真空冷凍干燥機(jī)所使用的冷凍干燥是一種常用的干燥方法,凍干機(jī)作為冷凍干燥工藝的核心設(shè)備,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在制藥、生物制品、食品加工等領(lǐng)域。凍干機(jī)主要由凍干箱體、擱板、冷凝器、制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、CIP系統(tǒng)、SIP系統(tǒng)、主控系統(tǒng)等組成。
物質(zhì)在自然界中以氣、液、固三種形態(tài)存在,其構(gòu)成大部分是水,水在維持其構(gòu)造、機(jī)能方面起著重要作用,提取出水分或降低水的活動(dòng)即可降低物質(zhì)活性。冷凍干燥是將物質(zhì)先預(yù)凍結(jié)為固態(tài),然后使其中的水從固態(tài)升華為氣態(tài),以除去物質(zhì)95%~99。5%的水分的保存方法。冷凍干燥分為預(yù)凍結(jié)、升華干燥(第一期干燥)、解吸干燥(第二期干燥)三個(gè)過(guò)程。
產(chǎn)品中的水分只有在真空狀態(tài)下才能很快升華,達(dá)到干燥的目的。真空泵通過(guò)抽空閥抽冷阱,再通過(guò)主閥抽凍干箱,使冷阱、凍干箱形成真空,一方面促使凍干箱內(nèi)的水分在真空狀態(tài)下蒸發(fā)(升華),另一主面該真空系統(tǒng)在冷凝器和凍干箱之間形成一個(gè)真空梯度(壓力差),使前箱水分升華后被冷凝器捕獲。真空系統(tǒng)的真空度應(yīng)與產(chǎn)品的升華溫度和冷凝器的溫度相匹配,真空度過(guò)高、過(guò)低都不利于升華。
冷凍干燥機(jī)采用機(jī)械式動(dòng)力制冷,一般采用制冷壓縮機(jī)作為制冷的動(dòng)力,也有采用液氮制冷的方式。以制冷壓縮機(jī)作為制冷動(dòng)力的凍干機(jī)制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)(螺桿式壓縮機(jī)或活塞式壓縮機(jī))、冷凝器(水冷凝器或風(fēng)冷凝器)、膨脹閥(熱力膨脹閥或電子式膨脹閥)和蒸發(fā)器(冷阱或板式換熱器)所構(gòu)成,主要為凍干工藝過(guò)程中產(chǎn)品前期預(yù)凍結(jié)提供冷量,以及為后期冷阱盤(pán)管捕集升華水汽的凝華提供冷量。
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