真空冷冻干燥机的冻干工艺

四环福瑞科仪科技发展（北京）有限公司

2021/07/19 10:03

由于厂家制造的真空冻干机是非标准设备，在我国尚处于发展初期，这一点是我们的现状。国内众多的冻干机（不管是进口还是国产）其品质参差不齐，对冻干品产量、质量及能耗各说己见，有些甚至把落后的工艺手段吹嘘成国际先进水平，其科学态度及不严肃。冻干机涉及真空、制冷、热工、微机等技术领域，它是把速冻、制冷、真空、热工、自控等工艺过程有机结合的一个整体，采用的工艺过程不同、其各工艺过程结合的不同，都关系到冻干机的性能。但不管怎样，只要冻干品质量好、产量高、设备能耗低（电耗）、自动化程度高（操作简便：从物料放入按钮开机，速冻真空升华干燥一气呵成，提示冻干完成后关机出料）、设备可靠性高、维护成本低且方便，用户认可，就可以认为是好设备。冻干过程：速冻（时间快慢对冻干品质量有影响，1至3小时完成）---抽真空至一定的工作点（时间5至40分钟）---升华干燥（按工艺曲线加热、保持真空度,此阶段最复杂，时间最长）---冻干结束（判断冻干结束点）出料

一、速冻

　　原料经过挑选、漂洗、整形、放盘等前道工艺后,便可以进入冻干阶段。冻干的第一步必须对冻干物料进行速冻，把放了物料的料盘置于冻干机中进行速冻（有的冻干机不带速冻功能，要另配速冻机）。

二、真空度保持

为保证物料中的冰不溶化而直接汽化（升华），并不断移走汽体，保证升华正常进行，必须使箱内真空度低于某一温度下冰的饱和蒸汽压（610pa以下）。真空度的保持可以用以下几种装置实现：

1、罗茨泵+水环泵。
2、冷阱+罗茨泵+水环泵。
3、冷阱+罗茨泵+滑片泵。
4、冷阱+滑片泵。
　　采用冷阱是为了捕捉水汽，降低真空泵的负荷，设计合理的冷阱基本不会导致真空泵失效，能耗也低，不过对制冷系统、冷阱的设计要求较严。

三、加热方式

　　随着冰不断升华汽体的移走，也带走物料的热量，使物料温度（冰温）持续走低，从而引汽冰的饱和蒸汽压降低，升华速度放慢。为保持一定的升华速率,就必须不断给物料补充热量。热量补充太少会降低升华速率，热量补充太快会引起冰的溶化，导致物料塌陷冻干失败。加热方式有以下几种:

1、微波加热法。
2、接触加热法。
3、辐射加热法。
4、接触、辐射混合加热法。
　　2、3、4三种方法都利用加热搁板进行，其加热介质有蒸汽、油、424介质，而油、424介质既可当加热介质又可以做制冷媒体（速冻时）。

四、自控系统

　　由于冻干机冻干过程较复杂，且工作状态范围较窄，稍有不慎便会造成冻干品质量下降，因此要求采用自控系统。冻干机自控系统设计要求操作简便，从物料放入按钮开机，速冻真空升华干燥一气呵成，提示冻干完成后关机出料。有关的温度、压力控制点要精心选择、合理控制，速冻、真空保持、加热的关联应控制恰当，针对不同的物料设置工艺曲线。

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