欣谕冷冻干燥机的结构和工作原理参考文献

一、冷冻干燥机的结构组成

冷冻干燥机也称为冻干机、真空冷冻干燥机，主要由干燥箱、冷凝器（捕水 器）、加热系统、真空系统、制冷系统和电气控制 系统六大部件组成。

1.1 干燥箱

干燥箱是一种能抽真空和加热的密闭器， 物料的升华干燥过程是在干燥室内完成的，物 料是放在干燥室内搁板上的不锈钢托盘内的， 按每平方托盘面积 8~12 公斤的比例装料，每一 层搁板上都有一个可供测量物料温度的探头， 用以监测整个冻干过程中的物料温度。门采用 橡胶密封条，应注意关门时要把门上的手柄拧 紧，确保箱内密封。

1.2 冷凝器（捕水器）

冷凝器是凝结升华水气的密闭装置，内部 有一个较大面积的金属吸附面，从干燥箱物料 中升华出来的水蒸气可凝结吸附在其金属表面 上，吸附面的工作温度可达 - 45℃~- 55℃，冷凝 器外形是不锈钢或铁制成的圆筒，内部盘有冷 凝管，分别与制冷机组相连，组成制冷循环系 统。冷凝器与干燥箱连接采用真空蝶阀；采用不 锈钢管与真空泵组连接组成真空系统，筒内冷 凝管上部装有化霜喷水管，它通过真空隔膜阀 与水管连接，这是为了保证化霜水等不进入干 燥箱和真空管道。在冷凝器外部采用泡沫塑料 板保温绝热，Z外层包以不锈钢板。

1.3 加热系统

冷冻干燥机加热系统的作用是对干燥箱 内物料进行加热，以便使物料不断地得到升华 热，使物品以达到规定的含水率要求，冻干机加 热系统有不同的加热方法，在接触式加热中，我 们采用的是循环介质加热法。循环加热系统由 管道泵、循环介质箱、加热器、进出管路、液温控 制器等组成。循环液可由水 4 份、乙醇 2 份，乙 二醇 4 份配置成循环不冻液，其凝固点为 - 120℃，在使用时液温Z高不超过 60℃，现大 部分冻干设备已经采用硅油作为循环液。当加 热系统工作时，先对循环液进行加热，液温通过 液箱控制调节仪选定的温度自动控制加热， 管 道泵开启后，可将循环液送入干燥箱内搁板中， 对搁板加热，然后返回液箱进行加热循环。而在 辐射或加热中我们采用蒸气加热Z高温度为 120℃，由蒸气电磁阀自动控制温度。

1.4 真空系统

真空系统有旋片真空泵或水环泵和罗茨 真空泵组成，罗茨泵为增压泵不能单D使用，必 须主先启动旋片泵或水环泵，使其工作一段时 间，当系统中的真空度达到 1Kpa 以下时，再自 动启动罗茨泵。旋片泵结构、罗茨泵结构等见说 明书。该真空系统的真空表可使用电接点真空 表，可根据预先选定的真空度值，自动控制罗茨 泵的启动。干燥箱与冷凝器之间真空管道中，装 有真空蝶阀，可根据使用要求随时开、关。真空 泵管路上，装有电磁放气截止阀，当真空泵停止 工作时可自动关闭真空管路，同时将空气放入 泵内，避免真空泵油因负压作用回放至真空管 路中，真空泵的连接管路之间装有波纹软管，防 止运转时的振动。

1.5 制冷系统

冷冻干燥机制冷系统由制冷压缩机组 （包括： 水冷冷凝器，油分离器、高压管路、干燥过滤器、 膨胀阀、蒸发器、低压管路组成），采用氟利昂机 组和 R22 制冷剂或氟制冷机组，制冷机组组成 使冻干品速冻用的制冷系统和捕水器制冷系 统。当系统工作，接触加热方式中搁板温度可降 至 - 35℃。当制冷系统工作时，冷凝盘管的表面 温度可达 - 35～- 55℃，欣谕冻干机厂根据客户需要采用单级双级 或双级三级制冷压缩机组，制冷效果好，厂家技术可以支持隔板可到-70度，冷井-120度。

1.6 电气控制系统

冷冻干燥机的电气控制系统由电脑显示 记录仪、控制台、控制仪表、调节仪表等自动装 置和电路组成。它的功能是对冷冻干燥机进行 手动或自动控制，控制设备正常运转。控制台是 温度、真空度巡检仪的记录控制仪表及各机组 开关的集中集团，控制台的仪表板装有温度，真 空度巡检仪，干燥箱和真空泵的真空计，温度指 示调节仪，液温控制调节仪，计时钟等。按钮板 上装有各机组的开关等。冻干机还设有连锁保 护装置，如①前箱制冷时加热管不能工作。②真 空表不到设定值，罗茨泵不能启动。③冷却水未 提供，制冷机组不启动。④真空泵、电磁阀带放 气截止阀与真空泵电源表连在一起，同时工作。 ⑤搁板加热恒温，由温度指示调节仪控制。

二、冷冻干燥机工作原理

真空冷冻干燥是先将物料冻结到共晶 点温度以下，使物料中的水分变成固态的冰，然 后在适当的真空度下，使冰直接升华为水蒸气。 再用真空系统中的水汽凝结器（捕水器）将水蒸 汽冷凝，从而获得干燥制品的技术。

 冷冻干燥过程分为预冻、升华干燥、解析干燥 3 个过程。