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凍干機(jī)，冷凍干燥機(jī)的選型原則

        一、簡(jiǎn)介
        冷凍干燥是將含水物質(zhì)預(yù)先冷凍成固態(tài)，然后在真空狀態(tài)下將其中的水從固態(tài)升華為氣態(tài)，以除去水分而保存物質(zhì)的方法。這種干燥方法得到的物品原有的化學(xué)和生物性質(zhì)基本不變，易于保存。加水后可恢復(fù)冷凍干燥前的形態(tài)，并保持原有的生化性質(zhì)。這是一種高質(zhì)量的干燥方法。方法?，F(xiàn)代凍干技術(shù)的主要用途是：分離的生物組織的凍干儲(chǔ)存；活細(xì)菌和毒素的凍干儲(chǔ)存；中草藥、西藥、生物藥和血液制品的冷凍干燥；方便食品、保健食品、功能食品的冷凍干燥、干燥貯運(yùn)；納米陶瓷材料和各種金屬微粉材料的凍干制備。因此，冷凍干燥技術(shù)已廣泛應(yīng)用于化工、食品、材料、醫(yī)藥、生物制品等領(lǐng)域。真空冷凍干燥機(jī)（簡(jiǎn)稱凍干機(jī)）是實(shí)現(xiàn)冷凍干燥技術(shù)的設(shè)備。它是一種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的機(jī)器。它涉及制冷、真空、熱工、機(jī)械、流體、電氣控制和壓力容器。知識(shí)。因此，用戶在購(gòu)買凍干設(shè)備時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到很多問(wèn)題。筆者從用戶的角度，主要介紹一些實(shí)驗(yàn)系列凍干機(jī)的選型技術(shù)。
         2、實(shí)驗(yàn)系列凍干機(jī)的分類
        實(shí)驗(yàn)系列凍干機(jī)追求的性能指標(biāo)是體積小、重量輕、功能多、性能穩(wěn)定、測(cè)試系統(tǒng)精度高。各種材料的凍干實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)系列凍干機(jī)型號(hào)的主要分類方法如下：
         1.從結(jié)構(gòu)上，
         l鐘罩式凍干機(jī)：凍干室和冷阱為上下分離結(jié)構(gòu)，凍干室無(wú)預(yù)凍功能。這類凍干機(jī)在預(yù)凍后物料進(jìn)入干燥工序時(shí)需要人工操作。實(shí)驗(yàn)性凍干機(jī)多為鐘罩式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。大部分凍干室采用透明有機(jī)玻璃罩，便于觀察物料的凍干情況。
         l原位凍干機(jī)：凍干室和冷阱是兩個(gè)獨(dú)立的室。凍干室內(nèi)的擱板具有制冷功能。物料放入凍干室后，物料的預(yù)凍干過(guò)程無(wú)需人工操作。這種凍干機(jī)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造成本高。該型號(hào)凍干機(jī)是凍干機(jī)的發(fā)展方向，是探索凍干技術(shù)，特別是藥品、生物制品等特殊產(chǎn)品凍干的理想選擇。
         a、普通型 b、多歧管型 c、壓蓋型
        2、功能劃分
        普通貨架型：物料散裝在料盤內(nèi)，適用于食品、中草藥、粉狀物料的冷凍干燥。
        帶蓋裝置型：適用于小瓶?jī)?nèi)物料的干燥。準(zhǔn)備凍干時(shí)，根據(jù)需要將材料分成小瓶，待瓶蓋浮起后凍干。干燥后，操作旋蓋機(jī)構(gòu)壓緊瓶蓋，避免二次污染，重新吸潮，便于保存。
        多歧管型：在干燥室的外部附有一個(gè)燒瓶，用于干燥在瓶子內(nèi)壁上旋轉(zhuǎn)的物料。此時(shí)，燒瓶作為容器連接到干燥箱外的歧管上。燒瓶中的物料在室溫下加熱并通過(guò)多歧管切換裝置，燒瓶可根據(jù)需要隨時(shí)拆卸或安裝，無(wú)需停機(jī)。
        具有預(yù)凍功能：在物料預(yù)凍過(guò)程中，冷阱作為預(yù)凍室對(duì)物料進(jìn)行預(yù)凍。在干燥過(guò)程中，冷阱是一個(gè)水阱，用于捕獲物料中溢出的水分。具有預(yù)凍功能的凍干機(jī)，凍干過(guò)程中物料的預(yù)凍和干燥均在凍干機(jī)上完成，凍干機(jī)效率高，節(jié)約成本低恒溫冰箱。
