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来源: 宁波新芝冻干设备股份有限公司  作者: http://www.scientz.net/  Time: 2019-03-13

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真空冷冻干机的工作原理


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。


以上内容就是新芝设备为大家详细介绍真空冷冻干燥机的工作原理、组成、优势、应用、操作规程及维护要点。真空冷冻干燥机是在低温、真空状态下对物料进行干燥的过程,并最大限度保持被干物料色、香、味、形状和营养成分,且产品极易溶于水,能够迅速复原,密封包装后保存期长。