冷冻干燥

厂商 :佛山福斯机械有限公司

广东 佛山
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供应冷冻干燥|提供冷冻式干燥机|冷冻式干燥机作用|冷冻式干燥机概
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冷冻干燥机的工作原理
  
压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的:在保持压缩空气压力基本不变的情况下,降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量,而多余的水蒸气会凝结成液体。冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。因此冷干机具有制冷系统。 格力冷冻干燥机原理正视图   冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷,由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。它们之间用管道次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化  冷冻干燥机原理剖析图
并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。   
制冷压缩机将蒸发器内的低压(低温)制冷剂吸入压缩机汽缸内,制冷剂蒸汽经过压缩,压力、温度同时升高;高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器,在冷凝器内,温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换,制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来,制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀,经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器;在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化(俗称“蒸发”),而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水;蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走,这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程,从而完成了一个循环。   
在冷冻干燥机的制冷系统中,蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量,实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏,起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给冷却介质(如水或空气)带走。膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
一 制品的冻结
  溶液速冻时(每分钟降温10~50℃),晶粒保持在显微镜下可见的大小;相反慢冻时(1℃/分),形成的结晶肉眼可见。粗晶在升华留下较大的空隙,可以提高冻干的效率,细晶在升华后留下的间隙较小,使下层升华受阻,速成冻的成品粒子细腻,外观均匀,比表面积大,多孔结构好,溶解速度快,便成品的引湿性相对也要强些。   
药品在冻干机中预冻在两种方式:一种是制品与干燥箱同时降温,;另一种是待干燥箱搁板降温至-40℃左右,再将制品放入,前者相当于慢冻,后者则介于速冻与慢冻之间,因而常被采用,以兼顾冻干效率与产品质量。此法的缺点是制品入箱时,空气中的水蒸气将迅速地凝结在搁板上,而在升华初期,若板升温较快,由于大面积的升华将有可能超越凝结器的正常负荷。此现象在夏季尤为显著。   制品的冻结处于静止状态。经验证明,过冷现象容易发生至使制品温度虽已达到共晶点。但溶质仍不结晶,为了克服过冷现象,制品冻结的温度应低于共晶点以下一个范围,并需保持一段时间,以待制品完全冻结。
二升华的条件与速度
  
冰在一定温度下的饱和蒸汽压大于环境的水蒸气分压时即可开始升华;比制品温更低的凝结器对水水蒸气的抽吸与捕获作用,则是维护升所必需的条件。  
 
气体分子在两次连续碰撞之间所走的距离称为平均自由程,它与压力成反比。在常压下,其值很小,升华的水分子很容易与气体碰撞又返回到蒸汽源表面,因而升华速度很漫。随着压力降低13.3Pa以下,平均自由程增大105倍,使升华速度显著加快,飞离出来的水分子很少改变自己的方面,从而形成了定向的蒸汽流。   
真空泵在冻干机中起着抽除永久气体的作用,以维护升华所必需的低压强。1g水蒸气在常压下为1.25L而在13.3Pa时却膨胀为10000升,普通的真空泵在单位时间内抽除如此大量的体积是不可能的。凝结器实际上形成了专门捕集水蒸气的真空泵。   
制品与凝结的温度通常为-25℃与-50℃。冰在该温度下的饱和蒸汽压分别为63.3Pa与1.1Pa,因而在升华面与冷凝面之间便产生了一个相当大的压力差,如果此时系统内的不凝性气体分压可以忽略不计,它将促使制品升华出来的水蒸气,以一定的流速定向地抵达凝结器表面结成冰霜。   
冰的升华热约为2822J/克,如果升华过程不供给热量,那末制品只有降低内能来补偿升华热,直至其温度与凝结器温度平衡后,升华也就停止了。为了保持升华与冷凝来的温度差,必须对制品提供足够的热量。
冷干机的日常维护和保养
  
(一)每班观察记录仪表值4次   
1、压缩空气进出口压差不超过0.035Mpa;   
2、蒸发压力表0.4Mpa-0.5Mpa;   
3、高压压力表1.2Mpa-1.6Mpa   
(二)经常观察排水、排污系统   
1、浮球排水器一周左右清洗一次   
2、排污管每星期排污一次   
◆电子式排水器清洗方法:   
a. 将自动排水器前面球阀关闭;   
b. 松开上端固定螺母拿出定时线圈清洗过程中线圈始终不能接触到水否则线圈会烧掉;   
c. 拨掉软管拧松排水器阀体将排水器内压缩空气放空;   
d. 卸下阀芯擦拭干净;   
e. 将阀体拧回原位前端球阀轻轻打开一点用压缩空气将排水系统内杂质、水油排空;用抹布擦净阀体;   
f. 将阀芯、定时线圈按原位装回;再装上软管打开前端球阀   
(三)经常观察冷却水系统、压缩空气系统进口温度   
1、冷却水水温2~32℃;   
2、水压0.15~0.3Mpa;   
3、压缩空气进气温度一般应≤45℃(以手摸进气管不烫为宜)特殊除外   
4、冷却水应保持清洁Y型过滤器半个月清洗一次水质好每月一次;水冷凝器每年清洗一次(具体视水质而定)风冷凝器每个月清洗一次;   
◆风冷凝器清洗应尽量避免压伤风冷凝器翅面   
风冷凝器周围应保证足够空间通风散热不能太阳光直射下工作;定期用压缩空气清除表面积灰清洗用压缩空气流量、压力不可太大   
◆壳管式水冷凝器清洗:关闭冷却水进出口打开未接水管端盖端盖外部和垫片只需用水清洗;铜管内部用气体、水或连有抹布棍子清洗;清洗时应注意用力不可太大以免弄破内部铜管   
(四)经常观察制冷系统   
1、压缩机每天至少用手触摸一次正常为冰凉、结霜;   
2、干燥过滤器每一星期用手摸两侧温差温差不宜很大(进口热、出口凉则需要更换);   
3、若发现压缩机有异常声音及发热应尽快与售后服务联系   
(五)检查电器控制系统:吹扫灰尘紧固接线端(必须不带电下进行)
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