运行和维护成本 •降低生产效率、影响产品质量
解决方法
•尘
冷凝液附着 在翅片上
air in 冷凝液因重力 作用落到底部
冷凝液从交 换器中排出
air-to-air
evaporator
demister
condens ate outlet
condensate separation efficiency
SRC气水分离器的除水效率高
不锈钢网式分离器在所有空 气流量下都能稳定工作
露点温度 @7 bar g + 35°C + 10°C + 7°C + 3°C - 20°C - 40°C - 70°C
含水量 （g/Nm3）
5.1881 1.1260 0.9185 0.6947 0.0945 0.0117 0.0002
达成方式 后冷却器
冷干机
吸干机
冷冻干燥机工作流程
制冷循环 蒸发器 空气循环
汽，将压缩空气中含水量降到要求的范围内（即 ISO8573.1要求的露点值）；其次，将压缩空气中的油雾、 油蒸气冷凝，部分被冷干机气水分离器分离排出。
3、后置过滤器（MPH/CPH/MPC）的主要功能：去除
压缩空气中的油雾浓度到更高标准，同时去除大于0.01微 米的颗粒物（正常情况下，后置过滤器处几乎是没有液态 水排出的，如果有，则说明冷干机内部的汽水分离器、排
寿力 SRC冷冻式干燥机
第一章
大气中主要污染物
•尘 (1.4亿颗/m3)
•水 (相对湿度50％-80%)
- 水滴,水雾 - 水蒸气
•油
- 油滴
- 油蒸气
污染物的危害
•腐蚀管道，损坏气动元件 •增加运行和维护成本 •降低生产效率、影响产品质量
解决方法
•尘
《冷冻干燥装置》课件
解吸干燥阶段
总结词
解吸干燥是冷冻干燥的最后阶段，通过逐渐升温升高压力，使物料中的吸附水和其他挥 发性成分被去除。
详细描述
在解吸干燥阶段，随着温度和压力的升高，物料中的吸附水和其他挥发性成分被逐渐去 除。这一步的目的是进一步降低物料中的水分和其他挥发性成分含量，使其达到所需的 干燥程度。控制解吸阶段的温度和压力是关键，以实现水分的有效去除和保持物料的结
更换易损件
根据需要定期更换冷冻干燥装置的易损件，如密封圈、过滤器等。
保养与润滑
定期对冷冻干燥装置进行润滑保养，确保设备运转顺畅，延长使用寿 命。
PART 05
冷冻干燥装置的发展趋势 与展望
新型冷冻干燥装置的研究与开发
高效能
研究新型的冷冻干燥技术 ，提高冷冻干燥装置的能 效比，降低能耗。
智能化
开发具备智能控制功能的 冷冻干燥装置，实现自动 化和远程控制。
制冷系统一般由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成，通过循环制冷剂，将 干燥室的热量带出并排放到外界。
真空系统
真空系统是冷冻干燥过程中的重要环 节，其主要功能是通过抽气装置将干 燥室内的气体抽出，创造一个接近真 空的环境，以利于冷冻干燥的进行。
真空系统一般由真空泵、真空阀门、 真空计和真空管道等组成，通过抽气 作用，使干燥室内的气体压力降低到 所需的真空状态。
2023 WORK SUMMARY
《冷冻干燥装置》 ppt课件
REPORTING
目录
• 冷冻干燥装置概述 • 冷冻干燥装置的组成 • 冷冻干燥装置的操作流程 • 冷冻干燥装置的维护与保养 • 冷冻干燥装置的发展趋势与展望
PART 01
冷冻干燥装置概述
冷冻干燥装置的定义
冻干机的组成课件
冻干机的组成
制冷系统的组成—辅助装置
能量调节器（CPCE）是在压缩机处于极限工况 时，压缩机负载很小的情况下，通过引入热的氟里昂 气体，给压缩机进行压缩，确保压缩机工作的稳定性。 引入氟里昂气体的多少是可以通过压力来调节。
选用DANFOSS品牌的能量调节器。 安全阀安装在水冷凝器上，当水冷凝器内压力超过 25kgf/cm2,安全阀自动释放压力，起到安全保护作用。
- (-)
-70
- (-)
- (-)
注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
冻干机的组成
制冷系统的组成—制冷剂
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。
几种常用的制冷剂：
1、氨制冷剂（R717），为中温制冷剂，有毒，在一定条件下有易燃性和可 爆性，生产方便，价格便宜。
2、氟里昂11（R11），分子式为CCl3F,高温制冷剂，没有腐蚀性、不燃烧、 毒性小。
3、氟里昂12（R12），分子式为CCl2F2，中温制冷剂。 4、氟里昂13（R13），分子式为CClF3，低温制冷剂。 5、氟里昂22（R22），分子式为CHClF2，中温制冷剂。运用广泛。最低蒸
