冻干机是一种专业化的设备,用于将一些可溶性的有机物、无机物和生物制品制成高效的低温干燥产品。这些产品可以长时间保存,而不会因为微生物或氧化而失去质量。
一、用途
冻干机广泛应用于食品、生物、医药、化工、农业、林业、地质等领域。对于那些对物质质量有苛刻要求的组织、培养基、生物试剂、药品及危险化学品等可溶性产物进行干燥处理。干燥后的产品足够长时间保存,在需要时可以重新加水回复成原来状态。此外,它们可以作为制造高级保健品和食品添加剂的原料。冻干技术具有较高的技术含量,但是技术难度适中,逐渐被各行各业所广泛使用。
二、结构
冻干机主要由以下几个零部件组成:
1.真空冷冻系统:它能够通过流程控制技术实现系统的冷暖自动切换,使工作环境恒定在约70摄氏度以下。
2.真空系统:它能够剔除干燥过程中溶剂的蒸汽,如水汽和有机气体等,保持真空度,实现低温干燥。
3.控制系统:可以实现测量和监测所有操作参数,以达到最佳干燥效果。
4.加热系统:成品可以通过特殊技术加热,并得到相应的保温效果,维持产品的始终温度。
5.风扇和热交换器:它们用于在整个干燥过程中传输热量并加快干燥速度。
三、优势
1.制冷技术:深低温制冷技术,制冷温度可达到-110℃。
2.换热技术:系统流道技术,换热效率可达到95%以上。
3.真空导流技术:系统真空态气流强制导流技术,从蒸发点至捕水器,阻力更小,捕水效率更高。
4.箱体及板层制造工艺:严格执行欧美箱体板层制造工艺标准,采用先进的板层箱体制造技术,保证真空冷冻干燥机主体结构件耐压、无泄漏。
5.板层控温技术(实验型真空冷冻干燥机):采用日本工艺标准加热材料,单位面积内均匀度可达到0.1℃。控温算法采用模糊控制+PID算法,确保控制精度(国内其它厂家采用单一的PID算法,控制精度低,容易出现超调)。
6.控制系统:实验型真空冷冻干燥机主体机型均采用工业PLC+触摸屏,稳定度和可靠性远远优于其它厂家采用的单片机+液晶屏或单片机+触摸屏。
7.共晶点测试技术:采用1000Hz交变电源,防止测试电极发生电解现象,影响测试精度。采用美国NI公司的数据记录硬件和数据记录及数据处理软件,在产品共晶点温度附近突变区进行分析,从而计算出产品的共晶点温度。对没有明显突变的产品,系统提供数学模型进行分析计算,从而得出结构。针对客户使用需要,开发了离线和在线两种测试功能。国内的真空冷冻干燥机厂家提供的共晶点测试功能采用的是以产品电阻值或者产品温度值突变作为共晶点温度判别依据这两种方法测出来的结果与实际结果有很大的偏差,此方法适合作为产品共晶点温度的参照,不能作为准确的物质共晶点温度进行科学研究或者进行的冻干工艺摸索。
8.在线水分测试技术:采用称重法进行在线水分测试,测试精度高,一致性强。国内外同行业厂家只有部分厂家拥有此项技术。
9.冻干产品活性保护技术:*的优化蛋白质冻干工艺及细菌冻干存活率等技术,帮助客户优化工艺。
10.制造工艺:制造过程*遵守国内外行业标准。原材料严格执行检验标准。生产过程中采用流行的生产过程控制方法,确保产品质量的一致性。制造过程从工艺规范到作业指导,从过程检验到型式检验严格执行ISO质量标准。
11.质量控制点管控:对于产品生产过程中的重要控制点均采用用三检制度,重要控制点专人专岗,确保产品质量的稳定性。
四、原理
干燥过程的原理是通过真空将产物冷冻后蒸发除水。首先,将含有可溶性的原料放入真空冷冻室,然后在系统设定的恒定温度下将其冷冻,水分会逐渐在室内形成冰晶(过渡较慢),然后在真空状态下水分直接从冰晶中蒸发,物品内残留的水分以气态进行吸附,再通过真空泵排出。整个过程在电压控制下,以类似下降的状态进行。这样,可除去大量水分,而有机物亦能保存。
五、操作
1.打开冻干机主电源和真空泵电源之前,请检查设备及管路系统的状态是否正常。
2.打开真空阀门,系统进行真空排气。
3.确保系统漏空,系统真空度小于1Pa。其次将被处理物放入冷冻室中,保持恒定温度进行冷冻。
4.打开设备的震荡通风装置,使冻结的物品变成粉末状。
5.调整真空度,从溶剂蒸汽中蒸发除水,以及使干燥物料表面始终保持感觉,则所有操作将按照理想状态进行,直到整个过程完成。
六、保养
1.冻干机内部必须定时进行消毒和清洗。
2.清除干燥腔内的水,防止水清洗耗损冻干机内部组件的质量。
3.冻干机能耗损耗的只有真空泵,因此需要进行定期清理和检查维护。
4.一些易变质的物品,操作过程过于复杂,应该避免在冻干机的处理范围内进行干燥。
5.潮湿的干燥物品会有一部分残留起来,需要进行额外的治疗,以保证产品的整体品质。
(Pilot5-8ES土壤冷冻干燥机)
(冰芯”系列冻干机)
(Pilot10-15S真空冷冻干燥机)