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冷凍干燥機(jī)原理

閱讀：21發(fā)布時(shí)間：2025-10-22

冷凍干燥機(jī)原理
一、真空冷凍干燥的定義與優(yōu)點(diǎn)
制品經(jīng)凍結(jié)，并在一定的真空條件下使冰晶升華，從而達(dá)到低溫脫水的目的，此過(guò)程即稱(chēng)為冷凍干燥（Freeze-drying），簡(jiǎn)稱(chēng)凍干。
凍干的固體物質(zhì)由于微小的冰晶體的升華而呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，并保持原先凍結(jié)時(shí)的體積，加水后極易溶解而復(fù)原，制品在升華過(guò)程中溫度保持在較低溫度狀態(tài)下（一般低于-250℃），因而對(duì)于那些不耐熱的物質(zhì)，諸如酶、**、核酸、血液和**制品等的干燥尤為適宜。干燥的結(jié)果能排出95~99%以上的水份，有利于制品的長(zhǎng)期保存。制品干燥過(guò)程是在真空條件下進(jìn)行的，故不易氧化。針對(duì)部分生化**的化學(xué)、物理、生物的不穩(wěn)定性，凍干已被實(shí)踐證明是一種非常的手段。隨著生化**與生物制劑的迅速發(fā)展，凍干技術(shù)將越來(lái)越顯示其重要性與性。
二、冷凍干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能簡(jiǎn)介
冷凍干燥機(jī)系由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電器儀表控制系統(tǒng)所組成。主要部件為干燥箱、凝結(jié)器、冷凍機(jī)組、真空泵加熱/冷卻裝置等。
制品的凍干是在干燥箱中進(jìn)行，干燥箱內(nèi)擱板采用不銹鋼板制成，內(nèi)有媒體導(dǎo)管分布其中，可對(duì)制品進(jìn)行冷卻或熱，干燥箱的后面裝有真空傳感器，它將真空度轉(zhuǎn)變成電訊號(hào)，箱門(mén)四周鑲嵌有密封橡膠圈，臨用前可涂以真空硅脂保證箱體的密封。
凝結(jié)器*好為纏繞柱面式，不銹鋼柱面外繞有多組冷氣盤(pán)管，其工作溫度低于干燥箱內(nèi)制品的溫度，*低可達(dá)-550℃，從制品中升華出來(lái)的水蒸氣能充分地凝結(jié)在與冷盤(pán)管相接觸的不銹鋼柱面的內(nèi)表面上，從而保證凍干過(guò)程的順利進(jìn)行，光滑的柱面式結(jié)構(gòu)*大的優(yōu)點(diǎn)是容易清潔，在凍干結(jié)束后，可用電熱將霜層除去。
旋片式真空泵用以對(duì)系統(tǒng)抽真空，在機(jī)械泵的進(jìn)氣口安裝了一個(gè)帶自動(dòng)放氣的電磁真空閥，它與旋片泵為同一電源控制，當(dāng)停泵時(shí)，電磁閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)向真空泵內(nèi)放氣，既保護(hù)了真空系統(tǒng)，又防止了真空泵向系統(tǒng)返油。
在制冷系統(tǒng)中，二臺(tái)2.2Kw的半封閉冷凍機(jī)并聯(lián)使用，由風(fēng)冷凝器出來(lái)的高壓制冷劑液體（無(wú)氟制冷劑V55℃），經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器及電磁閥到達(dá)毛細(xì)管，經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器，由于冷凍機(jī)的抽吸作用，使蒸發(fā)器內(nèi)的壓力下降，液體制冷劑吸收環(huán)境的熱量而迅速沸騰蒸發(fā)。低壓制冷劑氣體被冷凍抽回，再經(jīng)壓縮成高壓氣體，完成一次制冷循環(huán)，加熱/冷卻裝置中的冷排管以凝結(jié)器中的冷排管以及凝結(jié)器中的冷氣盤(pán)管恪于制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)，它們是通過(guò)兩個(gè)不同的電磁閥來(lái)供應(yīng)制冷劑的。
加熱系統(tǒng)由電熱管，媒體（硅油）、媒體泵、媒體箱等組成一個(gè)循環(huán)管路，硅油經(jīng)電熱管加熱后，由媒體泵輸送至干箱擱板中的媒體導(dǎo)管，對(duì)制品進(jìn)行加溫，提供升華熱，當(dāng)凍結(jié)時(shí)，則由冷卻排管對(duì)硅油進(jìn)行降溫，由媒體泵輸送至干燥箱擱板中心的媒體導(dǎo)管，對(duì)制品進(jìn)行冷卻及凍結(jié)。
電器儀表控制系統(tǒng)為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，由一個(gè)專(zhuān)用工控電機(jī)控制，所有的擱板溫度、媒體溫度、制品溫度均可在集中的顯示上顯示出來(lái)，具體的調(diào)節(jié)控制請(qǐng)參考系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)

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