超温报警继电器循环压力继电器循环压力表冷媒排出阀超温报警继电器感温保感应到的温度超过设定的温度超温报警继电器动作报警切断电加热压力小于循环压力继电器设定的压力继电器动作报警来回切换循环泵1用来指示循环压力的作用打开用于排出冷媒导热油tofflon液压系统的组成液压系统主要用于板层升降制品压塞蘑菇阀开启和关闭的时候液压系统主要由液压泵站大油缸小油缸油管等组成
冻干机的组成
冻干机的组成
制冷系统的组成—辅助装置
能量调节器（CPCE）是在压缩机处于极限工况 时，压缩机负载很小的情况下，通过引入热的氟里昂 气体，给压缩机进行压缩，确保压缩机工作的稳定性。 引入氟里昂气体的多少是可以通过压力来调节。
选用DANFOSS品牌的能量调节器。 安全阀安装在水冷凝器上，当水冷凝器内压力超过 25kgf/cm2,安全阀自动释放压力，起到安全保护作用。
- (-)
-70
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注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
冻干机的组成
制冷系统的组成—制冷剂
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。
几种常用的制冷剂：
1、氨制冷剂（R717），为中温制冷剂，有毒，在一定条件下有易燃性和可 爆性，生产方便，价格便宜。
2、氟里昂11（R11），分子式为CCl3F,高温制冷剂，没有腐蚀性、不燃烧、 毒性小。
3、氟里昂12（R12），分子式为CCl2F2，中温制冷剂。 4、氟里昂13（R13），分子式为CClF3，低温制冷剂。 5、氟里昂22（R22），分子式为CHClF2，中温制冷剂。运用广泛。最低蒸
超温报警继电器循环压力继电器循环压力表冷媒排出阀超温报警继电器感温保感应到的温度超过设定的温度超温报警继电器动作报警切断电加热压力小于循环压力继电器设定的压力继电器动作报警来回切换循环泵1用来指示循环压力的作用打开用于排出冷媒导热油tofflon液压系统的组成液压系统主要用于板层升降制品压塞蘑菇阀开启和关闭的时候液压系统主要由液压泵站大油缸小油缸油管等组成
冻干机的组成
冻干机的组成
冻干工艺培训教材(东富龙)-第三章、冻干机的结构和配置
第三章 冻干机的结构与配置第一节 冻干机在冻干药品生产过程中的关系冻干机在冻干药品生产过程中的关系如下：主要灭菌。
将药品主药和辅料溶解在适当的溶剂中（注射用水）。
用不同孔径的滤器对药液分级过滤，最后用0.22μm 的过滤器除菌过滤。
将已除去的药液灌注到容器中，并在容器端口半上胶塞。
在无菌环境中把半上胶塞的药液或开口托盘（冻干原粉）移至冻干机的干燥箱内搁板上，有的工艺的这一步也可能采用另一腔室先进行预冻结。
通过冻干机的运行，对搁板冻结、抽真空和对搁板加热供能，使药品在固态下，通过升华除去大部分的水分。
然后加热蒸发解吸附去除残余水分。
通过安装在干燥腔室内的液压或螺杆式升降装置全压塞（小瓶冻干）。
对托盘中块状粉进行粉碎、过筛、装桶、加内塞（托盘冻干）。
由此可见，冻干机是冻干生产过程中的主要工艺装备，制品中的水分由它来去除。
制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附除去水分和全压塞等操作。
后 处 理药液配置第二节冻干设备的系统组成产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，简称冻干机。
冻干机主要由制冷系统、真空系统、循环系统、液压系统、控制系统、CIP/SIP 系统及箱体等组成。
一、制冷系统制冷系统在冻干设备中最为重要，被称为“冻干机的心脏”。
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。
冷冻干燥过程中常常要求温度达到-50℃以下，因此在中、大型冷冻干燥机中常采用两级压缩进行制冷。
主机选用活塞式单机双级图3-1制冷系统压缩机，每套压缩机都有独立的制冷循环系统，通过板式交换器或冷凝盘管，分别服务于板层和冷凝器。
根据控制系统的运行逻辑，压缩机可以独立制冷板层或制冷冷凝器。
制冷机组应有足够大的制冷量储备，能应付绝大多数制冷异常的情况，即使满负荷工作时，也不至于达到系统极限。
在制冷系统中，除装有显示的高、中、低压、油压力表外，还装有各种压力控制器。
冻干机组成以及工作原理PPT幻灯片
（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) 冷阱化霜时避免化霜蒸汽或热水进入冻干箱。
12
冻干机的结构-制冷系统
制冷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：
