真空凍干機FD-1A-50小型冷凍干燥設備

主要特征：

●冷凍干燥機采用不銹鋼冷阱和臺面，清潔衛生，美觀耐腐蝕。

●臺式設計，緊湊，占用臺面小。

●外形美觀，人體工學設計，操作方便。

●采用進口全封閉制冷機組，溫度低，捕水能力強，高效可靠，噪音低。

●采用風冷方式散熱，不需水冷卻。

●真空連接采用國際通用標準件，拆卸安裝簡易方便，密封性能可靠

●冷阱開口大，帶樣品預凍功能。

●冷凍干燥機的冷阱為全不銹鋼，冷阱內無盤管，光潔耐腐蝕。

●冷阱溫度及樣品真空度均采用LED數字顯示,簡潔明確;

●設計導流筒，提高冷阱有效面積，快速凍干。

●充氣閥，可充干燥氮氣或惰性氣體。

●特定設計的觸摸軟鍵可快速準確地實現各功能設置,操作簡單方便;

●透明鐘罩式干燥室，自然加熱，安全直觀。

●國際標準真空接口，可與多種真空泵聯用。

●特殊設計的不銹鋼樣品架，普通型樣品盤間距可調，層數自由設定;

●樣品溫度顯示（可選配）。

TECHNICAL PAPAMETERS  ?∣技術參數：

◆型    號：FD-1A-50

◆冷凝溫度：-50℃

◆真 空 度：< 15Pa

◆凍干面積：0.12㎡

◆盤裝物料：1.2 升

◆捕水能力：3kg/24h

◆樣 品 盤：Φ200mm×4層

◆電源要求：220V 50Hz 1100W

◆主機尺寸：405×630×322mm

標準配置

臺式主機、2升國產真空泵、普通干燥裝置（樣品盤4個）

凍干機凍干過程主要包括低溫預凍和真空冷凍干燥兩部分，干燥過程其實就是水的物態變化和移動的過程，這種變化和移動發生在低溫低壓下，所以叫冷凍干燥（也叫凍干，英文簡稱FD）所以凍干機真空冷凍干燥需要多長時間，一般凍干多久呢？因凍干機真空冷凍干燥的整個過程都是在真空低溫低壓環境下進行，能有效是的凍干產品的熱敏性成分保留，因此冷凍干燥一次一般需要24小時左右，具體凍干產品也有所不同，凍干蔬果脆一般十幾個小時，如果是結晶點低的生物制品，一般需要三十幾個小時。

