冷冻干燥机的原理及选型指南

　　一、冷冻干燥机简介

　　冷冻干燥机是提前冻结水，然后在真空状态下升华水分，获得干物的技术方法。冷冻干燥处理的物品容易长期保存，加水后可以恢复到冷冻干燥前的状态，保持原来的生化特性。

　　真空冷冻干燥技术在生物工程、医药工业、食品工业、材料科学、农副产品深加工等领域有着广泛的应用，规模和领域不断扩大。为此，真空冷冻干燥将成为21世纪的重要应用技术。

　　二、冷冻干燥机的基本结构

　　冷冻干燥机由制冷系统、真空系统、加热系统、电气仪表控制系统组成。主要部件有干燥、冷凝器、冷冻机、真空泵、加热/冷却装置等。

　　冷冻系统是冷冻机重要的组成部分，被称为“冷冻机的心脏”。冷却系统主要包括压缩机、制冷剂、油分离器、水冷凝器、干燥过滤器、中间冷却器、始液镜、电磁阀、手阀(盖阀)、膨胀阀、蒸发器(板开关、后箱冷凝盘管)、汽液分离器、

　　三、制冷干燥器的工作原理

　　冷冻干燥是利用升华原理进行干燥的技术。干燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境下将冻结的水分子直接升华为水蒸气的过程。冷冻干燥的产物称为冷冻物，这一过程称为冷冻。

　　冷冻机的工作原理(见下图)是液体制冷剂从蒸发器吸收冷却物质的热量后，用低压低温的蒸汽蒸发，由压缩机吸入，用高温高压压缩的蒸汽排放到冷凝器，从冷凝器向冷却介质(水或空气)散热，冷凝用高压液体，通过节流装置调节到低压低温的液体。

　　四、冷冻干燥机选择指南

　　1、冻干面积

　　冻干机模型中的数字表示该模型冻干机的冻干机面积。例如，LGJ-18C型冷冻干燥机器的冷冻干燥面积为0.18 。用户需要根据自己的需要，通过计算来决定需要使用多少冻结面积。例如，每捆需要1.8公斤(升)液体量的产品，用材料板装载材料，每盘装载10 厚度，就可以计算冻干板层的负荷面积。

　　a(面积，)=V(体积，m)/H(高度，m)=0.0018m/0.01m=0.18

　　也就是说，必须选择板层负荷面积为0.18 的冷冻干燥机。

　　2、冷陷阱温度

　　冷汤是冷冻干燥过程中捕捉水分的装置。理论上，冷墨温度越低，冷汤的捕水能力越强，但冷墨温度越低，对制冷的要求越高，机器成本和运营成本也越高。实验系列冷冻干燥机的冷冻温度主要在-45左右、-60左右、-80左右等多个等级。冷雷温度为-45的冷冻适用于易结冰的产品，冷雷温度为-60左右的冷冻机适用于大多数产品的冷冻，冷雷温度为-80的冷冻适用于一些特殊产品的冷冻。冷陷温度对水捕收能力的影响试验表明，冷陷温度从-35下降到-55，水捕收能力明显提高，冷陷温度低于-55，冷陷的水捕收能力没有明显提高。因此，如果没有特殊需求，理想情况下选择冷静温度-60左右。

　　3、冷却速度

　　冷却速度反映冷却系统的冷却能力，在空载情况下，冷水温度必须在一小时内达到指标中指定的较低温度。例如，冷静温度-60的冷冻机从机器打开冷气开始计算时间，冷静温度达到-60的时间不得超过1小时。