真空冷冻干机工作原理

真空冷冻干机工作原理
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，主要由制冷系统和真空系统两部分组成。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。
真空冷冻干机的组成
通常由干燥仓、冷凝器（捕水器）、加热系统、真空系统、制冷系统和电气控制系统六大部件组成。
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，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，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（+60~+70）℃。
4、真空系统
真空系统由真空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，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，R22或R404a制冷剂组成。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
6、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。
真空冷冻干机的优点
1、具有干燥速度快，时间缩短3~10倍；
2、能耗低，只有普通干燥机能耗的20%-30%；
3、干燥温度范围宽（-55℃~+70℃均能干燥），能在低温范围内（-20℃~50℃）进行快速干燥；
4、干燥室中真空无氧，干燥质量可与原生态新鲜物料的质量相毗美；
5、它能对有机溶剂进行回收，有利于降低生产成本和环境保护，尤其适合于普通干燥机无法干燥的含有机溶剂的物料。
6、立式开门式结构，可实现物料的原位冻干
7、控制系统以PLC为核心，采用触摸屏作为人机操作界面，实时记录冻干进程中多路温度数据，并可以曲线形式浏览,人机界面清晰、直观。
8、可预置搁板控温曲线，实现升华过程的自动化。
9、主机带有USB接口，可将冻干数据实时上传到计算机并对其实现保存、浏览、打印等功能。
10、可以降低物料被氧化变质的可能性，消灭物料中的细菌，保证品质；同时，物料原本的外形能得到很好的保留
真空冷冻干机的应用范围
1、可用于果蔬、肉禽、水产、调味品、方便食品及名优特产等干燥，
可达到保持食品原有的色、香、味、形、新鲜度不变的目的，且复水性好，成品便于储存和运输，费用降低，保存期延长。
2、在人参、冬虫夏草等营养保健品，采用真空冷冻干燥工艺，更使人们相信该营养品纯真自然。
3、应用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等中西药品的脱水与保存；，仍保持其生物理特性。
真空冷冻干燥机的发展趋势
随着产业的扩大化和对产能和降低能耗的追求，升华界面温度高，有利于水蒸气扩散，更适用于热敏性物料的干燥。
真空冷冻干燥机的使用规程
1、制备样品应尽可能扩大其表面积，其中不得含有酸碱物质和挥发性有机溶剂。样品必须完全冻结成冰，如有残留液体会造成气化喷射。注意冷阱约为零下65度，可以做低温冰箱使用，但必须戴保温手套操作防止冻伤。
2、启动真空泵以前，检查出水阀是否拧紧，充气阀是否关闭，有机玻璃罩与橡胶圈的接触面是否清洁无污物，良好密封。
3、启动制冷机，预冷30分钟以上。将样品放入样品架，盖上有机玻璃罩，并启动真空泵。待气压数显稳定后，记录温度和气压数值。
4、样品在冷冻过程中，温度逐渐降低，可以将样品取出回暖一段时间后(仍处于冰冻状态)，继续干燥，以缩短干燥时间。
5、纪录真空冷冻干燥机械停机前的温度和气压数值。
6、关闭真空泵，按下控制面板的充气阀。气压数显为大气压时，打开有机玻璃罩，取出样品。
7、关闭制冷机，按住总开关键三秒以上，最后关闭总电源开关。等冷阱中的冰完全化成水后，打开机箱左侧的出水阀放水，并用干布清洁冷阱内壁，盖上大张滤纸防尘。
真空冷冻干燥机的维护
1、制冷系统的维护
1）每日的例行检查。检查内容主要有：
1、按下控制面板的充气阀，并立即关闭真空泵。气压数显为大气压时，打开有机玻璃罩，取出样品。
2、关闭制冷机，最后关闭总电源开关。等冷阱中的冰完全化成水后，打开机箱左侧的出水阀放水，并用干布清洁冷阱内壁，盖上大张滤纸防尘。
真空冷冻干燥机的维护
1、制冷系统的维护
1）每日的例行检查。检查内容主要有：
①所有应开的阀门是否打开。
②压缩机的压力是否在正常范围内。
③冷却水的压力和温度是否正常。
④压缩机回油及油位是否正常。
⑤压缩机运行声音是否正常。
⑥制冷管路是否产生异常振动。
⑦压缩机和膨胀阀结霜情况等。
检查中发现有异常情况，应找出原因，及时处理，消除事故隐患。
2）长期不使用设舒时应将制冷剂收入冷凝器内防止制冷剂泄漏，在生产过程中要经常对制冷系统进行检漏，保证发现漏点及时处理，如制冷剂不足，应及时充注，以免影响设备的正常运行。
2、真空系统的维护
①定期更换真空泵油，以保证真空泵的性能。
②真空泵起动前应检查油位是否正常，一般应在视油镜1/2左右的位置。
③对箱体抽真空前一定要保证后箱干燥，避免将水汽抽人泵体，影响真空泵的抽气效率。

 真空冷冻干机工作原理