真空凍干機(jī)FD-1A-50小型冷凍干燥設(shè)備

主要特征：

●冷凍干燥機(jī)采用不銹鋼冷阱和臺(tái)面，清潔衛(wèi)生，美觀耐腐蝕。

●臺(tái)式設(shè)計(jì)，緊湊，占用臺(tái)面小。

●外形美觀，人體工學(xué)設(shè)計(jì)，操作方便。

●采用進(jìn)口全封閉制冷機(jī)組，溫度低，捕水能力強(qiáng)，高效可靠，噪音低。

●采用風(fēng)冷方式散熱，不需水冷卻。

●真空連接采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)件，拆卸安裝簡(jiǎn)易方便，密封性能可靠

●冷阱開(kāi)口大，帶樣品預(yù)凍功能。

●冷凍干燥機(jī)的冷阱為全不銹鋼，冷阱內(nèi)無(wú)盤(pán)管，光潔耐腐蝕。

●冷阱溫度及樣品真空度均采用LED數(shù)字顯示,簡(jiǎn)潔明確;

●設(shè)計(jì)導(dǎo)流筒，提高冷阱有效面積，快速凍干。

●充氣閥，可充干燥氮?dú)饣蚨栊詺怏w。

●特定設(shè)計(jì)的觸摸軟鍵可快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)各功能設(shè)置,操作簡(jiǎn)單方便;

●透明鐘罩式干燥室，自然加熱，安全直觀。

●國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)真空接口，可與多種真空泵聯(lián)用。

●特殊設(shè)計(jì)的不銹鋼樣品架，普通型樣品盤(pán)間距可調(diào)，層數(shù)自由設(shè)定;

●樣品溫度顯示（可選配）。

TECHNICAL PAPAMETERS  ?∣技術(shù)參數(shù)：

◆型    號(hào)：FD-1A-50

◆冷凝溫度：-50℃

◆真 空 度：< 15Pa

◆凍干面積：0.12㎡

◆盤(pán)裝物料：1.2 升

◆捕水能力：3kg/24h

◆樣 品 盤(pán)：Φ200mm×4層

◆電源要求：220V 50Hz 1100W

◆主機(jī)尺寸：405×630×322mm

標(biāo)準(zhǔn)配置

臺(tái)式主機(jī)、2升國(guó)產(chǎn)真空泵、普通干燥裝置（樣品盤(pán)4個(gè)）

凍干機(jī)凍干過(guò)程主要包括低溫預(yù)凍和真空冷凍干燥兩部分，干燥過(guò)程其實(shí)就是水的物態(tài)變化和移動(dòng)的過(guò)程，這種變化和移動(dòng)發(fā)生在低溫低壓下，所以叫冷凍干燥（也叫凍干，英文簡(jiǎn)稱FD）所以凍干機(jī)真空冷凍干燥需要多長(zhǎng)時(shí)間，一般凍干多久呢？因凍干機(jī)真空冷凍干燥的整個(gè)過(guò)程都是在真空低溫低壓環(huán)境下進(jìn)行，能有效是的凍干產(chǎn)品的熱敏性成分保留，因此冷凍干燥一次一般需要24小時(shí)左右，具體凍干產(chǎn)品也有所不同，凍干蔬果脆一般十幾個(gè)小時(shí)，如果是結(jié)晶點(diǎn)低的生物制品，一般需要三十幾個(gè)小時(shí)。

