真空冷凍幹燥設備的原理及組成

真空冷凍幹燥設備的工作原理是:

先將物料凍結到共晶點溫度以下,使水分變成固態的冰,然後將經過前處理的預凍物料裝入幹燥倉(cang) 內(nei) ,在低溫真空狀態下,由加熱板導熱或輻射方式供給熱能,使物料中的水分直接由冰升華成水蒸氣。不斷升華出的水蒸氣,由真空泵組抽至捕水倉(cang) 內(nei) ,在-40℃～-45℃的排管外壁上凝結被捕,直至按凍幹曲線達到規定的要求而停止供熱和抽真空,完成物料凍幹全過程。

真空冷凍幹燥設備組成：

由真空冷凍幹燥箱(簡稱凍幹箱)、真空係統、製冷係統、加熱係統及自動控製係統等幾部分組成。

• 幹燥箱　　

幹燥箱是一個(ge) 真空密閉容器,是冷凍幹燥設備的重要組成部件之一,是幹燥過程中傳(chuan) 熱和傳(chuan) 質的場所,它的性能好壞直接影響到冷凍幹燥設備的性能。如果帶有蒸汽消毒滅菌功能,凍幹箱還應是一個(ge) 低壓內(nei) 壓容器。幹燥室的形狀主要有圓形和矩形兩(liang) 種。圓形幹燥室操作容易、強度高、製作費用低,但其內(nei) 部空間利用率低。矩形幹燥室空間利用率高,但製造費用高。　　

• 真空係統　

真空係統包括真空幹燥室、隔離閥、水蒸氣捕集冷凝器、真聯式旋片真空泵、聯接管道以及放氣閥等。係統內(nei) 空氣水蒸氣的抽除是由真空泵來完成的。當真空泵工作時,打開隔離閥,真空幹燥室內(nei) 的空氣及水蒸氣經過水蒸氣捕集冷凝器捕獲水分後進入真空泵,由真空泵排氣口排出係統外。為(wei) 了防止經水蒸氣捕集冷凝器後抽除的氣體(ti) 中仍含有極少量的水蒸氣進入泵內(nei) ,係統配氣鎮閥。冷凍幹燥時,打開氣鎮閥。在真空泵的排氣口裝有油霧捕集器,以防止排出氣體(ti) 中煙霧汙染室內(nei) 環境。　　

• 加熱係統　

為(wei) 了使凍結後製品中的水蒸氣不斷地從(cong) 冰晶中升華出來,就必須提供水蒸氣升華所需的足夠熱量,因此要有加熱係統。加熱係統除加熱板以外,還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動調節閥、循環泵及管路、閥門、液位計、溫度傳(chuan) 感器等。　　

• 製冷係統　　

水蒸氣凝結器又稱為(wei) 冷阱,是製冷係統的主要部件。在1313Pa真空下,質量為(wei) 1g的冰升華可生成100m3的水蒸氣。若這大量的水蒸氣不加以處理而由真空泵抽出,則需要大容量的抽氣機才能維持所需的真空度。冷阱的作用是將幹燥室中的水蒸氣冷凝吸附變成冰,以免進入真空泵,一方麵可以減小真空泵的工作負擔,另一方麵能夠保證幹燥室具有較低的真空度。　　

• 自動控製係統　　

自動控製係統是凍幹機的指揮機構。凍幹機的控製包括製冷機、真空泵的起、停,加熱溫度的控製,物料溫度、冷阱溫度、真空度的測試與(yu) 控製,自動保護和報警裝置等。自動控製係統的功能是對凍幹機的各個(ge) 重要參數進行測量、顯示;根據預先的設置對凍幹機進行控製,使其運行在規定的狀態,可對故障狀態報警並自動應急處理。通過測量和記錄凍幹過程的工藝參數,可以完整地了解整個(ge) 凍幹過程;對這些參數實施有效的控製,則可以實現對整個(ge) 凍幹過程的優(you) 化,即在保證產(chan) 品質量的前提下,提高生產(chan) 效率以及減小能量消耗。