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冻干机的原理以及介绍都是哪些?

发布时间:2021-04-20       浏览人次:0

1.冷冻干燥机原理—简介
 
冷冻干燥机是一种将含水物品预冷冻然后在真空状态下升华水以获得干燥物品的技术方法。 冷冻干燥的物品易于长时间保存,加水后可以恢复到冷冻干燥之前的状态,并保持原始的生化特性。
 
 真空冷冻干燥技术在生物工程,制药工业,食品工业,材料科学以及农副产品的深加工领域中有着广泛的应用,其规模和领域还在不断扩大。 因此,真空冷冻干燥必将成为21世纪的重要应用技术。
 
2.冷冻干燥机基本结构原理
 
冷冻干燥机系统由制冷系统,真空系统,加热系统和电气设备控制系统组成。主要部件有干燥箱,冷凝器,制冷装置,真空泵,加热/冷却装置等。
 
      制冷系统是冷冻干燥机最重要的部分,被称为“冷冻干燥机的心脏”。制冷系统主要由以下组件组成:压缩机,制冷剂,油分离器,水冷凝器,干式过滤器,中冷器,观察镜,电磁阀,手动阀(顶阀),膨胀阀,蒸发(板式换热器,后箱冷凝)盘管),气液分离器,回风过滤器,压力表,压力控制继电器,CPCE(能量调节器),安全阀,制冷管道等
 
      冷冻干燥是一种利用升华原理进行干燥的技术。该过程是将干燥的物质在低温下快速冷冻,然后在合适的真空环境中将冷冻的水分子直接升华成水蒸气逸出的过程。冷冻通过干燥获得的产品称为冻干机,该过程称为冻干。
 
      冷冻干燥机的工作原理(如下图所示)是:液态制冷剂吸收蒸发器中冷却后的物质的热量后,蒸发成低压和低温蒸汽,然后被低压蒸汽吸入。压缩机,压缩成高温高压蒸汽,然后排放到冷凝器中。冷凝器将热量辐射到冷凝器中的冷却介质(水或空气),冷凝成高压液体,节流成低压和低压液体通过节流装置,然后再次进入蒸发器吸收热量并蒸发。
 
      冷冻干燥机的工作原理是一种利用升华原理进行干燥的技术。要在低温下快速冷冻干燥的材料,然后在合适的真空环境中,冷冻的水分子直接升华成水蒸气。退出过程。通过冷冻干燥获得的产物称为冻干剂,该过程称为冻干。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),并且冰晶均匀地分布在该物质中。升华过程不会因脱水而浓缩,并且避免了诸如水蒸气引起的起泡和氧化之类的副作用。干燥物质以干燥海绵的形式是多孔的,其体积基本不变,并且容易溶于水以恢复其原始形状。在最大程度上防止干燥物质的物理,化学和生物变性。冷冻干燥机由制冷系统,真空系统,加热系统和电气设备控制系统组成。主要部件是干燥箱,冷凝器,制冷装置,真空泵,加热/冷却装置等。其工作原理是先将干燥的物品冷冻至三点温度以下,然后将固体水(冰)直接升华到其中。物品在真空条件下变成水蒸气,将其从物品中取出,然后干燥。预处理后,物料被送到速冻仓库进行冷冻,然后送到干燥仓库进行升华和脱水,然后包装在后处理车间中。真空系统为升华干燥室建立低压条件,加热系统为材料提供升华潜热,制冷系统为冷阱和干燥室提供所需的冷能。该设备采用高效辐射加热,物料被均匀加热;采用高效集水器,可实现快速除霜。采用高效真空装置,可实现油水分离。采用并联集中制冷系统,按需多路制冷,工作条件稳定节能。采用人工智能控制,控制精度高,操作方便。新宇仪器网络freeze对冷冻干燥产品的质量要求是:生物活性不变,外观和颜色均匀,形状完整,结构牢固,溶解速度快,残留水分低。
 
      冷冻干燥技术是一种特殊的干燥技术。冷冻干燥技术的基本原理是基于水的三相变化。水(H2O)的三相为固态,液态和气态。水的三个相可以共存并相互转化。水(H2O)的相平衡图如图1所示。三相点对应的温度为0.01℃,水蒸气压为6.105×10-4MPa。在这些条件下,水,冰和水蒸气这三个阶段共存。再次保持平衡。当水蒸气压力大于6.105×10-4MPa时,冰融化成水,水蒸发成水蒸气,这就是蒸发过程。当水蒸气压力小于6.105×10-4MPa时,冰被加热升华成水蒸气,这就是升华过程。
 
      真空冷冻干燥利用水的相变原理。冷冻干燥是将物料预冷至-30?-40℃,可以将物料中的大部分水冻结成冰,然后在真空条件下提供低温热源。 ,将冰升华成水蒸气,使物料达到脱水干燥的目的。它不同于传统的加热方法。加热和干燥仅具有从“液体→气体”的相变,而冷冻干燥需要两个相变,首先是从“液体→固体”变形,然后通过升华“固体→固体”。 “气体”的相变[9]。另外,通过冷冻干燥技术加工的材料具有多孔疏松的结构,并具有较好的水合性,便于后续加工或直接食用。
二、冻干机设备结构组成

冻干机设备也叫真空冷冻干燥机,通常由干燥室、制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统设备组成。
 
2.1 干燥室
 
干燥室是冻干机的重要设备之一,干燥室的性能直接影响到冻干机的性能,既能加热又能制冷。它有圆筒形及方形两种主要形状,圆筒形容易操作,制作成本较高所以冻干机价格也会根据质量来决定;而方形则相反。
 
2.3 真空系统
 
真空系统由真空泵、真空压力计、真空压力开关和真空度调节阀等构成,整个系统必须达到完全密封,一般采用机械真空泵,最常见的真空泵有旋片式和滑片式油封机械真空泵。
 
2.4 加热系统
 
加热系统由加热板、换热器、循环泵及管路、阀门、温度传感器等组成,电加热和蒸汽加热是两种主要的加热方式,加热系统可使产品中的冰晶升华成水蒸气,也为冷凝器内的积霜溶解提供足够的热量。
 

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