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真空冷冻干燥机基本原理
与其它干燥方法一样,要保持升华干燥的不断进行,必须满足两个基本条件,即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。在开始阶段,如果物料温度相对较高,升华所需要的潜热可取自物料本身的显热。但跟着升华的进行,物料温度很快就降到与干燥室蒸汽分压相平衡的温度,此时,若没有外界供热,升华干燥便休止进行。在外界供热的情况下,升华所生成的蒸汽如果不及时排除,蒸汽分压就会升高,物料温度也随之升高,当达到物料的冻结点时,物料中的冰晶就会融化,冷冻干燥也就无法进行了。
供给热量的过程是一个传热过程,排除蒸汽的过程是一个传质的过程,因此,升华干燥过程实质上是一个传热、传质同时进行的过程。自然界中所发生的任何过程都有驱动力,升华干燥中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差,而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器(或冷阱)之间的蒸汽分压差。温差愈大,传热速率愈快;蒸汽分压差愈大,传质(即蒸汽排除)速率愈快。
冻干时,既要保持产品的优良品质,又要获得较快的干燥速率。升华所需要的潜热必须由热源通过外界传热过程传送到燥物料的表面,然后再通过里面传热过程传送到物料内冰升华的实际发生处。所产生的水蒸气必须通过里面传质过程抵达物料的表面,再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的“瓶颈”,它取决于冻干设备的设计、操作条件以及燥物料的特征。只有同时进步传热、传质效率,增加单位体积冻干物料的表面积,才能获得更快的干燥速率。
水有固态、液态、气态三种态相。根据热力学中的相平衡理论,随压力的降低,水的冰点变化不大,而沸点却越来越低,向冰点靠近。当压力降到一定的真空度时,水的沸点和冰点重合,冰就可以不经液态而直接汽化为气体,这一过程称为升华。食品的真空冷冻干燥,就是在水的三相点以下,即在低温低压条件下,使食品中冻结的水分升华而脱去。
压盖型真空冷冻干燥机特点:
★预冻干燥在原位进行,减少干燥过程的繁锁操作,实现了自动化;内设观察窗,干燥过程直观。
★触摸屏液晶显示,PID智能调节,以曲线和数据的方式显示干燥过程,并提供给用户有关于干燥过程的更多信息。
★自复叠制冷技术,机**了设备运行低噪音、大制冷量和大捕水能力,减少冷冻干燥时间.
★方形搁板不易变形,易于操作,便于清洗。干燥室采用高透光无色透明**玻璃门,在操作过程中能清晰观察物料的变化过程。
★冷阱和工作面为不锈钢,防腐蚀易清洁。
★搁板以硅油为媒介,温度误差1℃,干燥效果均匀;
★搁板温度可调、可控、可摸索中试和生产工艺;
★配置充气阀,可充干燥惰性气体;
★可选配共晶点测试装置,可选配自动压塞装置;
★可选配温度记录仪。
真空冷冻干燥机常见的5大故障及修复措施:
常见故障一:供电电压不稳定
据了解,真空冷冻干燥机正常的工作电源电压为215-225伏,偏离电压允许范围后,压缩机就不能进行有效地工作甚至根本不能运转。
针对供电电压不稳定的情况,解决办法是,当电源电压不合格时,更换合格的供电电源;当供电电压不稳定时,可使用AVR(220V)或在原工作电源上加稳压器。
常见故障二:室内温度**30℃
真空冷冻干燥机需要在合适的环境下运行,当室内温度**30℃时,冷凝器可能会无法起到冷凝作用,从而使系统出现故障。
这时的维修方法是,如果室内温度在28℃左右,用户可以打开冷凝器后门或者打开房间门,从而优化通风和制冷状况。
常见故障三:室内温度低于0℃
室内温度过高不行,过低也不合适。如果室内温度低于9℃,压缩机油会变得粘稠,容易影响压缩机的正常运作。另外,温度过低时,所有的电子元件都可能会受到影响,发生误操作。
针对这种情况,技术人员建议的维修办法是,当环境温度低于0℃时,可以使用其他加热设备使环境温度升温,并让温度保持在5℃以上,30℃以下。
常见故障四:冷冻干燥机上或环境中的灰尘过多
据了解,如果有过多的灰尘覆盖在冷凝器和压缩机上,则容易使冷凝器无法达到冷凝效果,直接影响压缩机的使用效果。
因此,定期去除灰尘的工作不可少。业内建议,如果环境中的灰尘过多,用户可以每月定期清除覆盖在压缩机和冷凝器上的灰尘。为了保证设备不受损坏,压缩机、冷凝器和管道上的灰尘可以使用软毛刷清除。
常见故障五:环境中的湿度过高
当环境中的湿度较高时,容易让电气发生故障或者短路。针对这种情况,维修方法是,使用通风设备或者开窗进行通风,从而减低湿度。
真空冷冻干燥机使用中养护技巧
制备样品应尽可能扩大其表面积,其中不得含有酸碱物质和挥发性。样品必须完全冻结成冰,如有残留液体会造成气化喷射。注意冷阱约为零下65度,可以做低温冰箱使用,但必须戴保温手套操作防止冻伤。启动真空泵以前,检查出水阀是否拧紧,充气阀是否关闭,**玻璃罩与橡胶圈的接触面是否清洁无污物,良好密封。一般情况下,该机不得连续使用**过48小时。样品在冷冻过程中,温度逐渐降低,可以将样品取出回暖一段时间后(仍处于冰冻状态),继续干燥,以缩短干燥时间。液晶显示、中文界面,带样品干燥曲线。进口压缩机,另设有换热器后,了制冷量,提高了捕水能力。冷阱开口大,无内盘管,带样品预冻功能。预冷架,可作导流桶,加快干燥速度。冷阱和操作面为全不锈钢,耐腐蚀易光洁,透明钟罩。透明钟罩式干燥室,安全直观。不锈钢样品架,普通型样品盘间距可调。设计新颖,体积小操作方便,减少实验室台面占用。可选加有氮气充气阀。
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