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冻干机的组成和冻干程序

发布时间：2023-05-31

制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或冷冻干燥装置，简称冻干机。现以博医康中试机型Pilot3-6为例介绍冻干机组成。

冻干机组成

Pilot3-6型冻干机按系统分，由制冷系统、真空系统、加热系统、循环系统、压塞系统和控制系统六个主要部分组成。按结构分，由冻干箱或称干燥箱、冷阱或称水汽凝结器、制冷机组、真空机组和阀门、液压机组、循环机组、电气控制元件等组成。

冻干箱作用：冻干箱作为冻干机的主要部分，需要冻干的制品就放在箱内分层的金属板层上，对制品进行冷冻，并在真空下加温，使制品内的水分升华而干燥。

冷阱作为一个真空密闭容器，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℃～-70℃以下，并且能维持这个低温范围。冷阱的功用是把冻干箱内制品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。

冻干箱、冷阱、真空管道、阀门、真空泵等构成冻干机的真空系统。真空系统要求严格的真空泄漏率，真空泵是真空系统建立真空的重要部件。真空系统对于制品的迅速升华干燥是必不可少的。

制冷系统由制冷机组与冻干箱、冷阱内部的管道等组成。制冷机可以是互相独立的二套或以上，也可以合用一套。制冷机的功用是对冻干箱和冷阱进行制冷，以产生和维持它们工作时所需要的低温，它有直接制冷和间接制冷二种方式。Pilot3-6机型采用冷阱直接制冷，板层间接制冷方式，其优点是：冷阱直接制冷降温速度快，板层间接制冷温度均一性良好（正负一度）。

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(或加一台备用泵)使中间介质不断循环。加热系统的作用是对冻干箱内的制品进行加热，以使制品内的水分不断升华，并达到规定的残余含水量要求。Pilot3-6采用中间介质进行加热，即采用循环系统进行间接加热，其循环系统采用国际知名品牌循环泵组，循环速度快，板层温差不到一度。

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，以使冻干机生产出合乎要求的制品来。Pilot3-6采用PLC+触摸屏、PLC+工作站或者PLC+触摸屏+工作站方式。

冷冻干燥的程序

1、在冻干之前，把需要冻干的制品分装在合适的容器内，一般是玻璃模子瓶、玻璃管子瓶，装量要均匀，蒸发表面尽量大而厚度尽量薄一些；

2、然后放入与冻干箱板层尺寸相适应的金属盘内。对瓶装一般采用脱底盘，有利于热量的有效传递。

3、装箱之前，先将冻干箱进行空箱降温，然后将制品放入冻干箱内进行预冻；或者将制品放入冻干箱内板层上同时进行预冻；

4、抽真空之前要根据冷阱制冷机的降温速度提前使冷阱工作，抽真空时冷阱至少应达到-40℃的温度；

5、待真空度达到一定数值后（通常应达到13Pa～26Pa内的真空度），或者有的冻干工艺要求达到所要求的真空度后继续抽真空1～2h以上；即可对箱内制品进行加热。一般加热分两步进行，**步加温不使制品的温度超过共熔点或称共晶点的温度；待制品内水分基本干完后进行**步加温，这时可迅速地使制品上升的规定的*高许可温度。在*高许可温度保持2h以上后，即可结束冻干。

整个升华干燥的时间约12～24h左右有的甚至更长，与制品在每瓶内的装量，总装量，玻璃容器的形状、规格，制品的种类，冻干曲线及机器的性能等等有关。

冻干结束后，要充入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分。

在冻干过程中，把制品和板层的温度、冷阱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。冻干不同的制品采用不同的冻干曲线。同一制品使用不同的冻干曲线时，制品的质量也不相同，冻干曲线还与冻干机的性能有关。因此不同的制品，不同的冻干机应用不同的冻干曲线。

冻干工艺管理方式

可将冻干工艺存入，并且数量可扩充。用户只需对内存中的冻干曲线进行调用，生产不同配方的产品调用不同产品的冻干工艺曲线即可。Pilot3-6系统结合全智能方式和恒温出箱功能及出箱前冻干终点判定，将复杂的冻干工艺处理的即**有简洁。

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