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。
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。
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冻干机的结构
便操作者 检查产品的干燥程度。 （3) 冷阱化霜时避免化霜蒸汽或热水进入冻干箱。
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冻干机的结构-制冷系统
制冷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：
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。
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。
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冻干机的结构
12生物分离工程技术(冷冻干燥技术) PPT课件
3、解析干燥(二级干燥)
• 物料中所有的冰晶升华干燥后，物料内留 下许多空穴，但物料的基质内还留有残余 的未冻结水分（它们以结合水和玻璃态形 式存在）。解析干燥就是要把残余的未冻 结水分除去，最终得到干燥物料。 • 通常冻干药品的水分含量低于或接近于2％ 较好，原则上最高不应超过3％。
生物分离工程
第十三章 冻干技术
一、概 述 二、水的三相图 三、冷冻干燥原理 四、冷冻装置 五、应用
生物分离工程
一、概
述
• 水在维持生物体的构造、机能的作用。
• 冷冻干燥对食品、药品贮存的意义
如麻疹疫苗和卡介苗冷冻干燥前在保冷情况 下的有效期均只有3个月，而卡介苗的安全试验就需 耗时2个月才能完成。冷冻干燥工艺使卡介苗的活菌 数经4～5年存放后仍保持在合格水平，完全能够保证 产品规定的1.5年的有效期，
生物分离工程3实验室规模的冻干机生物分离工程4大型冻干机生物分离工程5工业化冻干机1制冷压缩机5急冻库9热水泵13水环泵2制冷压缩机6冷藏库10罗茨泵14干燥箱加热筒3低压循环筒7干燥箱11罗茨泵15捕水器化箱加热桶12罗茨泵16冷却塔及水泵生物分离工程工业冻干机实物图生物分离工程冻干设备的组成1干燥箱2冷凝器?捕水器3加热系统4真空系统5制冷系统6电气控制系统生物分离工程1干燥箱干燥箱是一能抽真空和加热的密闭器物料的升华干燥过程是在干燥室内完成的
三、冷冻干燥技术
1、冷冻阶段
2、升华阶段
3、解析干燥
生物分离工程
1、冷冻阶段
冷冻干燥首先要把原料进行冻结，使原料中 的水变成冰，为下阶段的升华做好准备。 冻结温度的高低及冻结速度是控制目的，温 度要达到物料的冻结点以下，不同的物料其冻接 点各不相同。 冻结速度的快慢直接关系到物料中冰晶颗粒 的大小，冰晶颗粒的大小对固态物料的结构及升 华速率有直接关联。一般情况下，要求1--3小时 完成物料的冻结，进入升华阶段。
冻干机的组成
To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 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) 17,990(17.7) -50 15,800(17.5) 9,400(12.2) -60 11,500(16.0) - (-) -70 - (-) - (-) 注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
Tofflon
制冷系统的组成—压缩机
活塞式压缩机的结构 活塞式压缩机主要由电机、汽阀、 汽缸套、输汽量调节、曲轴、连杆组 件、活塞组件、轴封、机体组件、润 滑系统等组成。 其中汽阀主要由阀座、阀片、汽 阀弹簧和升程限制器组成。
Tofflon
制冷系统的组成—压缩机
螺杆压缩机
螺杆式制冷压缩机与传统的往复式制冷压缩机相比，具有 非常大的优势。 1 、工作效率高。不需要将旋转运动转化为往复运动，减少了由 此带来的机械损失；不会出现没有余隙容积中剩余气体的再膨 胀过程，无滑动摩擦，不需要设置吸、排气阀片，指示效率和 机械效率都比效高。 2 、良好的能量调节方式。往复式压缩机相对调节能力较差，而 螺杆式压缩机在此方面表现突出，其制冷量可在 15% ～ 100%之 间无级调节，当冷量在 60%～ 100%之间调节时，其耗功率与制 冷量以相同比例变化。 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
制冷系统的组成—中间冷却器
冻干机生产使用培训课件
