冷凍干燥機預凍種類及加熱分析

冷凍干燥機由制冷系統(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、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。冷凍干燥簡稱凍干，就是將含水物質(zhì)，先凍結(jié)成固態(tài)，而后使其中的水分從固態(tài)升華成氣態(tài)，以除去水分而保存物質(zhì)的方法。

速凍原料經(jīng)過挑選、漂洗、整形、放盤等前道工藝后，便可以進入凍干階段。凍干的第一步必須對凍干物料進行速凍，把放了物料的料盤置于凍干機中進行速凍（有的凍干機不帶速凍功能，要另配速凍機）。速凍工藝有以下幾種：

浸泡法：將物料浸泡于液氮、液態(tài)氟里昂、低溫鹽水等介質(zhì)中進行快速凍結(jié)。此法凍結(jié)速度最快。

風冷法：對物料吹低溫冷風，使物料在規(guī)定的時間內(nèi)凍結(jié)到一定的溫度。

直冷法：將制冷劑或冷媒置于蒸發(fā)排管中，吸收物料的熱量達到制冷目的。

真空制冷法：利用抽真空使物料中水份蒸發(fā)帶走熱量，冷卻物料達到制冷目的。

不管采取何種方式，都應該保證物料在基本不變形的前提下在規(guī)定時間內(nèi)凍結(jié)到一定的溫度。

為保證物料中的冰不溶化而直接汽化（升華），并不斷移走汽體，保證升華正常進行，必須使箱內(nèi)真空度低于某一溫度下冰的飽和蒸汽壓（610pa以下）。

采用冷阱是為了捕捉水汽，降低真空泵的負荷，設計合理的冷阱基本不會導致真空泵失效，能耗也低，不過對制冷系統(tǒng)、冷阱的設計要求較嚴。

隨著冰不斷升華汽體的移走，也帶走物料的熱量，使物料溫度（冰溫）持續(xù)走低，從而引汽冰的飽和蒸汽壓降低，升華速度放慢。為保持一定的升華速率，就必須不斷給物料補充熱量。熱量補充太少會降低升華速率，熱量補充太快會引起冰的溶化，導致物料塌陷凍干失敗。

由于凍干機凍干過程較復雜，且工作狀態(tài)范圍較窄，稍有不慎便會造成凍干品質(zhì)量下降，因此要求采用自控系統(tǒng)。凍干機自控系統(tǒng)設計要求操作簡便，從物料放入按鈕開機，速凍真空升華干燥一氣呵成，提示凍干完成后關(guān)機出料。有關(guān)的溫度、壓力控制點要精心選擇、合理控制，速凍、真空保持、加熱的關(guān)聯(lián)應控制恰當，針對不同的物料設置工藝曲線。

真空冷凍干燥技術(shù)在生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領域有著廣泛的應用。藥品冷凍干燥包括西藥和中藥兩部分。西藥冷凍干燥在國內(nèi)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，很多較大型的制藥廠都有冷凍干燥設備。在中藥方面，目前還只局限在人參、鹿茸、山藥、冬蟲夏草等少量中藥材的凍干，大量的中成藥還沒有采用凍干工藝，與國外差距較大。在生物技術(shù)產(chǎn)品領域，凍干技術(shù)主要用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產(chǎn)；生物化學的檢查藥品、免疫學及細菌學的檢查藥品；血液、細菌、動脈、骨骼、皮膚、角膜、神經(jīng)組織及各種器官長期保存等。

本文轉(zhuǎn)自中國化工設備網(wǎng)