由于真空冷凍干燥是在低溫、真空狀態(tài)下進(jìn)行,物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài),因而可以Z大限度地保持被干物料的細(xì)胞活性以及被干物料的色、香、味、形狀和營(yíng)養(yǎng)成分,而且復(fù)水性能好。真空冷凍干燥技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種熱敏性物質(zhì)的干燥處理及貯存,如生物制品及藥品的生產(chǎn)、食品凍干脫水、人體組織器官貯藏以及超導(dǎo)材料粉末的制備等。隨著人們對(duì)凍干產(chǎn)品需求的不斷增加,凍干設(shè)備也有了較大的發(fā)展。2　真空冷凍干燥設(shè)備的原理及組成　　真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理是:先將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下,使水分變成固態(tài)的冰,然后將經(jīng)過(guò)前處理的預(yù)凍物料裝入干燥倉(cāng)內(nèi),在低溫真空狀態(tài)下,由加熱板導(dǎo)熱或輻射方式供給熱能,使物料中的水分直接由冰升華成水蒸氣。不斷升華出的水蒸氣,由真空泵組抽至捕水倉(cāng)內(nèi),在-40℃～-45℃的排管外壁上凝結(jié)被捕,直至按凍干曲線達(dá)到規(guī)定的要求而停止供熱和抽真空,完成物料凍干全過(guò)程。真空冷凍干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱凍干機(jī))主要由真空冷凍干燥箱(簡(jiǎn)稱凍干箱)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)等幾部分組成。真空凍干機(jī)FD-1A-50小型冷凍干燥設(shè)備
211　干燥箱　　
干燥箱是一個(gè)真空密閉容器,是冷凍干燥設(shè)備的重要組成部件之一,是干燥過(guò)程中傳熱和傳質(zhì)的場(chǎng)所,它的性能好壞直接影響到冷凍干燥設(shè)備的性能。如果帶有蒸汽消毒滅菌功能,凍干箱還應(yīng)是一個(gè)低壓內(nèi)壓容器。干燥室的形狀主要有圓形和矩形兩種。圓形干燥室操作容易、強(qiáng)度高、制作費(fèi)用低,但其內(nèi)部空間利用率低。矩形干燥室空間利用率高,但制造費(fèi)用高。　　
212　真空系統(tǒng)　
真空系統(tǒng)包括真空干燥室、隔離閥、水蒸氣捕集冷凝器、真聯(lián)式旋片真空泵、聯(lián)接管道以及放氣閥等。系統(tǒng)內(nèi)空氣水蒸氣的抽除是由真空泵來(lái)完成的。當(dāng)真空泵工作時(shí),打開(kāi)隔離閥,真空干燥室內(nèi)的空氣及水蒸氣經(jīng)過(guò)水蒸氣捕集冷凝器捕獲水分后進(jìn)入真空泵,由真空泵排氣口排出系統(tǒng)外。為了防止經(jīng)水蒸氣捕集冷凝器后抽除的氣體中仍含有少量的水蒸氣進(jìn)入泵內(nèi),系統(tǒng)配氣鎮(zhèn)閥。冷凍干燥時(shí),打開(kāi)氣鎮(zhèn)閥。在真空泵的排氣口裝有油霧捕集器,以防止排出氣體中煙霧污染室內(nèi)環(huán)境。　　
213　加熱系統(tǒng)　
為了使凍結(jié)后制品中的水蒸氣不斷地從冰晶中升華出來(lái),就提供水蒸氣升華所需的足夠熱量,因此要有加熱系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)除加熱板以外,還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵及管路、閥門(mén)、液位計(jì)、溫度傳感器等。　　
214　制冷系統(tǒng)　　
水蒸氣凝結(jié)器又稱為冷阱,是制冷系統(tǒng)的主要部件。在1313Pa真空下,質(zhì)量為1g的冰升華可生成100m3的水蒸氣。若這大量的水蒸氣不加以處理而由真空泵抽出,則需要大容量的抽氣機(jī)才能維持所需的真空度。冷阱的作用是將干燥室中的水蒸氣冷凝吸附變成冰,以免進(jìn)入真空泵,一方面可以減小真空泵的工作負(fù)擔(dān),另一方面能夠保證干燥室具有較低的真空度。　　
215　自動(dòng)控制系統(tǒng)　　
自動(dòng)控制系統(tǒng)是凍干機(jī)的指揮機(jī)構(gòu)。凍干機(jī)的控制包括制冷機(jī)、真空泵的起、停,加熱溫度的控制,物料溫度、冷阱溫度、真空度的測(cè)試與控制,自動(dòng)保護(hù)和報(bào)警裝置等。自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能是對(duì)凍干機(jī)的各個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、顯示;根據(jù)預(yù)先的設(shè)置對(duì)凍干機(jī)進(jìn)行J確控制,使其運(yùn)行在規(guī)定的狀態(tài),可對(duì)故障狀態(tài)報(bào)警并自動(dòng)應(yīng)急處理。通過(guò)測(cè)量和記錄凍干過(guò)程的工藝參數(shù),可以完整地了解整個(gè)凍干過(guò)程;對(duì)這些參數(shù)實(shí)施有效的控制,則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)凍干過(guò)程的優(yōu)化,即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,提高生產(chǎn)效率以及減小能量消耗。
3　凍干機(jī)的研究現(xiàn)狀　　