度以下，但这里玻璃化转变温度不是指完全的玻璃化，因为完全的玻璃化是指整
个样品都形成了玻璃态，实现完全玻璃化要求极高的地降温速率，几乎是不可能
的。冻干过程呢个的玻璃化温度指最大冻结浓缩液的玻璃化转变温度。因为在冻
结过程中随着冰晶的析出，剩余溶液的浓度逐渐增加，当达到一定浓度时，剩余
的水分不再结晶，此时的溶液达到最大冻结浓缩状态，对应得温度称为最大冻结
反复预冻升华法：某些共溶点较低的制品，即便很低的温度下也不能达到完全冻结。 外观看好象已经冻结完全，但在升华过程中，往往冻快软化，产生气泡，并在制品表 面形成粘稠状网状结构，影响升华干燥的进行，如蜂蜜、王浆等其物质结构比较复杂 又粘稠的制品往往不易冻结，在升华中出现上述情况。可采用反复预冻方法来解决。 应用此种方法，可提高冻干效率，也改善了制品的质量，缩短冻干周期。
水的三相点的温度是0.01℃， 压强是546.84Pa
冻干理论知识
溶液的冷冻干燥过程
• 冻干溶液一般都是配置成含固体物质4%-15%的稀溶液。 • 溶液里水的组成：
1、大部分水是以水分子的形式存在于溶液中的自由水。 2、少部分是吸附于固体物质晶格间隙中或以氢键方式结合在一 些极性基团上的结合水。
3、固定于生物体和细胞中的水，大部分也是可以冻结和升华的 自由水。也含有一些不能冻结、很难去除的结合水。
和通常的干燥方法如晒干、烘干、煮干、喷雾干燥相比， 有以下优点：
• 它是在低温下干燥，不使蛋白质产生变性，使微生物 之类失去生物活力。
• 由于是低温干燥，使物质中的挥发性成分和受热变性 的营养成分和芳香成分损失很小。
• 在低温干燥过程中，微生物的生长和酶的作用几乎无 法进行，能最好的保持物，溶 质颗粒之间的“液态桥”已被冻成“固态桥”，两颗粒间的相对 位置已经被固定下来，并且两颗粒之间不存在气液界面的表面张 力，随着溶剂的不断升华，“固桥”不断减少，但两颗粒之间的 相对位置已不再发生变化，直至“固态桥”完全消失。
冷冻干燥技术 ppt课件
如各种抗菌素、疫苗、酶制剂、血浆等。
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冷冻干燥技术
空气干燥 ：主要是对空压机高品质高要求压缩空气的冷冻干燥,可得到 无油的干燥压缩空气。 食品行业的应用：几乎所有的农副产品 ， 如肉 、禽 、蛋 、水产品、 蔬菜、瓜果等都可以制成冻干食品 。 在材料制备中的应用：作为一种先进的低温化学制备方法,可以应用于 材料制备领域中,用来制备金属超微粉体,合成金属氧化物、复合氧化物 等精细陶瓷粉末。 生物行业的应用：动物的器官、组织；鲜花等植物类的等亦用此法干燥 保存。
9
冷冻干燥技术
缺点：
设备结构复杂、一次性投资大； 干燥过程中制冷、加热系统能耗占总能耗的 80％ 以上，生产成本高，效率低； 干燥产品呈多孔疏松状结构，暴露于空气中容易 吸湿和氧化，对包装和贮藏条件有特殊的要求。
10
冷冻干燥技术
1.冷冻干燥在药学上的应用 2.冷冻干燥在中药领域中的应用 3.冷冻干燥在生物制药方面的应用 4.冷冻干燥的其他应用
电容测定法：
在冷冻与加热过程中，随着水分的结晶与熔化，电容量将发生显著变化，利 用给这一性质，可以测定共晶点并探测产品是否冻结完全。
热分析法（DSC）：
DSC是基于冻结的药品在升温过程中温度达到共熔点时会有能量的吸收，用 热分析仪来测定该能量吸收峰，可计算得到共晶点温度。
28
29
冷冻干燥技术
许多溶质在冷冻过程中不能形成共熔相，当温度降低时，冷冻 浓缩液会变得更浓更粘稠，同时有冰产生；当温度降低到某一温度 时，很小的温度变化就可能引起冷冻浓缩液粘度显著增加，同时冰 的结晶停止，此时的温度叫做玻璃化转变温度（Tg’）。
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冷冻干燥技术
1.用于不稳定药物的干燥 主要适用于受热不稳定、易氧化、贮存过程易水解的药物。 例如青霉 素、链霉素、苯巴比妥纳、激素类及药用酶等制剂。 2.在药物剂型方面的应用 主要是解决药物剂型不稳定的问题，可以解决在乳剂和混悬剂中出现的 油滴、粒子发生沉降絮凝等现象,保持良好的分散状态。 3.可使固体药物粒度减小 可以较好地解决固体药物的分散,不但使药物粒度减少,而且能够改善疏 水性药物的溶解性能,增加它们的溶解度
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冷冻干燥技术
空气干燥 ：主要是对空压机高品质高要求压缩空气的冷冻干燥,可得到 无油的干燥压缩空气。 食品行业的应用：几乎所有的农副产品 ， 如肉 、禽 、蛋 、水产品、 蔬菜、瓜果等都可以制成冻干食品 。 在材料制备中的应用：作为一种先进的低温化学制备方法,可以应用于 材料制备领域中,用来制备金属超微粉体,合成金属氧化物、复合氧化物 等精细陶瓷粉末。 生物行业的应用：动物的器官、组织；鲜花等植物类的等亦用此法干燥 保存。
