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冻干机的组成和冻干程序
产品的冷冻干燥需要在一定装置中进行,这个装置叫做真空冷冻干燥机,简称冻干机.
冻干机按系统分,由致冷系统、真空系统、加热系统、和控制系统四个主要部分组成.按结构分,由冻干箱或称干燥箱、冷凝器或称水汽凝集器、冷冻机、真空泵和阀门、电气控制元件等组成.图十三是冻干机组成示意图.
冻干箱是一个能够致冷到-40℃左右,能够加热到+50℃左右的高低温箱,也是一个能抽成真空的密闭容器.它是冻干机的主要部分,需要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上,对产品进行冷冻,并在真空下加温,使产品内的水份升华而干燥.
冷凝器同样是一个真空密闭容器,在它的内部有一个较大表面积的金属吸附面,吸附面的温度能降到-40℃以下,并且能恒定地维持这个低温.冷凝器的功用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上.
冻干箱、冷凝器、真空管道和阀门,再加上真空泵,便构成冻干机的真空系统.真空系统要求没有漏气现象,真空泵是真空系统建立真空的重要部件.真空系统对于产品的迅速升华干燥是**的.
致冷系统由冷冻机与冻干箱、冷凝器内部的管道等组成.冷冻机可以是互相立的二套,也可以合用一套.冷冻机的功用是对冻干箱和冷凝器进行致冷,以产生和维持它们工作时所需要的低温,它有直接致冷和间接致冷二种方式.
加热系统对于不同的冻干机有不同的加热方式.有的是利用直接电加热法；有的则利用中间介质来进行加热,由一台泵使中间介质不断循环.加热系统的作用是对冻干箱内的产品进行加热,以使产品内的水份不断升华,并达到规定的残余水份要求.
控制系统由各种控制开关,指示调节仪表及一些自动装置等组成,它可以较为简单,也可以很复杂.一般自动化程度较高的冻干机则控制系统较为复杂.控制系统的功用是对冻干机进行手动或自动控制,操纵机器正常运转,以冻干出合乎要求的产品来.
冷冻干燥的程序是这样的:在冻干之前,把需要冻干的产品分装在合适的容器内,一般是玻瓶或安瓶,装量要均匀,蒸发表面尽量大而厚度尽量薄些；然后放入与冻干箱尺寸相适应的金属盘内.装箱之前,先将冻干箱进行空箱降温,然后将产品放入冻干箱内进行预冻,抽真空之前要根据冷凝器冷冻机的降温速度提前使冷凝器工作,抽真空时冷凝器应达到-40℃左右的温度,待真空度达到一定数值后(通常应达到100uHg以上的真空度),即可对箱内产品进行加热.一般加热分两步进行,步加温不使产品的温度**过共熔点的温度；待产品内水份基本干完后进行第二步加温,这时可迅速地使产品上升的规定的温度.在温度保持数小时后,即可结束冻干.
整个升华干燥的时间约12-左右,与产品在每瓶内的装量,总装量,玻璃容器的形状、规格,产品的种类,冻干曲线及机器的性能等等有关.
冻干结束后,要放干燥无菌的空气进入干燥箱,然后尽快地进行加塞封口,以防重新吸收空气中的水份.
在冻干过程中,把产品和板层的温度、冷凝器温度和真空度对照时间划成曲线,叫做冻干曲线.一般以温度为纵坐标,时间为横坐标.冻干不同的产品采用不同的冻干曲线.同一产品使用不同的冻干曲线时,产品的质量也不相同,冻干曲线还与冻干机的性能有关.因此不同的产品,不同的冻干机应用不同的冻干曲线.图十四是冻干曲线示意图(其中没有冷凝器的温度曲线和真空度曲线).

连续式真空干燥机
真空干燥机图片
真空干燥机图片
　　冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境下，使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干（lyophilization）。
物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中，升华过程不会因脱水而发生浓缩现象，避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，较易溶于水而恢复原状。在上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。
各层加热盘上均有热载体进出口管，一般上部几层采用低压饱和蒸汽或热水、热油串联、并联或串并联输入加热，控制各层温度；而底部二层通入冷却水，以降低产品温度，回收热量，确保质量。加热盘按一定的间距固定在筒体框架上，呈水平置放，其间每层均装有十字臂架，上下两层错位45°交错固定在中心主轴上，并由蜗轮减速器、无级变速器及电机等驱动，以0.6~3.7(r/min)缓慢地转动。每根臂架上装有多支可拆式铧犁形耙叶或者平刮板，呈等距排列。耙叶采用铰接及簧片摆动结构，使其底刃在盘面上随偶浮动，并可根据物料性状任意调节耙叶角度，以确保物料在盘面上不断向前推进。
燥物料从**部圆盘加料器连续地加到设备内上面层小加热盘的内圈盘面上，在回转耙叶的机械作用下，一边翻滚搅拌，一边从内向外不断向前移动，呈锯齿形布满整个盘面上，得到接触加热干燥；然后物料从外缘跌落到下面*二层大加热盘外圈盘面下，在反向安装的耙叶作用下，又从外向内循序移到内缘，落到*三层小加热盘的内圈盘面上。以此类推，这样物料一层一层地自上而下地逐层移动，连续得到加热干燥。
被蒸发的湿分与设备内尾气混合从上部出口自然排出，终干料落到下盘上，由耙叶刮到底部卸料口连续排出，获得合格的干燥成品。根据产品性能、干燥要求和处理量大小，板式干燥机采用了主轴无级调速、手动调节圆盘加料器调节套高度，控制各层加热盘温度分布，末期冷却降温等一系列措施，发挥了板式干燥机的优越性能。

双锥回转真空干燥机
双锥回转真空干燥机适用于化工、制药、食品等行业的粉状、粒状及纤维状物料的浓缩、混合、干燥及需低温干燥的物料（如生化制品等），较适用于易氧化、易挥发、热敏性强烈、有毒性物料和不允许破坏结晶体的物料的干燥。采用皮带/链条两级弹性联接方式，因而设备运行平稳。特别设计的工艺，充分体现了两支轴的良好同心度，热媒及真空系统均采用可靠的机械密封或美国技术的旋转接头。该机既可无级调速，又能进行恒温控制。热媒介质从高温导热油、中温蒸汽及低温热水一应俱全。干燥粘性物料时，将在罐内为您特别设计“抄板”结构。

冷冻干燥有下列优点:
一．冷冻干燥在低温下进行,因此对于许多热敏性的物质特别适用.如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力.因此在医药上得到广泛地应用.
二．在低温下干燥时,物质中的一些挥发性成分损失很小,适合一些化学产品,药品和食品干燥.
三．在冷冻干燥过程中,微生物的生长和酶的作用无法进行,因此能保持原来的性装.
四．由于在冻结的状态下进行干燥,因此体积几乎不变,保持了原来的结构,不会发生浓缩现象.
五．干燥后的物质疏松多孔,呈海绵状,加水后溶解迅速而完全,几乎立即恢复原来的性状.
六．由于干燥在真空下进行,氧气较少,因此一些易氧化的物质得到了保护.
七．干燥能排除95-99%以上的水份,使干燥后产品能长期保存而不致变质.
因此,冷冻干燥目前在医药工业,食品工业,科研和其他部门得到广泛的应用.

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