桌上型中试冻干机是一种适用于中试规模的实验和生产环境中的重要设备,它主要由制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统组成。以下是该设备的各个系统的作用:
1.制冷系统:
制冷系统的主要任务是将冻干箱内的产品快速且均匀地冻结,并为冷凝器提供低温,以吸附升华的水蒸气。
制冷机是这一系统的核心部件,可以是独立的两套或合用一套,其功能在于产生并维持冻干箱和冷凝器工作时所需的低温状态。
制冷方式可分为直接制冷和间接制冷,具体选择取决于设备设计及使用需求。
制冷系统的设计要保证温度控制的精确性,避免在预冻和升华干燥阶段出现温度偏差,影响产品质量。
冷凝器的功用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上,通常其温度能降到-40℃~-70℃以下。
2.真空系统:
真空系统包括冻干箱、冷凝器、真空管道、阀门以及关键的真空泵,其目的是为冻干过程建立低压环境。
真空泵是建立真空的重要部件,要求真空系统无漏气现象,以确保升华过程的顺利进行。
真空系统的设计需保证稳定运行,任何泄漏都可能导致冻干效率降低或失败。
在真空环境下,产品中的水分(冰晶)直接从固态转变为气态,即升华,从而去除水分。
系统的维护包括定期检查真空密封件和泵的状态,确保系统的高效运行。
加热系统负责控制升华干燥和解析干燥过程中产品的温度,使产品内的水分不断升华,达到规定的残余含水量要求。
不同冻干机可能采用不同的加热方式,例如直接电加热法或通过中间介质循环加热。
加热系统的设计需要确保在整个冻干过程中,产品受热均匀,避免局部过热或未能充分干燥的问题。
在升华和解析干燥阶段,加热系统的作用尤为重要,需要精确控制样品升温速率和当前阶段的真空度值。
高效的加热系统可以缩短干燥时间,降低能耗,提高整体效率。
4.控制系统:
控制系统由各种控制开关、指示调节仪表及一些自动装置等组成,负责对整个冻干机进行手动或自动控制。
高级的冻干机控制系统可能集成了程序化编程、实时监控以及自动除霜等功能,大大提高了操作的便利性和可靠性。
控制系统的复杂度取决于设备的自动化程度,一般自动化程度越高,控制系统越复杂。
现代冻干机的控制系统可能包含用户友好界面、触摸屏PLC控制面板,甚至远程监控能力。
控制系统的精准性直接影响到冻干过程的效率与最终产出的质量。