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冷冻干燥技术
缺点：
设备结构复杂、一次性投资大； 干燥过程中制冷、加热系统能耗占总能耗的 80％ 以上，生产成本高，效率低； 干燥产品呈多孔疏松状结构，暴露于空气中容易 吸湿和氧化，对包装和贮藏条件有特殊的要求。
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冷冻干燥技术
1.冷冻干燥在药学上的应用 2.冷冻干燥在中药领域中的应用 3.冷冻干燥在生物制药方面的应用 4.冷冻干燥的其他应用
电容测定法：
在冷冻与加热过程中，随着水分的结晶与熔化，电容量将发生显著变化，利 用给这一性质，可以测定共晶点并探测产品是否冻结完全。
热分析法（DSC）：
DSC是基于冻结的药品在升温过程中温度达到共熔点时会有能量的吸收，用 热分析仪来测定该能量吸收峰，可计算得到共晶点温度。
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冷冻干燥技术
许多溶质在冷冻过程中不能形成共熔相，当温度降低时，冷冻 浓缩液会变得更浓更粘稠，同时有冰产生；当温度降低到某一温度 时，很小的温度变化就可能引起冷冻浓缩液粘度显著增加，同时冰 的结晶停止，此时的温度叫做玻璃化转变温度（Tg’）。
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冷冻干燥技术
1.用于不稳定药物的干燥 主要适用于受热不稳定、易氧化、贮存过程易水解的药物。 例如青霉 素、链霉素、苯巴比妥纳、激素类及药用酶等制剂。 2.在药物剂型方面的应用 主要是解决药物剂型不稳定的问题，可以解决在乳剂和混悬剂中出现的 油滴、粒子发生沉降絮凝等现象,保持良好的分散状态。 3.可使固体药物粒度减小 可以较好地解决固体药物的分散,不但使药物粒度减少,而且能够改善疏 水性药物的溶解性能,增加它们的溶解度
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在冻干机设计时，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,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，手阀（顶盖阀），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，压力控制继电器， CPCE （能量调节器），安全阀，制冷管道等。
活塞式压缩机的结构 活塞式压缩机主要由电机、汽阀、 汽缸套、输汽量调节、曲轴、连杆组 件、活塞组件、轴封、机体组件、润 滑系统等组成。 其中汽阀主要由阀座、阀片、汽阀 弹簧和升程限制器组成。
冻干机的组成
制冷系统的组成—压缩机
螺杆压缩机
螺杆式制冷压缩机与传统的往复式制冷压缩机相比，具有非 常大的优势。
冻干机的组成
制冷系统四大件
• “四大件”作用
• 压缩机：“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸汽；
• 节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的
•
制冷剂流量；
• 蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷；
• 冷凝器：输出热量。
• 制冷系统的循环工质—氟利昂（即雪种）
冻干机的组成
制冷系统原理图
冻干机的组成
示意图
冻干机的组成
- (-)
-70
- (-)
- (-)
注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
冻干机的组成
制冷系统的组成—制冷剂
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。
几种常用的制冷剂：
根据压缩的级别，压缩机又可分为单级压缩机、双级压缩机 和复叠式压缩机。
现在选用的大都是活塞式半封闭双级压缩机。 （5HP30HP），品牌为BITZER和COPELAND两种。
小型冻干机选用活塞式半封闭单级压缩机（3HP） COPELAND或活塞式全封闭单级压缩机（3HP） 美国泰康牌。
冻干机的组成
制冷系统的组成—压缩机
选用的水冷凝器，还可以当作制冷剂的储液罐，收 液时就是将氟里昂收到水冷凝器里，然后将水冷凝器 进出液阀关住。
