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真空冷凍干機(jī)的工作原理介紹
真空冷凍干燥機(jī)是針對(duì)現(xiàn)有常規(guī)真空干燥干燥箱的改造升級(jí)而設(shè)計(jì)的,主要由制冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)兩部分組成。
它的工作原理是:
利用真空干燥原理,通過將濕物料冷凍到共晶溫度,使物料中的水分變成固態(tài)冰,然后進(jìn)入更高的真空環(huán)境;
通過對(duì)物料的加熱,冰直接升華成水蒸氣,再通過真空系統(tǒng)中的水蒸氣冷凝器將水蒸氣冷凝,從而達(dá)到物料脫水干燥的目的。
真空冷凍干燥機(jī)的組成
它通常由干燥室、冷凝器(集水器)、加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)六部分組成。
1、烘干倉(cāng)
它是一種集抽真空和加熱干燥功能于一體的密閉容器。物料的升華干燥過程在干燥倉(cāng)內(nèi)完成,物料放置在干燥室貨架上的不銹鋼托盤中;整個(gè)冷凍干燥過程中物料的溫度。
2. 捕水器(冷井)
它是一種用于冷凝和升華水蒸氣的封閉裝置。它通常位于干燥室的后部。里面有大面積的金屬吸附面。從干燥室物料升華的水蒸氣可冷凝吸附在其金屬表面;
吸附面工作溫度可達(dá)-45℃~-65℃,冷凝器形狀為不銹鋼或鐵制圓筒,內(nèi)板有冷凝管,分別與制冷機(jī)組相連,形成制冷循環(huán)系統(tǒng)。
3.加熱系統(tǒng)
冷凍干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的作用是對(duì)干燥倉(cāng)內(nèi)的物料進(jìn)行加熱,使物料不斷加熱升華,達(dá)到規(guī)定的含水率要求。
冷凍干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的加熱方式主要分為接觸加熱和輻射加熱。
在接觸加熱中,采用循環(huán)介質(zhì)加熱方式。加熱系統(tǒng)工作時(shí),循環(huán)液先被加熱;
液體溫度由液罐控制調(diào)節(jié)器選擇的溫度自動(dòng)控制加熱,管道泵開啟。之后可將循環(huán)液送至干燥箱內(nèi)的擱板上對(duì)擱板進(jìn)行加熱,然后返回至干燥箱內(nèi)的擱板。用于加熱循環(huán)的返回罐。
在輻射加熱中,我們通常使用蒸汽加熱。當(dāng)循環(huán)介質(zhì)為硅油時(shí),分離器的溫度可達(dá)(+60~+70)℃。
4、真空系統(tǒng)
真空系統(tǒng)由真空泵和羅茨真空泵組成。羅茨泵是增壓泵,不能單獨(dú)使用。必須先啟動(dòng)真空泵,使其工作一段時(shí)間。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的真空度達(dá)到1Kpa以下時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)羅茨泵。
真空系統(tǒng)的真空計(jì)可采用電接點(diǎn)真空計(jì),可根據(jù)預(yù)先選定的真空值自動(dòng)控制羅茨泵的啟動(dòng)。
5、制冷系統(tǒng)
冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)由制冷壓縮機(jī)組和R22或R404a制冷劑組成。通常,凍干設(shè)備的速凍制冷系統(tǒng)和捕水器制冷系統(tǒng)共用一個(gè)制冷系統(tǒng)。
系統(tǒng)工作時(shí),接觸加熱方式可將擱板溫度降至-35℃。制冷系統(tǒng)工作時(shí),冷凝盤管表面溫度可達(dá)-35~-65℃;
根據(jù)客戶要求,可采用低溫螺桿式或二級(jí)活塞式制冷壓縮機(jī)組。通常,兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)的冷卻效果更好。好,冷卻溫度更低
6、電氣控制系統(tǒng)
本設(shè)備電氣控制系統(tǒng)由PLC、觸摸屏、控制柜、控制儀表、調(diào)節(jié)儀表等自動(dòng)化裝置和電路組成。
其功能是手動(dòng)或自動(dòng)控制冷凍干燥機(jī),以控制設(shè)備的正常運(yùn)行。
真空冷凍干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
1、干燥速度快,時(shí)間縮短3~10倍;
2、能耗低,僅為普通烘干機(jī)能耗的20%-30%;
3、干燥溫度范圍廣(-55℃~+70℃可干燥),低溫范圍(-20℃~50℃)可進(jìn)行快速干燥;
4、烘房真空無氧,干燥品質(zhì)可如原生態(tài)一樣新鮮 物料品質(zhì)美觀;
5、可回收有機(jī)溶劑,有利于降低生產(chǎn)成本和環(huán)保,特別適用于普通干燥機(jī)無法干燥的含有有機(jī)溶劑的物料。
6、立式開門結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)物料原位冷凍干燥。
7、控制系統(tǒng)以PLC為基礎(chǔ),采用觸摸屏作為人機(jī)界面,實(shí)時(shí)記錄凍干過程中的多路溫度數(shù)據(jù),并可以曲線形式顯示。瀏覽,人機(jī)界面清晰直觀。
8、可預(yù)設(shè)擱板溫度控制曲線,實(shí)現(xiàn)升華過程自動(dòng)化。
9、主機(jī)帶有USB接口,可將凍干數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至電腦,實(shí)現(xiàn)保存、瀏覽、打印等功能。
10、可以降低物料被氧化變質(zhì)的可能性,消除物料中的細(xì)菌,保證質(zhì)量;同時(shí),可以很好地保留材料的原始形狀
真空冷凍干燥機(jī)的適用范圍
1、可用于果蔬、肉禽、水產(chǎn)品、調(diào)味品、方便食品和名優(yōu)特產(chǎn)等的干燥,達(dá)到保持食品原有色、香、味、形、鮮的目的。食品,并具有良好的復(fù)水性,成品易于儲(chǔ)存和清潔。運(yùn)輸,成本降低,保質(zhì)期延長(zhǎng)。
2、在人參、冬蟲夏草等營(yíng)養(yǎng)保健品中,采用真空冷凍干燥工藝,使人相信營(yíng)養(yǎng)品純正、天然。
3、用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等中西藥的脫水保存;它仍然保持其生物物理特性。
真空冷凍干燥機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著行業(yè)的擴(kuò)大和對(duì)產(chǎn)能和節(jié)能的追求,升華界面溫度高,有利于水蒸氣的擴(kuò)散,更適合干燥熱敏性材料。