冷凍干燥系統(tǒng)的原理就是把含有大量水分的物質,預先進行降溫凍結成固體。然后在真空的條件下使水蒸氣直接從固體中升華出來,而物質本身剩留在凍結時的冰架子中。
按系統(tǒng)分,冷凍干燥系統(tǒng)的四大系統(tǒng)由真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。按結構分由凍干箱或干燥箱、冷凝器、冷凍機、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。為了方便讀者對凍干機有一初步的了解,現對各主要系統(tǒng)及部件作一些簡單介紹;
1、真空系統(tǒng)主要由凍干箱、冷凝器、管道和閥門、真空儀表和真空泵構成。凍干箱是一個能夠冷卻到-50℃左右,同時能夠加熱到+60℃左右的高低溫箱,也是一個能抽成真空的密閉容器。它是凍干機的主要部分,需要凍干的產品就放在箱內分層的金屬板層上,對產品進行冷凍干燥。冷凝器同樣是一個真空密閉容器,在它的內部有一個較大表面積的金屬吸附面,吸附面的溫度能降到-40℃以下,并且能恒定地維持這個低溫。冷凝器的功用是把凍干箱內產品升華出來的水蒸氣凍結吸附在其金屬表面上。真空系統(tǒng)要求沒有漏氣現象,真空泵是真空系統(tǒng)建立真空的重要部件。
2、制冷系統(tǒng)由冷凍機與凍干箱內部的管道組成。冷凍機的功用是對凍干箱和冷凝器進行制冷,以產生和維持它們工作時所需要的低溫,它有直接制冷和間接制冷兩種方式。
3、加熱系統(tǒng)對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法;有的則利用中間介質來進行加熱,有一臺泵使中間介質不斷循環(huán)。加熱系統(tǒng)的作用是對凍干箱內的產品技能型加熱,以使產品內的水份不斷升華,并達到規(guī)定的殘余水份要求。
4、控制系統(tǒng)由各種控制開關、指示儀表及一些自動裝置等組成,它可以較為簡單,也可以較為復雜,作用是操縱機器正常運轉,以凍出合格的產品來。