冻干机的组成
水冷凝器
冻干机的组成
制冷系统的组成—中间冷却器
在双级压缩制冷系统中，中间冷却器用来冷却低 压级排气，避免因高压级吸气温度过高而使排气温度 超过允许值，同时提高制冷效率。
冻干机的组成
制冷系统的组成—水冷凝器
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。按冷却方式可分为：水冷式、蒸 发式、空气冷却式（风冷式）；按结构型式可分为壳 管式、套管式、盘管式。
现在选用较多的是壳管水冷式冷凝器。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。
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)
17,990(17.7)
-50
15,800(17.5)
9,400(12.2)
-60
11,500(16.0)
1、氨制冷剂（R717），为中温制冷剂，有毒，在一定条件下有易燃性和可 爆性，生产方便，价格便宜。
2、氟里昂11（R11），分子式为CCl3F,高温制冷剂，没有腐蚀性、不燃烧、 毒性小。
3、氟里昂12（R12），分子式为CCl2F2，中温制冷剂。 4、氟里昂13（R13），分子式为CClF3，低温制冷剂。 5、氟里昂22（R22），分子式为CHClF2，中温制冷剂。运用广泛。最低蒸
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。
冻干机的组成
冻干机的组成
螺杆机的主（阳）、辅（阴）螺 杆
冻干机的组成
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
冷冻机油在油分离器里的油面达到一定位置时，依 靠浮力的作用，浮球将回油阀顶开，由于油分离器里 的压力比压缩机曲轴箱的压力大得多，油就通过回油 管回到压缩机曲轴箱内。当油位下降后，浮球不足于 将回油阀顶开，不回油。因此回油是间隙式的。通过 这种方式，达到油和氟里昂分离的效果，确保压缩机 里有足够的冷冻机油进行润滑。
发温度为-50℃，最高蒸发温度为-20℃。
6、混合制冷剂，共沸混合制冷剂R502。非共沸混合制冷剂R404A、 R507最低蒸发温度为-70℃，最高蒸发温度为-30℃。
冻干机的组成
制冷系统的组成—油分离器
氟里昂经过压缩机压缩后变成高温高压的气体， 进入到 油分离器中。冷冻机油也会随高温高压的气体 进入到油分离器，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。
冻干机的组成
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。
冻干机的组成
冻干机的组成
冻干机的结构和组成
真
冷冻系统
空
真空系统
冷
循环系统
冻
液压系统
干
CIP、SIP系统
燥
气动系统
机
电器控制系统
箱体结构
冻干机的组成
冻干机主体
冻干机的组成
制冷系统的组成
制冷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。
1、工作效率高。不需要将旋转运动转化为往复运动，减少了由 此带来的机械损失；不会出现没有余隙容积中剩余气体的再膨 胀过程，无滑动摩擦，不需要设置吸、排气阀片，指示效率和 机械效率都比效高。
2、良好的能量调节方式。往复式压缩机相对调节能力较差，而 螺杆式压缩机在此方面表现突出，其制冷量可在15%～100% 之间无级调节，当冷量在60%～100%之间调节时，其耗功率 与制冷量以相同比例变化。
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，手阀（顶盖阀），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，压力控制继电器， CPCE （能量调节器），安全阀，制冷管道等。
活塞式压缩机的结构 活塞式压缩机主要由电机、汽阀、 汽缸套、输汽量调节、曲轴、连杆组 件、活塞组件、轴封、机体组件、润 滑系统等组成。 其中汽阀主要由阀座、阀片、汽阀 弹簧和升程限制器组成。
冻干机的组成
制冷系统的组成—压缩机
螺杆压缩机
螺杆式制冷压缩机与传统的往复式制冷压缩机相比，具有非 常大的优势。
冻干机的组成
制冷系统四大件
• “四大件”作用
• 压缩机：“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸汽；
• 节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的
•
制冷剂流量；