由于真空冷凍干燥是在低溫、真空狀態下進行,物料中的水分直接從固態升華為氣態,因而可以Z大限度地保持被干物料的細胞活性以及被干物料的色、香、味、形狀和營養成分,而且復水性能好。真空冷凍干燥技術廣泛應用于各種熱敏性物質的干燥處理及貯存,如生物制品及藥品的生產、食品凍干脫水、人體組織器官貯藏以及超導材料粉末的制備等。隨著人們對凍干產品需求的不斷增加,凍干設備也有了較大的發展。2　真空冷凍干燥設備的原理及組成　　真空冷凍干燥設備的工作原理是:先將物料凍結到共晶點溫度以下,使水分變成固態的冰,然后將經過前處理的預凍物料裝入干燥倉內,在低溫真空狀態下,由加熱板導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內,在-40℃～-45℃的排管外壁上凝結被捕,直至按凍干曲線達到規定的要求而停止供熱和抽真空,完成物料凍干全過程。真空冷凍干燥機(簡稱凍干機)主要由真空冷凍干燥箱(簡稱凍干箱)、真空系統、制冷系統、加熱系統及自動控制系統等幾部分組成。真空凍干機FD-1A-50小型冷凍干燥設備
211　干燥箱　　
干燥箱是一個真空密閉容器,是冷凍干燥設備的重要組成部件之一,是干燥過程中傳熱和傳質的場所,它的性能好壞直接影響到冷凍干燥設備的性能。如果帶有蒸汽消毒滅菌功能,凍干箱還應是一個低壓內壓容器。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、強度高、制作費用低,但其內部空間利用率低。矩形干燥室空間利用率高,但制造費用高。　　
212　真空系統　
真空系統包括真空干燥室、隔離閥、水蒸氣捕集冷凝器、真聯式旋片真空泵、聯接管道以及放氣閥等。系統內空氣水蒸氣的抽除是由真空泵來完成的。當真空泵工作時,打開隔離閥,真空干燥室內的空氣及水蒸氣經過水蒸氣捕集冷凝器捕獲水分后進入真空泵,由真空泵排氣口排出系統外。為了防止經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入泵內,系統配氣鎮閥。冷凍干燥時,打開氣鎮閥。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環境。　　
213　加熱系統　
為了使凍結后制品中的水蒸氣不斷地從冰晶中升華出來,就提供水蒸氣升華所需的足夠熱量,因此要有加熱系統。加熱系統除加熱板以外,還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動調節閥、循環泵及管路、閥門、液位計、溫度傳感器等。　　
214　制冷系統　　
水蒸氣凝結器又稱為冷阱,是制冷系統的主要部件。在1313Pa真空下,質量為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,以免進入真空泵,一方面可以減小真空泵的工作負擔,另一方面能夠保證干燥室具有較低的真空度。　　
215　自動控制系統　　
自動控制系統是凍干機的指揮機構。凍干機的控制包括制冷機、真空泵的起、停,加熱溫度的控制,物料溫度、冷阱溫度、真空度的測試與控制,自動保護和報警裝置等。自動控制系統的功能是對凍干機的各個重要參數進行測量、顯示;根據預先的設置對凍干機進行J確控制,使其運行在規定的狀態,可對故障狀態報警并自動應急處理。通過測量和記錄凍干過程的工藝參數,可以完整地了解整個凍干過程;對這些參數實施有效的控制,則可以實現對整個凍干過程的優化,即在保證產品質量的前提下,提高生產效率以及減小能量消耗。
3　凍干機的研究現狀　　
凍干機的突出特點是產量高,脫水量大。因此,要求真空系統排氣量大,真空度不高。目前除采用大型捕水器和羅茨旋轉泵機組之外,多采用幾級串聯的水蒸氣噴射泵,這種泵能直接以氣態排除水蒸氣,系統中不必設置捕水器。食品凍干機中,的RAY型間歇式和CONRAD型連續式凍干機,日本共和真空株式會社的無隔離干燥過程水汽凝結器除冰再生技術和TL型液體食品密閉系統管式凍干機可代表世界食品凍干機的技術。1989年10月17日保加利亞的索非亞成立了低溫生物學和冷凍干燥技術研究所(InstituteofCry2obiologyandLyophilizationinSofia,簡稱ICL),主要研究宇航食品、兒童食品、方便食品、保健食品和營養食品。該研究所目前在世界上,僅次于美國和俄羅斯[1]。　　
國內早在解放前已開始在實驗室中用簡易的凍干裝置來作保存菌種、毒種的試驗。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口了一批凍干機,60年代北京、天津、南京、上海、大連等地相繼建立了一些實驗性凍干食品生產廠并先后仿制了一批凍干機,其特點是整體式,擱板溫度不均勻,手動操作,能自動記錄。為加快發展我國凍干技術,機電部將工業真空冷凍干燥機列入1986年工業技術發展基金項目,由華中理工大學承擔并與浙江真空設備協作進行研制[2],產品于1989年通過部級鑒定。該機結構緊湊、功能齊全擱板間距可調,采用微機程控。此外,清華大學核能設計研究院引進俄羅斯大型食品真空冷凍干燥設備的技術,直接與一級企業煙臺冰輪集團合作共同研制開發,探索出一條發展我國冷凍干燥事業的新路,提高了我國大型食品冷凍干燥機的整體設計及控制水平[3]。國產凍干機的性能如表1所示[4]。　　
目前,大部分國產食品凍干機生產廠家走的是仿制道路。有的廠家在采用國外技術的同時,進行了很大的改進。如:加熱板內采用了特殊導流裝置,使板內流體的流量均勻,保證了加熱的均勻和穩定;捕水器在工作中可實現交替捕水和融冰,捕水器盤管內氨液制冷方式由傳統的氨液相變制冷改為氨液無相變制冷,使捕水器盤管內溫度均勻,結霜性能良好。除仿制之外,國內自己的研制能力也在提高,有的單位已經脫離了仿制國外機型,抽氣系統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,使設備價格有所降低。　　
國產凍干機還存在一些不足之處:　　
(1)擱板溫度不均勻,造成凍干產品含水率不均勻,產品合格率受影響。造成溫度不均勻的原因各不相同:或者是擱板結構和材料質量不好;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絕熱不好。　　
(2)干燥速率低,干燥箱內各點干燥快慢不一致,反映在產品上仍然是合格率受影響。其原因除擱板溫度不均勻外,還與真空系統配置得不合理有關。主要體現在:捕水器配置得不合理;水蒸氣噴射泵性能不穩定;抽氣口位置不合理等。　　
(3)捕水器效率低。主要體現在捕水器面積大而捕水量小,有部分無效面積,其根本原因是捕水器設計不合理。
4　凍干機的發展趨勢　　
無論是國產的還是引進的凍干設備,其共同的缺點是價格貴,能耗高,投資收回慢。降低成本、減少能耗是凍干機今后的主攻方向。因此,凍干機的研究方向和發展趨勢應該是:　　(1)改進結構、優化設計、降低成本、減少能耗。國外有些凍干機不采用不銹鋼制造,而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹脂,涂層厚度為0112～0120mm,在室溫下就會發出紅外線。擱板表面涂高性能遠紅外發射材料,增強其輻射能力;料盤表面處理,增強其吸熱能力。料盤在兩塊輻射擱板之間有一Z佳位置,而不是取中間位置,因此應優化設計。捕水器的結構、尺寸、結霜特性的優化更有實際意義,因為它的造價目前幾乎相當于凍干箱的造價,且其運轉功耗也較大。