凍干機是一種專業(yè)化的設備,用于將一些可溶性的有機物、無機物和生物制品制成高效的低溫干燥產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可以長時間保存,而不會因為微生物或氧化而失去質(zhì)量。
一、用途
凍干機廣泛應用于食品、生物、醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)等領(lǐng)域。對于那些對物質(zhì)質(zhì)量有苛刻要求的組織、培養(yǎng)基、生物試劑、藥品及危險化學品等可溶性產(chǎn)物進行干燥處理。干燥后的產(chǎn)品足夠長時間保存,在需要時可以重新加水回復成原來狀態(tài)。此外,它們可以作為制造高級保健品和食品添加劑的原料。凍干技術(shù)具有較高的技術(shù)含量,但是技術(shù)難度適中,逐漸被各行各業(yè)所廣泛使用。
二、結(jié)構(gòu)
凍干機主要由以下幾個零部件組成:
1.真空冷凍系統(tǒng):它能夠通過流程控制技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的冷暖自動切換,使工作環(huán)境恒定在約70攝氏度以下。
2.真空系統(tǒng):它能夠剔除干燥過程中溶劑的蒸汽,如水汽和有機氣體等,保持真空度,實現(xiàn)低溫干燥。
3.控制系統(tǒng):可以實現(xiàn)測量和監(jiān)測所有操作參數(shù),以達到最佳干燥效果。
4.加熱系統(tǒng):成品可以通過特殊技術(shù)加熱,并得到相應的保溫效果,維持產(chǎn)品的始終溫度。
5.風扇和熱交換器:它們用于在整個干燥過程中傳輸熱量并加快干燥速度。
三、優(yōu)勢
1.制冷技術(shù):深低溫制冷技術(shù),制冷溫度可達到-110℃。
2.換熱技術(shù):系統(tǒng)流道技術(shù),換熱效率可達到95%以上。
3.真空導流技術(shù):系統(tǒng)真空態(tài)氣流強制導流技術(shù),從蒸發(fā)點至捕水器,阻力更小,捕水效率更高。
4.箱體及板層制造工藝:嚴格執(zhí)行歐美箱體板層制造工藝標準,采用先進的板層箱體制造技術(shù),保證真空冷凍干燥機主體結(jié)構(gòu)件耐壓、無泄漏。
5.板層控溫技術(shù)(實驗型真空冷凍干燥機):采用日本工藝標準加熱材料,單位面積內(nèi)均勻度可達到0.1℃。控溫算法采用模糊控制+PID算法,確??刂凭龋▏鴥?nèi)其它廠家采用單一的PID算法,控制精度低,容易出現(xiàn)超調(diào))。
6.控制系統(tǒng):實驗型真空冷凍干燥機主體機型均采用工業(yè)PLC+觸摸屏,穩(wěn)定度和可靠性遠遠優(yōu)于其它廠家采用的單片機+液晶屏或單片機+觸摸屏。
7.共晶點測試技術(shù):采用1000Hz交變電源,防止測試電極發(fā)生電解現(xiàn)象,影響測試精度。采用美國NI公司的數(shù)據(jù)記錄硬件和數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理軟件,在產(chǎn)品共晶點溫度附近突變區(qū)進行分析,從而計算出產(chǎn)品的共晶點溫度。對沒有明顯突變的產(chǎn)品,系統(tǒng)提供數(shù)學模型進行分析計算,從而得出結(jié)構(gòu)。針對客戶使用需要,開發(fā)了離線和在線兩種測試功能。國內(nèi)的真空冷凍干燥機廠家提供的共晶點測試功能采用的是以產(chǎn)品電阻值或者產(chǎn)品溫度值突變作為共晶點溫度判別依據(jù)這兩種方法測出來的結(jié)果與實際結(jié)果有很大的偏差,此方法適合作為產(chǎn)品共晶點溫度的參照,不能作為準確的物質(zhì)共晶點溫度進行科學研究或者進行的凍干工藝摸索。
8.在線水分測試技術(shù):采用稱重法進行在線水分測試,測試精度高,一致性強。國內(nèi)外同行業(yè)廠家只有部分廠家擁有此項技術(shù)。
9.凍干產(chǎn)品活性保護技術(shù):*的優(yōu)化蛋白質(zhì)凍干工藝及細菌凍干存活率等技術(shù),幫助客戶優(yōu)化工藝。
10.制造工藝:制造過程*遵守國內(nèi)外行業(yè)標準。原材料嚴格執(zhí)行檢驗標準。生產(chǎn)過程中采用流行的生產(chǎn)過程控制方法,確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。制造過程從工藝規(guī)范到作業(yè)指導,從過程檢驗到型式檢驗嚴格執(zhí)行ISO質(zhì)量標準。
11.質(zhì)量控制點管控:對于產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的重要控制點均采用用三檢制度,重要控制點專人專崗,確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
四、原理
干燥過程的原理是通過真空將產(chǎn)物冷凍后蒸發(fā)除水。首先,將含有可溶性的原料放入真空冷凍室,然后在系統(tǒng)設定的恒定溫度下將其冷凍,水分會逐漸在室內(nèi)形成冰晶(過渡較慢),然后在真空狀態(tài)下水分直接從冰晶中蒸發(fā),物品內(nèi)殘留的水分以氣態(tài)進行吸附,再通過真空泵排出。整個過程在電壓控制下,以類似下降的狀態(tài)進行。這樣,可除去大量水分,而有機物亦能保存。
五、操作
1.打開凍干機主電源和真空泵電源之前,請檢查設備及管路系統(tǒng)的狀態(tài)是否正常。
2.打開真空閥門,系統(tǒng)進行真空排氣。
3.確保系統(tǒng)漏空,系統(tǒng)真空度小于1Pa。其次將被處理物放入冷凍室中,保持恒定溫度進行冷凍。
4.打開設備的震蕩通風裝置,使凍結(jié)的物品變成粉末狀。
5.調(diào)整真空度,從溶劑蒸汽中蒸發(fā)除水,以及使干燥物料表面始終保持感覺,則所有操作將按照理想狀態(tài)進行,直到整個過程完成。
六、保養(yǎng)
1.凍干機內(nèi)部必須定時進行消毒和清洗。
2.清除干燥腔內(nèi)的水,防止水清洗耗損凍干機內(nèi)部組件的質(zhì)量。
3.凍干機能耗損耗的只有真空泵,因此需要進行定期清理和檢查維護。
4.一些易變質(zhì)的物品,操作過程過于復雜,應該避免在凍干機的處理范圍內(nèi)進行干燥。
5.潮濕的干燥物品會有一部分殘留起來,需要進行額外的治療,以保證產(chǎn)品的整體品質(zhì)。
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