二、凍干設備組成本機主要由干燥箱、冷凝器（捕水器）、加熱系統、真空系統、制冷系統和電氣 控制系統六大部件組成。

干燥箱?

?是一能抽真空和加熱的密閉器，物料的升華干燥過程是在干燥室內完成的，物料是放在干燥室內擱板上的鋁托盤內的，按每平方托盤面積 8~9 公斤的比例裝 料，擱板上有兩個可供測量物料溫度的探頭，用以監測整個凍干過程中的物料溫度。門采用橡膠密封條，關門時要把門上的手柄擰緊，確保箱內密封。

冷凝器（捕水器）

是凝結升華水氣的捕水裝置，內部有一個較大面積的鋁翅吸附面，從干燥箱物料中升華出來的水蒸氣可凝結吸附在其鋁翅表面上，吸附面的工作溫度可達 -35℃~-55℃，冷凝器外形是鋁制成的圓管，內部有制冷劑，分別與制冷機組相連，組成制冷循環系統。冷凝器與干燥箱連接采用真空蝶閥；采用不銹鋼管與真空泵組連接組成真空系統，筒內冷凝管上部裝有化霜噴水管，它通過真空隔膜閥與水管連接，這是為了保證化霜水等不進入干燥箱和真空管道

加熱系統

凍干機加熱系統的作用是對干燥箱內物料進行加熱，以便使物料不斷地得到升 華熱，使物品以達到規定的含水率要求，凍干機加熱系統有不同的加熱方法， 在接觸式加熱中，我們采用的是循環介質加熱法。循環加熱系統由管道泵、循 環介質箱、加熱器、進出管路等組成。循環液由水 4 份、乙醇 2 份，乙二醇 4 份配置成循環不凍液，其凝固點為-30℃，在使用時液溫能達到 120℃，當加熱 系統工作時，先對循環液進行加熱，液溫通過液箱控制調節儀選定的溫度自動 控制加熱, 管道泵開啟后，可將循環液送入干燥箱內擱板中，對擱板加熱，然后 返回液箱進行加熱循環。 ?8?0

真空系統?

真空系統由旋片真空泵或羅茨泵組成，必須首先啟動旋片泵或水環泵，使其工 作一段時間，當系統中的真空度達到 1Kpa 以下時，再自動啟動羅茨泵。旋片泵 結構、羅茨泵結構等見說明書。該真空系統的真空表可使用電接點真空表，可 根據預先選定的真空度值，自動控制羅茨泵的啟動。干燥箱與冷凝器之間真空 管道中，裝有真空蝶閥，可根據使用要求隨時開、關。真空泵管路上，裝有電 磁放氣截止閥，當真空泵停止工作時可自動關閉真空管路，同時將空氣放入泵 內，避免真空泵油因負壓作用回放至真空管路中，真空泵的連接管路之間裝有 波紋軟管，防止運轉時的振動。 ?8?0

制冷系統

凍干機制冷系統由制冷壓縮機組（包括：風冷冷凝器，油分離器、高壓管路、 干燥過濾器、膨脹閥、蒸發器、低壓管路等組成），采用氟利昂機組和 R404a 制冷劑。當制冷系統工作時，冷凝盤管的表面溫度可達-35～-55℃，根據客戶 需要采用單級或雙級制冷壓縮機組，制冷效果好。 ?8?0

電氣控制本設備電氣控制系統由電腦顯示記錄儀、控制臺、控制儀表、調節儀表

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?

等自動裝置和電路組成。它的功能是對凍干機進行手動或自動控制，控制設備正常運 轉。 控制臺是溫度、真空度巡檢儀的記錄控制儀表及各機組開關的集中集團，控制 臺的儀表板裝有溫度，真空度巡檢儀，干燥箱和真空泵的真空計，溫度指示調 節儀，液溫控制調節儀，計時鐘等。按鈕板上裝有各機組的開關等。

三．凍干設備技術

凍干是從凍結的物料產品中去除水分的過程，凍干分為真空冷凍干燥和常壓冷凍 干燥二種，由于一些條件限制目前采用的是真空冷凍干燥。凍干目的是保留產品 的完整的生物和化學結構及其活性。像其它許多的技術步驟，一種凍干的類型被 稱做升華，是自然發生的。升華指的是溶劑，比如水，象干冰一樣，直接從固態 變為氣態的過程。傳統的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。這種情況將不會發生 在凍干里，因為固體構成被在其位置上的堅冰支撐著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質里。

凍干過程分為冷凍、升華、解析干燥三個階段，每一個階段都有相應的要求， 不同的物料其要求各不相同，各階段工藝設計及控制手段的差異直接關系凍干產品的質量和凍干設備的性能。

1.冷凍階段 冷凍干燥首先要把原料進行凍結，使原料中的水變成冰，為下階段的升華做好準備。凍結溫度的高低及凍結速度是控制關鍵，溫度要達到物料的凍結點以下， 不同的物料其凍結點各不相同。凍結速度的快慢直接關系到物料中冰晶顆粒的大小，冰晶顆粒的大小對固態物料的結構及升華速率有直接關聯。一般情況下，要 求 1--3 小時完成物料的凍結，進入升華階段。?

凍干機優點

干燥的方法多種多樣，如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的溫度下進行。干燥所得的產品一般都存在體積縮小、質地變硬的問題，易揮發的成分大部分會損失掉，一些熱敏性的物質發生變性、失活，有些物質甚至發生了氧化。因此，干燥后的產品與干燥前相比，在性狀上有很大的差別。凍干法則基本上在0℃以下進行，即在產品凍結的狀態下進行，解析干燥的時候一般不超過60℃。在真空條件下，當水蒸汽直接升華出來后， 剩留在凍結時的冰架中，形成類似海綿狀疏松多孔架構，因此它干燥后體積大小幾乎不變。再次使用前，只要加入注射用水，又會立即溶解。

凍干機相對常規方法，凍干法具有如下優點：

* 許多熱敏性的物質不會發生變性或失活。

* 在低溫下干燥時，物質中的一些揮發性成分損失很小。

* 在凍干過程中，微生物的生長和酶的作用無法進行，因此能保持原來的性狀。

* 由于在凍結的狀態下進行干燥，因此體積幾乎不變，保持了原來的結構，不會發生濃縮現象。

* 由于物料中水分在預凍以后以冰晶的形態存在，原來溶于水中的無機鹽類溶解物質被均勻地分配在物料之中。升華時，溶于水中的溶解物質就析出，避免了一般干燥方法中因物料內部水分向表面遷移所攜帶的無機鹽在表面析出而造成表面硬化的現象。

* 干燥后的物質疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而完全，幾乎立即恢復原來的性狀。

* 由于干燥在真空下進行，氧氣極少，因此一些易氧化的物質得到了保護。

* 干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后產品能長期保存而不致變質。

* 因物料處于凍結狀態，溫度很低，所以供熱的熱源溫度要求不高，采用常溫或溫度不高 的加熱器即可滿足要求。如果冷凍室和干燥室分開時，干燥室不需絕熱，不會有很多的熱損失，故熱能的利用很經濟。