三、冷冻干燥机工作原理冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术,是将**燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程.冷冻干燥得到的产物称作冻干物(lyophilizer),该过程称作冻干(lyophilization)。冻干机的工作原理(如下图所示)是:液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量后,汽化成低压低温的蒸汽,被压缩机吸入,压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器,在冷凝器中向向冷却介质(水或空气)放热,冷凝为高压液体,经节流装置节流为低压低温的液体,再次进入蒸发器吸热汽化。
四、冷冻干燥机选型指南1、冻干面积冻干机型号中的数字**该型号冻干机的冻干面积,例如,LGJ-18C型冻干机的冻干面积为0.18㎡。用户应根据自己的需要,通过计算来确定需用多大冻干面积的冻干机。例如每批需冻干1.8公斤(升)液体量的产品,用物料盘装载物料,每盘装载10㎜厚,则可计算得冻干板层的负荷面积:A(面积,㎡)=V(体积,m)/H(高度,m)=0.0018m/0.01m=0.18㎡即需选用板层负荷面积为0.18㎡的冻干机。 智能化数据记录系统,自动保存冻干数据,连续记录实时数据生成表格并能以实时曲线和历史曲线。成都中试生产型真空冷冻干燥机
*由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在,原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时,溶于水中的溶解物质就析出,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。*干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,加水后溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的性状。*由于干燥在真空下进行,氧气极少,因此一些易氧化的物质得到了保护。*干燥能排除95%~99%以上的水分,使干燥后产品能长期保存而不致变质。*因物料处于冻结状态,温度很低,所以供热的热源温度要求不高,采用常温或温度不高的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时,干燥室不需绝热,不会有很多的热损失,故热能的利用很经济。正所谓没有完美的技术,真空冷冻干燥技术的主要缺点是成本高。由于它需要真空和低温条件,所以真空冷冻干燥机要配置一套真空系统和低温系统,因而投资费用和运转费用都比较高。广州有机溶剂真空冷冻干燥机低温干燥,减少热敏性物料的破坏。
产品的温度上升到和板层温度接近,并趋于稳定。这个可以通过监测到板层和样品的温度曲线及数值进行判断。这个适合于带温度传感器的样品,必须要监测样品的温度,而样品温度的监测仪表可能会有一定的误差,选择的温度传感器的类型不一样,可能也会有偏差。因此也要保温一段时间,也是大概判断。3、干燥箱内的压力和冷阱内的压力接近,切两者之间的差值基本维持不变。因为随着升华的结束,其中可升华出来的水蒸气减少,因此干燥箱内的压力基本很低,和冷阱内的压力趋于平衡。这种适合冻干机的密封性能好的,而且是箱阱分离式的冻干机。
冷冻干燥机类别冷冻干燥机及是真空冷冻干燥机,也可简称为冻干机。有多种型号几种类型,但是其构成部件大体相同,都包括:干燥箱,水汽凝结器(这两部件有时也结合成一体)、制冷系统、真空系统、加热系统、控制系统等所组成,它涉及到制冷、真空、热工、机械、流体、电器控制和压力容器等领域的知识。冷冻干燥机依据其结构不同可以分为压盖型冷冻干燥机、普通型冷冻干燥机、多歧管型冷冻干燥机、多去管压盖型和多歧管普通型等类型,这都是对冷冻干燥机功能的一些改进,增加了它的一些辅助功能。压盖型是相对于普通型多了一种真空包装的功能,多歧管型就是能够通行对多种物质进行冷冻干燥,提高了干燥的效率、依据功能可以将冷冻干燥机分为原位型和钟罩型冷冻干燥机,钟罩型冻干机:冻干腔和冷阱为分立的上下结构,冻干腔没有预冻功能。该类型的冻干机在物料预冻结束后转入干燥过程时需要人工操作。干燥效率高,缩短生产时间,提升经济效益。
大部分实验型冻干机都为钟罩型,其结构简单、造价低。冻干腔多数使用透明有机玻璃罩,便于观察物料的冻干情况。原位型冻干机:冻干腔和冷阱为两个的腔体,冻干腔中的搁板带制冷功能,物料置入冻干腔后,物料的预冻、干燥过程无需人工操作。该类型冻干机的制作工艺复杂,制造成本高,但原位型冻干机是冻干机发展方向,是进行冻干工艺摸索的理想选择,特别适用于医药、生物制品及其他特殊产品的冻干。其他的分类还有是依据冷冻干燥机的冻干面积来分的,可以分为小型、中试型以及生产型冷干燥机;依据所要冻干的物质不同,可以分为冻干生物制品的冻干机和冻干食品的冻干机,按运行方式不同又可分为间歇式冻干机和连续式冻干机等。采用PLC控制,确保干燥过程的稳定性和可靠性。吉林中试真空冷冻干燥机易于清洁
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6、板层温度均匀性及平整度:板层温度的均匀性和平整度,对产品质量的均一性有很大的影响,温度均匀性和平整度越好,则冻干产品质量的均一性也越好。冻干机搁板温度控制有加热器型和中间流体型,采用中间流体控制板层的冻干机搁板温度均匀性和平整度好,这种冻干机板层为空心夹层结构,板层的制冷和加热均通过中间流体在板层内部的流体通道循环来实现,因此板层温度均匀一致。冷冻干燥机就采用搁板中间流体的技术。钟罩型冻干机的搁板温度控制基本上都是采用加热器,板层温度一致性稍差。但总体而言,医药用冻干机板层温差应控制在±1.5℃,板内温差为±1℃,食品冻干机可适当放宽。7、控制系统冻干机的控制系统类型及功能各异,对于实验系列的冻干机,主要应用于物料的冻干工艺摸索和少量试生产。因此,控制系统应可实时显示冻干过程参数并自动记录;设定、修改及有效地执行冻干工艺程序;具备通讯接口,便于数据采集、保存。成都中试生产型真空冷冻干燥机