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如何選擇真空冷凍幹燥機的類型

編輯 :上海凱時AG 運營商科技有限公司時間 :2021-05-10

  如何選擇真空冷凍幹燥機的類型

  購買冷凍幹燥機設備時經常會遇到許多問題 。從用戶的角度出發 ,上海佘豔儀器介紹了實驗係列冷凍幹燥機的一些選型技術 。

  冷凍幹燥機冷凍幹燥是將含水物質預先冷凍成固態 ,並在真空狀態下將其中的水分從固態升華為氣態 ,從而將水分去除並保存物質的方法 。這種幹燥方法得到的產品原有的化學和生物特性基本不變 ,易於長期保存 。加水後 ,產品可恢複到凍幹前的形態 ,並保持其原有的生化特性 。是比較好的幹燥方法 。現代凍幹技術的主要用途有:體外生物組織的凍幹保存 ;活細菌和病毒的凍幹保存 ;中草藥 、西藥 、生物藥品 、血液製品的凍幹 ;方便食品 、保健食品 、功能性食品的凍幹儲運 ;冷凍幹燥製備納米陶瓷材料和各種金屬微粉材料 。因此 ,冷凍幹燥技術已廣泛應用於化工 、食品 、材料 、醫藥 、生物製品等領域 。冷凍幹燥機(簡稱凍幹機)是一種實現冷凍幹燥技術的設備 ,是一種結構複雜的機器 ,涉及製冷 、真空 、熱工 、機械 、流體 、電氣控製 、壓力容器等知識 。

  實驗係列冷凍幹燥機的分類:

  實驗係列冷凍幹燥機追求的性能指標是:體積小 、重量輕 、多功能 、性能穩定 、測試係統精度高 、多功能 、適應各種物料的冷凍幹燥實驗 。實驗係列冷凍幹燥機的主要分類方法如下:

  1 、從結構上看

  L-bell型凍幹機:冷凍幹燥室和冷阱是分開的上下結構 ,冷凍幹燥室沒有預凍功能 。這種類型的凍幹機在物料預凍後轉入幹燥過程時需要人工操作 。大多數實驗用的冷凍幹燥機都是鍾罩式的 ,結構簡單 ,成本低 。凍幹室大部分覆蓋透明有機玻璃 ,便於觀察物料的凍幹情況 。

  l原位冷凍幹燥機:冷凍幹燥室和冷阱是兩個獨立的室 ,冷凍幹燥室內的擱板具有製冷功能 。物料放入冷凍幹燥室後 ,物料的預凍和幹燥過程不需要人工操作 。這種類型的冷凍幹燥機製造工藝複雜 ,製造成本高 ,但原位冷凍幹燥機是冷凍幹燥機的發展方向 ,是探索冷凍幹燥工藝的理想選擇 ,特別適用於藥品 、生物製品等特殊產品的冷凍幹燥 。

  a 、普通b型 、歧管c型 、壓蓋型

  2.從功能上劃分

  普通貨架型:物料散裝於托盤 ,適用於食品 、中草藥 、粉狀物料的冷凍幹燥 。

  帶壓蓋的裝置類型:適用於西林瓶內物料的幹燥 。準備凍幹時 ,按要求將物料裝入西林瓶 ,將瓶蓋浮起後凍幹 。幹燥後 ,操作壓蓋機構壓縮瓶蓋 ,可以避免二次汙染 ,重新吸收水分 ,便於長期儲存 。

  多支管型:燒瓶連接在幹燥室外部 ,用於幹燥燒瓶內壁凍結的物料。此時 ,燒瓶作為容器連接到幹燥箱外部的歧管 ,燒瓶中的材料在室溫下加熱 。根據多支管開關裝置的要求 ,可隨時拆卸或安裝燒瓶 ,無需停止機器 。

