實(shí)驗(yàn)室冷凍干燥機(jī) 低溫真空凍干食品果蔬

產(chǎn)品介紹

冷凍干燥機(jī)是將含水物品預(yù)先凍結(jié)，然后將其水分在真空狀態(tài)下升華而獲得干燥物品的一種技術(shù)方法。經(jīng)冷凍干燥處理的物品易于長期保存，真空冷凍干燥機(jī)加水后能恢復(fù)到凍干前的狀態(tài)并保持原由的生化特性。廣泛應(yīng)用于藥品、生物制品、化工及食品工業(yè)，對于熱敏物質(zhì)如抗菌素、疫苗、血液制品、酶激素和其它生物制品，冷凍干燥技術(shù)更能顯示其獨(dú)特性。

冷凍干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

冷凍干燥機(jī)也稱為凍干機(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

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內(nèi)的， 按每平方托盤面積 8~12公斤的比例裝料，每一層擱板上都有一個(gè)可供測量物料溫度的探頭，用以監(jiān)測整個(gè)凍干過程中的物料溫度。門采用 橡膠密封條，應(yīng)注意關(guān)門時(shí)要把門上的手柄擰緊，確保箱內(nèi)密封。

1.2 冷凝器（捕水器）

冷凝器是凝結(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，Z外層包以不銹鋼板。

1.3 加熱系統(tǒng)

冷凍干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的作用是對干燥箱 內(nèi)物料進(jìn)行加熱，以便使物料不斷地得到升華加熱，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。循環(huán)液可由水 4 份、乙醇 2 份，乙 二醇 4 份配置成循環(huán)不凍液，其凝固點(diǎn)為 - 120℃，在使用時(shí)液溫Z高不超過 60℃，現(xiàn)大 部分凍干設(shè)備已經(jīng)采用硅油作為循環(huán)液。當(dāng)加 熱系統(tǒng)工作時(shí)，先對循環(huán)液進(jìn)行加熱，液溫通過 液箱控制調(diào)節(jié)儀選定的溫度自動控制加熱， 管道泵開啟后，可將循環(huán)液送入干燥箱內(nèi)擱板中， 對擱板加熱，然后返回液箱進(jìn)行加熱循環(huán)。而在 輻射或加熱中我們采用蒸氣加熱Z高溫度為 120℃，由蒸氣電磁閥自動控制溫度。

1.4 真空系統(tǒng)

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，必須先啟動旋片泵或水環(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 動啟動羅茨泵。旋片泵結(jié)構(gòu)、羅茨泵結(jié)構(gòu)等見說明書。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，自動控制羅茨泵的啟動。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、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。

1.5 制冷系統(tǒng)

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)，冷凝盤管的表面溫度可達(dá) - 35～- 55℃，根據(jù)客戶需要采用單級或雙級制冷壓縮機(jī)組，制冷效果好。

1.6 電氣控制系統(tǒng)

冷凍干燥機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由電腦顯示 記錄儀、控制臺、控制儀表、調(diào)節(jié)儀表等自動裝 置和電路組成。它的功能是對冷凍干燥機(jī)進(jìn)行 手動或自動控制，控制設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂婆_是 溫度、真空度巡檢儀的記錄控制儀表及各機(jī)組 開關(guān)的集中集團(tuán)，控制臺的儀表板裝有溫度，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)組的開關(guān)等。凍干機(jī)還設(shè)有連鎖保 護(hù)裝置，如①前箱制冷時(shí)加熱管不能工作。②真 空表不到設(shè)定值，羅茨泵不能啟動。③冷卻水未 提供，制冷機(jī)組不啟動。④真空泵、電磁閥帶放 氣截止閥與真空泵電源表連在一起，同時(shí)工作。 ⑤擱板加熱恒溫，由溫度指示調(diào)節(jié)儀控制。

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冷凍干燥機(jī)的優(yōu)勢

干燥的方法多種多樣，如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進(jìn)行。干燥所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小、質(zhì)地變硬的問題，易揮發(fā)的成分大部分會損失掉，一些熱敏性的物質(zhì)發(fā)生變性、失活，有些物質(zhì)甚至發(fā)生了氧化。因此，干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比，在性狀上有很大的差別。 凍干法則基本上在0℃以下進(jìn)行，即在產(chǎn)品凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行，只在后期降低產(chǎn)品的殘余水份含量時(shí)，才讓產(chǎn)品升至0℃以上的溫度，但一般不超過40℃。在真空條件下，當(dāng)水蒸汽直接升華出來后，藥物剩留在凍結(jié)時(shí)的冰架中，形成類似海綿狀疏松多孔架構(gòu)，因此它干燥后體積大小幾乎不變。再次使用前，只要加入注射用水，又會立即溶解。凍干機(jī)相對常規(guī)方法，凍干法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

許多熱敏性的物質(zhì)不會發(fā)生變性或失活。

在低溫下干燥時(shí)，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小。

在凍干過程中，微生物的生長和酶的作用無法進(jìn)行，因此能保持原來的性狀。

由于在凍結(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行干燥，因此體積幾乎不變，保持了原來的結(jié)構(gòu)，不會發(fā)生濃縮現(xiàn)象。

由于物料中水分在預(yù)凍以后以冰晶的形態(tài)存在，原來溶于水中的無機(jī)鹽類溶解物質(zhì)被均勻地分配在物料之中。升華時(shí)，溶于水中的溶解物質(zhì)就析出，避免了一般干燥方法中因物料內(nèi)部水分向表面遷移所攜帶的無機(jī)鹽在表面析出而造成表面硬化的現(xiàn)象。

干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而，幾乎立即恢復(fù)原來的性狀。

由于干燥在真空下進(jìn)行，氧氣極少，因此一些易氧化的物質(zhì)得到了保護(hù)。

干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產(chǎn)品能長期保存而不致變質(zhì)。

因物料處于凍結(jié)狀態(tài)，溫度很低，所以供熱的熱源溫度要求不高，采用常溫或溫度不高的加熱器即可滿足要求。如果冷凍室和干燥室分開時(shí)，干燥室不需絕熱，不會有很多的熱損失，故熱能的利用很經(jīng)濟(jì)。