一、冷凍干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)組成
冷凍干燥機(jī)也稱(chēng)為凍干機(jī)、真空冷凍干燥機(jī),主要由干燥箱、冷凝器(捕水器)、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)六大部件組成。
1.1干燥箱是一種能抽真空和加熱的密閉器,物料的升華干燥過(guò)程是在干燥室內(nèi)完成的,物料是放在干燥室內(nèi)擱板上的不銹鋼托盤(pán)內(nèi)的,按每平方托盤(pán)面積8~12公斤的比例裝料,每一層擱板上都有一個(gè)可供測(cè)量物料溫度的探頭,用以監(jiān)測(cè)整個(gè)凍干過(guò)程中的物料溫度。門(mén)采用橡膠密封條,應(yīng)注意關(guān)門(mén)時(shí)要把門(mén)上的手柄擰緊,確保箱內(nèi)密封。
1.2冷凝器(捕水器)是凝結(jié)升華水氣的密閉裝置,內(nèi)部有一個(gè)較大面積的金屬吸附面,從干燥箱物料中升華出來(lái)的水蒸氣可凝結(jié)吸附在其金屬表面上,吸附面的工作溫度可達(dá)-45℃~-55℃,冷凝器外形是不銹鋼或鐵制成的圓筒,內(nèi)部盤(pán)有冷凝管,分別與制冷機(jī)組相連,組成制冷循環(huán)系統(tǒng)。冷凝器與干燥箱連接采用真空蝶閥;采用不銹鋼管與真空泵組連接組成真空系統(tǒng),筒內(nèi)冷凝管上部裝有化霜噴水管,它通過(guò)真空隔膜閥與水管連接,這是為了保證化霜水等不進(jìn)入干燥箱和真空管道。在冷凝器外部采用泡沫塑料板保溫絕熱,最外層包以不銹鋼板。
1.3冷凍干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的作用是對(duì)干燥箱內(nèi)物料進(jìn)行加熱,以便使物料不斷地得到升華熱,使物品以達(dá)到規(guī)定的含水率要求,凍干機(jī)加熱系統(tǒng)有不同的加熱方法,在接觸式加熱中,我們采用的是循環(huán)介質(zhì)加熱法。循環(huán)加熱系統(tǒng)由管道泵、循環(huán)介質(zhì)箱、加熱器、進(jìn)出管路、液溫控制器等組成。
1.4真空系統(tǒng)有旋片真空泵或水環(huán)泵和羅茨真空泵組成,羅茨泵為增壓泵不能單獨(dú)使用,必須首先啟動(dòng)旋片泵或水環(huán)泵,使其工作一段時(shí)間,當(dāng)系統(tǒng)中的真空度達(dá)到1Kpa以下時(shí),再自動(dòng)啟動(dòng)羅茨泵。旋片泵結(jié)構(gòu)、羅茨泵結(jié)構(gòu)等見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。該真空系統(tǒng)的真空表可使用電接點(diǎn)真空表,可根據(jù)預(yù)先選定的真空度值,自動(dòng)控制羅茨泵的啟動(dòng)。干燥箱與冷凝器之間真空管道中,裝有真空蝶閥,可根據(jù)使用要求隨時(shí)開(kāi)、關(guān)。真空泵管路上,裝有電磁放氣截止閥,當(dāng)真空泵停止工作時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉真空管路,同時(shí)將空氣放入泵內(nèi),避免真空泵油因負(fù)壓作用回放至真空管路中,真空泵的連接管路之間裝有波紋軟管,防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)。
1.5冷凍干燥機(jī)制冷系統(tǒng)由制冷壓縮機(jī)組(包括:水冷冷凝器,油分離器、高壓管路、干燥過(guò)濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器、低壓管路組成),采用氟利昂機(jī)組和R22制冷劑或氟制冷機(jī)組,制冷機(jī)組組成使凍干品速凍用的制冷系統(tǒng)和捕水器制冷系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)工作,接觸加熱方式中擱板溫度可降至-35℃。當(dāng)制冷系統(tǒng)工作時(shí),冷凝盤(pán)管的表面溫度可達(dá)-35~-55℃,欣諭凍干機(jī)廠根據(jù)客戶需要采用單級(jí)雙級(jí)或雙級(jí)三級(jí)制冷壓縮機(jī)組,制冷效果好,廠家技術(shù)可以支持隔板可到-70度,冷井-120度。
1.6電氣控制系統(tǒng)由電腦顯示記錄儀、控制臺(tái)、控制儀表、調(diào)節(jié)儀表等自動(dòng)裝置和電路組成。它的功能是對(duì)冷凍干燥機(jī)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制,控制設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)??刂婆_(tái)是溫度、真空度巡檢儀的記錄控制儀表及各機(jī)組開(kāi)關(guān)的集中集團(tuán),控制臺(tái)的儀表板裝有溫度,真空度巡檢儀,干燥箱和真空泵的真空計(jì),溫度指示調(diào)節(jié)儀,液溫控制調(diào)節(jié)儀,計(jì)時(shí)鐘等。按鈕板上裝有各機(jī)組的開(kāi)關(guān)等。凍干機(jī)還設(shè)有連鎖保護(hù)裝置,
如:
?、偾跋渲评鋾r(shí)加熱管不能工作。
?、谡婵毡聿坏皆O(shè)定值,羅茨泵不能啟動(dòng)。
?、劾鋮s水未提供,制冷機(jī)組不啟動(dòng)。
?、苷婵毡谩㈦姶砰y帶放氣截止閥與真空泵電源表連在一起,同時(shí)工作。
?、輸R板加熱恒溫,由溫度指示調(diào)節(jié)儀控制。
二、冷凍干燥機(jī)工作原理真空冷凍干燥是先將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下,使物料中的水分變成固態(tài)的冰,然后在適當(dāng)?shù)恼婵斩认?,使冰直接升華為水蒸氣。再用真空系統(tǒng)中的水汽凝結(jié)器(捕水器)將水蒸汽冷凝,從而獲得干燥制品的技術(shù)。
冷凍干燥過(guò)程分為預(yù)凍、升華干燥、解析干燥3個(gè)過(guò)程。