  具有預凍功能:在物料預凍過程中 ,冷阱作為預凍室內的預凍物料 ,在幹燥過程中 ,冷阱作為捕水器 ,捕獲物料的溢流水 。具有預凍功能的凍幹機 ,在凍幹機上完成冷凍幹燥過程中物料的預凍和幹燥 ,凍幹機使用效率高 ,節約了低溫冰箱的成本 。

  購買凍幹機應注意的幾個參數:

  1.凍幹區

  凍幹機型號中的數字代表凍幹機的凍幹麵積 ,如FD-1A-50型凍幹機的凍幹麵積為0.12㎡ 。用戶應根據自己的需要 ,通過計算確定凍幹麵積大的凍幹機 。例如 ,如果每批液體體積為1.2千克(升)的產品需要冷凍幹燥 ,冷凍幹燥板的裝載麵積可以通過將材料裝載到厚度為10毫米的材料托盤中來計算:

  a(麵積 ,㎡)=V(體積 ,m3)/H(高度 ,m)=0.0012m3/0.01m=0.12㎡

  也就是說 ,應該選擇負載麵積為0.12m2的冷凍幹燥機 。

  2.冷阱溫度

  冷阱是冷凍幹燥過程中捕捉水分的裝置 。理論上講 ,冷阱溫度越低 ,冷阱的捕水能力越強 ,但冷阱溫度越低 ,製冷要求越高 ,機器成本和運行成本越高 。實驗係列冷凍幹燥機的冷阱溫度主要在-50℃和-80℃左右 。冷阱溫度為-50℃的凍幹適用於一些易凍幹的產品 ,而-80℃的凍幹適用於一些特殊產品 。冷阱溫度對聚水能力的影響表明 ,冷阱溫度從-35℃下降到-55℃ ,冷阱溫度低於-55℃ 。因此 ,在沒有特殊要求的情況下 ,選擇-50℃左右的冷阱溫度是理想的選擇 。

  3.冷卻速率

  冷卻速率反映了製冷係統的製冷能力 。在空載條件下 ,冷阱的溫度應在一小時內達到規定溫度 。例如 ,對於冷阱溫度≤50℃的凍幹機 ,冷阱溫度達到-50℃的時間不應超過1小時 。

  4.極限真空度

  極限真空度反映了凍幹機的泄漏和真空泵的抽氣效率 。以前真空度越高越好 。現在 ,真空度應該在合理的範圍內 。真空度過高 ,不利於傳熱 ,反而幹燥速度降低 。但凍幹箱空載極限真空度應在15Pa以上 。

  5.真空泵時間

  凍幹箱的空抽速度應在半小時內從大氣壓抽至15Pa 。

  6 、板材溫度均勻性和平整度:

  溫度的均勻性和平滑性對產品質量的均勻性有很大的影響 。溫度均勻性和平滑性越好 ,凍幹產品質量的均勻性越好 。冷凍幹燥機的擱板溫度控製有加熱器型和中間流體型 。中間流體控製的冷凍幹燥機貨架溫度均勻性和平滑性好 。冷凍幹燥機的擱板為中空夾層結構 。擱板的製冷和製熱是通過在擱板內部的流體通道中循環中間流體來實現的 ,因此擱板的溫度均勻一致 。LGJ-50C冷凍幹燥機在四環冷凍幹燥機采用貨架中間流體技術 。鍾罩式凍幹機擱板溫度控製基本采用加熱器 ,板層溫度一致性稍差 。但一般情況下 ,藥品冷凍幹燥機的板間溫差應控製在1.5℃ ,板內溫差應為L℃ ,食品冷凍幹燥機可適當放寬 。

  7.控製係統

  冷凍幹燥機控製係統的類型和功能是不同的 。對於冷凍幹燥機的實驗係列 ,主要用於探索物料的冷凍幹燥過程 ,少量用於試製 。因此 ,控製係統應能實時顯示凍幹過程參數並自動記錄 。設定 、修改並有效執行凍幹工藝程序 ;有通訊接口 ,方便數據采集和存儲 。