        三、購(gòu)買凍干機(jī)需要注意的幾個(gè)參數(shù)
        1、凍干區(qū)
        凍干機(jī)型號(hào)中的數(shù)字代表該型號(hào)凍干機(jī)的凍干面積，例如FD-1A-50型凍干機(jī)的凍干面積為0.12平方米。用戶應(yīng)根據(jù)自己的需要，通過(guò)計(jì)算確定凍干面積大的凍干機(jī)。比如每批需要凍干1.2公斤（升）的液體體積，用料盤裝料，每個(gè)料盤裝10mm的厚度，那么凍干層的裝料面積可以計(jì)算：
         A（面積，㎡）=V（體積，m3）/H（高度，m）=0.0012m3/0.01m=0.12㎡
        需要板載面積為0.12㎡的凍干機(jī)。
         2.冷阱溫度
        冷阱是在冷凍干燥過(guò)程中捕獲水分的裝置。理論上，冷阱的溫度越低，冷阱的捕水能力越強(qiáng)。高成本和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。實(shí)驗(yàn)系列凍干機(jī)的冷阱溫度主要有-50℃左右和-80℃左右?guī)讉€(gè)檔次。冷阱溫度-50℃的凍干適用于一些容易凍干的產(chǎn)品，冷阱溫度-80℃的凍干適用于一些特殊產(chǎn)品的凍干.冷阱溫度對(duì)捕水能力的影響實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)冷阱溫度從-35℃下降到-55℃時(shí)，捕水能力顯著提高。因此，在沒(méi)有特殊要求的情況下，使用-50℃左右的冷阱溫度是一個(gè)理想的選擇。
         3.冷卻速度
        制冷速率反映了制冷系統(tǒng)的制冷能力。在空載條件下，冷阱溫度應(yīng)在1小時(shí)內(nèi)達(dá)到指標(biāo)規(guī)定的z低溫度。例如冷阱溫度≤-50℃的凍干機(jī)，機(jī)器從開(kāi)機(jī)制冷開(kāi)始計(jì)時(shí)，冷阱溫度達(dá)到-50℃的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)1小時(shí)。
         4、極限真空度
        極限真空度反映了冷凍干燥機(jī)的泄漏量和真空泵的抽氣效率。凍干箱的真空度。過(guò)去真空度越高越好。目前的觀點(diǎn)是真空度應(yīng)在合理范圍內(nèi)。真空度太高，不利于傳熱，干燥速度降低，但無(wú)論如何，凍干箱的空載極限真空度應(yīng)達(dá)到15Pa以上。
         5.疏散時(shí)間
        凍干箱的抽空速度應(yīng)在半小時(shí)內(nèi)從大氣壓抽到15Pa。
         6、板層溫度均勻性和平整度：
        板層溫度的均勻性和平整度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性影響很大。溫度均勻性和平整度越好，凍干產(chǎn)品的質(zhì)量就越好。均勻性也更好。冷凍干燥機(jī)擱板溫度控制有加熱器型和中間流體型。帶有中間流體控制層的冷凍干燥架具有良好的溫度均勻性和平整度。該凍干板層為中空夾層結(jié)構(gòu)。板片的冷卻和加熱是通過(guò)板片內(nèi)部流體通道中的中間流體的循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此板片的溫度是均勻的。在四環(huán)冷凍干燥機(jī)中，LGJ-50C冷凍干燥機(jī)采用了上架中間液技術(shù)。罩式凍干機(jī)的擱板溫度控制基本采用加熱器，板層溫度一致性稍差。但一般情況下，醫(yī)用凍干機(jī)的層間溫差應(yīng)控制在±1.5℃以內(nèi)，盤內(nèi)溫差應(yīng)控制在±1℃，食品凍干機(jī)可適當(dāng)放寬。
         7.控制系統(tǒng)
        凍干機(jī)控制系統(tǒng)的類型和功能不同。實(shí)驗(yàn)系列凍干機(jī)主要用于物料凍干工藝的探索和少量試制。因此，控制系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示凍干工藝參數(shù)并自動(dòng)記錄；設(shè)定、修改和有效執(zhí)行凍干工藝程序；具有通訊接口，方便數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。