真空冷冻干机的工作原理先容

真空冷冻干燥机是针对目前现有的常规真空干燥及烘箱,进行改造升级换代而设计,主要由制冷系统和真空系统两部分组成。

其工作原理在于:

利用真空干燥原理,通过将湿物料冻结到共晶点温度下,使物料中的水分变成固态冰,然后在较高真空环境下;

通过给物料加热,将冰直接升华成水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝,从而达到物质脱水干燥的目的。

真空冷冻干机的组成

通常由干燥仓、冷凝器(捕水器)、加热系统、真空系统、制冷系统和电气控制系统六大部件组成。

1、干燥仓

集抽真空与加热干燥功能为一体的的密闭容器,物料的升华干燥过程在干燥仓内完成的,物料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托盘内的;

每一层搁板上都有一个可供测量物料温度的探头,用以监测整个冻干过程中的物料温度。

2、捕水器(冷井)

是凝结升华水气的密闭装置,通常位于干燥仓后部,内部有一个较大面积的金属吸附面,从干燥仓物料中升华出来的水蒸气可凝结吸附在其金属表面上;

吸附面的工作温度可达-45℃~-65℃,冷凝器外形是不锈钢或铁制成的圆筒,内部盘有冷凝管,分别与制冷机组相连,组成制冷循环系统。

3、加热系统

冻干机加热系统的作用是对干燥仓内物料进行加热,使物料不断的受热升华,从而达到规定的含水率要求。

冻干机加热系统的加热方法主要分为接触式加热与辐射式加热。

在接触式加热中,采用的是循环介质加热法,当加热系统工作时,先对循环液进行加热;

液温通过液箱控制调节仪选定的温度自动控制加热,管道泵开启后,可将循环液送入干燥箱内搁板中,对搁板加热,然后返回液箱进行加热循环。

而在辐射式加热中大家通常采用蒸气加热,当循环介质为硅油时,隔板最高温度可达(+60~+70)℃。

4、真空系统

真空系统由真空泵及罗茨真空泵组成,罗茨泵为增压泵不能单独使用,必须先启用真空泵,使其工作一段时间,当系统中的真空度达到1Kpa以下时,再自动启动罗茨泵。

真空泵结构、罗茨泵结构等见说明书。真空系统的真空表可使用电接点真空表,可根据预先选定的真空度值,自动控制罗茨泵的启动。

5、制冷系统

冻干机制冷系统由制冷压缩机组,R22或R404a制冷剂组成。通常冻干设备的速冻制冷系统和捕水器制冷系统共用一套制冷系统。

当系统工作,接触加热方式中搁板温度可降至-35℃。当制冷系统工作时,冷凝盘管的表面温度可达-35~-65℃;

可根据客户需求采用低温螺杆式或双级活塞式制冷压缩机组,通常双级活塞式压缩机制冷效果更好,制冷温度更低

6、电气控制系统

本设备电气控制系统由PLC、触摸屏、控制柜、控制仪表、调节仪表等自动装置和电路组成。

它的功能是对冻干机进行手动或自动控制,控制设备正常运转。

真空冷冻干机的优点

1、具有干燥速度快,时间缩短3~10倍;

2、能耗低,只有普通干燥机能耗的20%-30%;

3、干燥温度范围宽(-55℃~+70℃均能干燥),能在低温范围内(-20℃~50℃)进行快速干燥;

4、干燥室中真空无氧,干燥质量可与原生态新鲜物料的质量相毗美;

5、它能对有机溶剂进行回收,有利于降低生产成本和环境保护,尤其适合于普通干燥机无法干燥的含有机溶剂的物料。

6、立式开门式结构,可实现物料的原位冻干

7、控制系统以PLC为核心,采用触摸屏作为人机操作界面,实时记录冻干进程中多路温度数据,并可以曲线形式浏览,人机界面清晰、直观。

8、可预置搁板控温曲线,实现升华过程的自动化。

9、主机带有USB接口,可将冻干数据实时上传到计算机并对其实现保存、浏览、打印等功能。

10、可以降低物料被氧化变质的可能性,消灭物料中的细菌,保证品质;同时,物料原本的外形能得到很好的保留

真空冷冻干机的应用范围

1、可用于果蔬、肉禽、水产、调味品、方便食品及名优特产等干燥,

可达到保持食品原有的色、香、味、形、新鲜度不变的目的,且复水性好,成品便于储存和运输,费用降低,保存期延长。

2、在人参、冬虫夏草等营养保健品,采用真空冷冻干燥工艺,更使人们相信该营养品纯真自然。

3、应用于血清、血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等中西药品的脱水与保存;,仍保持其生物理特性。

真空冷冻干燥机的发展趋势

随着产业的扩大化和对产能和降低能耗的追求,升华界面温度高,有利于水蒸气扩散,更适用于热敏性物料的干燥。

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