凍干機(jī)的突出特點(diǎn)是產(chǎn)量高,脫水量大。因此,要求真空系統(tǒng)排氣量大,真空度不高。目前除采用大型捕水器和羅茨旋轉(zhuǎn)泵機(jī)組之外,多采用幾級(jí)串聯(lián)的水蒸氣噴射泵,這種泵能直接以氣態(tài)排除水蒸氣,系統(tǒng)中不必設(shè)置捕水器。食品凍干機(jī)中,的RAY型間歇式和CONRAD型連續(xù)式凍干機(jī),日本共和真空株式會(huì)社的無(wú)隔離干燥過(guò)程水汽凝結(jié)器除冰再生技術(shù)和TL型液體食品密閉系統(tǒng)管式凍干機(jī)可代表世界食品凍干機(jī)的技術(shù)。1989年10月17日保加利亞的索非亞成立了低溫生物學(xué)和冷凍干燥技術(shù)研究所(InstituteofCry2obiologyandLyophilizationinSofia,簡(jiǎn)稱ICL),主要研究宇航食品、兒童食品、方便食品、保健食品和營(yíng)養(yǎng)食品。該研究所目前在世界上,僅次于美國(guó)和俄羅斯[1]。　　
國(guó)內(nèi)早在解放前已開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室中用簡(jiǎn)易的凍干裝置來(lái)作保存菌種、毒種的試驗(yàn)。50年代初期,武漢、北京等生物制品研究所及部分獸藥廠先后進(jìn)口了一批凍干機(jī),60年代北京、天津、南京、上海、大連等地相繼建立了一些實(shí)驗(yàn)性凍干食品生產(chǎn)廠并先后仿制了一批凍干機(jī),其特點(diǎn)是整體式,擱板溫度不均勻,手動(dòng)操作,能自動(dòng)記錄。為加快發(fā)展我國(guó)凍干技術(shù),機(jī)電部將工業(yè)真空冷凍干燥機(jī)列入1986年工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項(xiàng)目,由華中理工大學(xué)承擔(dān)并與浙江真空設(shè)備協(xié)作進(jìn)行研制[2],產(chǎn)品于1989年通過(guò)部級(jí)鑒定。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全擱板間距可調(diào),采用微機(jī)程控。此外,清華大學(xué)核能設(shè)計(jì)研究院引進(jìn)俄羅斯大型食品真空冷凍干燥設(shè)備的技術(shù),直接與一級(jí)企業(yè)煙臺(tái)冰輪集團(tuán)合作共同研制開(kāi)發(fā),探索出一條發(fā)展我國(guó)冷凍干燥事業(yè)的新路,提高了我國(guó)大型食品冷凍干燥機(jī)的整體設(shè)計(jì)及控制水平[3]。國(guó)產(chǎn)凍干機(jī)的性能如表1所示[4]。　　
目前,大部分國(guó)產(chǎn)食品凍干機(jī)生產(chǎn)廠家走的是仿制道路。有的廠家在采用國(guó)外技術(shù)的同時(shí),進(jìn)行了很大的改進(jìn)。如:加熱板內(nèi)采用了特殊導(dǎo)流裝置,使板內(nèi)流體的流量均勻,保證了加熱的均勻和穩(wěn)定;捕水器在工作中可實(shí)現(xiàn)交替捕水和融冰,捕水器盤(pán)管內(nèi)氨液制冷方式由傳統(tǒng)的氨液相變制冷改為氨液無(wú)相變制冷,使捕水器盤(pán)管內(nèi)溫度均勻,結(jié)霜性能良好。除仿制之外,國(guó)內(nèi)自己的研制能力也在提高,有的單位已經(jīng)脫離了仿制國(guó)外機(jī)型,抽氣系統(tǒng)采用低架式水蒸氣噴射泵抽水蒸氣,省去了捕水器和制冷系統(tǒng),使設(shè)備價(jià)格有所降低?！　?/span>
國(guó)產(chǎn)凍干機(jī)還存在一些不足之處:　　
(1)擱板溫度不均勻,造成凍干產(chǎn)品含水率不均勻,產(chǎn)品合格率受影響。造成溫度不均勻的原因各不相同:或者是擱板結(jié)構(gòu)和材料質(zhì)量不好;或者是加熱流體分流或流程有欠缺;或者是捕水器在干燥箱內(nèi)絕熱不好?！　?/span>
(2)干燥速率低,干燥箱內(nèi)各點(diǎn)干燥快慢不一致,反映在產(chǎn)品上仍然是合格率受影響。其原因除擱板溫度不均勻外,還與真空系統(tǒng)配置得不合理有關(guān)。主要體現(xiàn)在:捕水器配置得不合理;水蒸氣噴射泵性能不穩(wěn)定;抽氣口位置不合理等?！　?/span>
(3)捕水器效率低。主要體現(xiàn)在捕水器面積大而捕水量小,有部分無(wú)效面積,其根本原因是捕水器設(shè)計(jì)不合理。
4　凍干機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)　　
無(wú)論是國(guó)產(chǎn)的還是引進(jìn)的凍干設(shè)備,其共同的缺點(diǎn)是價(jià)格貴,能耗高,投資收回慢。降低成本、減少能耗是凍干機(jī)今后的主攻方向。因此,凍干機(jī)的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是:　　(1)改進(jìn)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、降低成本、減少能耗。國(guó)外有些凍干機(jī)不采用不銹鋼制造,而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹(shù)脂,涂層厚度為0112～0120mm,在室溫下就會(huì)發(fā)出紅外線。擱板表面涂高性能遠(yuǎn)紅外發(fā)射材料,增強(qiáng)其輻射能力;料盤(pán)表面處理,增強(qiáng)其吸熱能力。料盤(pán)在兩塊輻射擱板之間有一Z佳位置,而不是取中間位置,因此應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸、結(jié)霜特性的優(yōu)化更有實(shí)際意義,因?yàn)樗脑靸r(jià)目前幾乎相當(dāng)于凍干箱的造價(jià),且其運(yùn)轉(zhuǎn)功耗也較大?！　?/span>