• 蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷；
• 冷凝器：输出热量。
• 制冷系统的循环工质—氟利昂（即雪种）
冻干机的组成
制冷系统原理图
冻干机的组成
示意图
冻干机的组成
- (-)
-70
- (-)
- (-)
注)数值为制冷量Kcal/h( )内为动力Kw
冻干机的组成
制冷系统的组成—制冷剂
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。
几种常用的制冷剂：
根据压缩的级别，压缩机又可分为单级压缩机、双级压缩机 和复叠式压缩机。
现在选用的大都是活塞式半封闭双级压缩机。 （5HP30HP），品牌为BITZER和COPELAND两种。
小型冻干机选用活塞式半封闭单级压缩机（3HP） COPELAND或活塞式全封闭单级压缩机（3HP） 美国泰康牌。
冻干机的组成
制冷系统的组成—压缩机
选用的水冷凝器，还可以当作制冷剂的储液罐，收 液时就是将氟里昂收到水冷凝器里，然后将水冷凝器 进出液阀关住。
冻干机的组成
水冷凝器
冻干机的组成
制冷系统的组成—中间冷却器
在双级压缩制冷系统中，中间冷却器用来冷却低 压级排气，避免因高压级吸气温度过高而使排气温度 超过允许值，同时提高制冷效率。
冻干机的组成
制冷系统的组成—水冷凝器
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。按冷却方式可分为：水冷式、蒸 发式、空气冷却式（风冷式）；按结构型式可分为壳 管式、套管式、盘管式。
现在选用较多的是壳管水冷式冷凝器。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。
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)
17,990(17.7)
-50
15,800(17.5)
9,400(12.2)
-60
11,500(16.0)
1、氨制冷剂（R717），为中温制冷剂，有毒，在一定条件下有易燃性和可 爆性，生产方便，价格便宜。
2、氟里昂11（R11），分子式为CCl3F,高温制冷剂，没有腐蚀性、不燃烧、 毒性小。
3、氟里昂12（R12），分子式为CCl2F2，中温制冷剂。 4、氟里昂13（R13），分子式为CClF3，低温制冷剂。 5、氟里昂22（R22），分子式为CHClF2，中温制冷剂。运用广泛。最低蒸
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。
冻干机的组成
冻干机的组成
螺杆机的主（阳）、辅（阴）螺 杆
冻干机的组成
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
冷冻机油在油分离器里的油面达到一定位置时，依 靠浮力的作用，浮球将回油阀顶开，由于油分离器里 的压力比压缩机曲轴箱的压力大得多，油就通过回油 管回到压缩机曲轴箱内。当油位下降后，浮球不足于 将回油阀顶开，不回油。因此回油是间隙式的。通过 这种方式，达到油和氟里昂分离的效果，确保压缩机 里有足够的冷冻机油进行润滑。
发温度为-50℃，最高蒸发温度为-20℃。
6、混合制冷剂，共沸混合制冷剂R502。非共沸混合制冷剂R404A、 R507最低蒸发温度为-70℃，最高蒸发温度为-30℃。
冻干机的组成
制冷系统的组成—油分离器
氟里昂经过压缩机压缩后变成高温高压的气体， 进入到 油分离器中。冷冻机油也会随高温高压的气体 进入到油分离器，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。
冻干机的组成
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。
冻干机的组成
冻干机的组成
冻干机的结构和组成
真
冷冻系统
空
真空系统
冷
循环系统
冻
液压系统
干
CIP、SIP系统
燥
气动系统
机
电器控制系统
箱体结构
冻干机的组成
冻干机主体
冻干机的组成
制冷系统的组成
制冷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。
1、工作效率高。不需要将旋转运动转化为往复运动，减少了由 此带来的机械损失；不会出现没有余隙容积中剩余气体的再膨 胀过程，无滑动摩擦，不需要设置吸、排气阀片，指示效率和 机械效率都比效高。
2、良好的能量调节方式。往复式压缩机相对调节能力较差，而 螺杆式压缩机在此方面表现突出，其制冷量可在15%～100% 之间无级调节，当冷量在60%～100%之间调节时，其耗功率 与制冷量以相同比例变化。