凍干機(jī)的設(shè)計(jì)要求

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1、凍干機(jī)的設(shè)計(jì)要求凍干機(jī)的基本功能和要求（一）設(shè)計(jì)原則凍干機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量滿足以下條件：1．機(jī)器上與制品活性成份接觸的任何表面材料，必需具有化學(xué)惰性、不吸附、不會增加任何可能導(dǎo)致改變制品活性成份，及制品組分的外來物質(zhì)，不得降低制品質(zhì)量。2．凍干機(jī)的制造和安裝必須能為質(zhì)量檢查、拆卸、清洗和維修保養(yǎng)提供方便，必須保證其可靠性，能夠避免操作過程帶來的污染，能夠保持整批產(chǎn)品的理化特性、內(nèi)在質(zhì)量、效價(jià)和純度。3．凍干機(jī)的制造還必須符合國家的衛(wèi)生保健和安全操作等各種法規(guī)的要求。4．為使凍干機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)中需考慮機(jī)械使用的物品，

2、如油、潤滑油和熱交換液等，均以不得改變制品的活性成份及其組分的理化特性、量、效價(jià)和純度為原則。5．節(jié)約能源凍干機(jī)的主要缺點(diǎn)就是能耗高，因此，能源利用的指標(biāo)應(yīng)成為衡量凍干機(jī)綜合性能的一個重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)中凍干機(jī)的節(jié)能措施可以從冷凝器冷卻、加熱機(jī)件散熱和冷、熱管道保溫等方面考慮：1．真空冷凝器當(dāng)用戶產(chǎn)品的凍干周期較長時，需要避免真空冷凝器盤管溫度太低、以防止增大制冷壓縮機(jī)的磨損、盡量延長設(shè)備的壽命。冷凝器的設(shè)計(jì)時也呆考慮采用兩級真空冷凝器，配制小型的第二級冷凝器，平行地組裝在主冷凝器旁。在二次干燥階段，氣體流量已經(jīng)很低的情況下

3、，改用第二級冷凝器。此時可關(guān)閉主冷凝器，化霜。這樣，既可節(jié)藥能源，又可以提前化霜，縮短總的凍干周期。當(dāng)用戶產(chǎn)品中含有的有機(jī)溶劑超過占總?cè)芤毫康?%時，還應(yīng)設(shè)計(jì)配置適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶媒收集裝置。以保證凍干機(jī)的正常運(yùn)行，維持真空度的數(shù)值穩(wěn)定。2．加熱可在加熱過程中對加熱器應(yīng)用整數(shù)線性導(dǎo)數(shù)控制法對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少因加熱系統(tǒng)頻繁開啟和關(guān)閉，導(dǎo)致調(diào)節(jié)過度，形成冷熱循環(huán)，增大能耗。3.保溫選擇適當(dāng)?shù)谋夭牧虾颓‘?dāng)?shù)谋胤绞?，不僅可以降低能耗，還能提高凍干機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。4.控制零部件散熱凍干機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減少零部件（如擱板、干燥腔室

4、、真空冷凝器和加熱器的換熱管等）的幾何尺寸和重量，以減少設(shè)備的散熱量。（二）凍干機(jī)的基本配制凍干系統(tǒng)中必要的主體設(shè)備通常由下述部分組成：1．燥腔室及壓力控制和保護(hù)2．空排氣系統(tǒng)（包括真空冷凝器）3．液壓或螺桿升降壓塞裝置或進(jìn)出料裝置；4．導(dǎo)熱擱板；5．加熱裝置；6．導(dǎo)熱媒體換熱器；7．制冷系統(tǒng)（冷凍機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器等）；8．有機(jī)溶媒回收裝置（選配）；9．在線清洗裝置；10．在線滅菌裝置（蒸汽滅菌SIP、環(huán)氧乙烷氣體E0gas、氣化雙氧水VHP等）；11．運(yùn)行參數(shù)測定控制系統(tǒng)（溫度測定控制系統(tǒng)、真空測定控制系統(tǒng)，殘留水分

5、測定系統(tǒng)，以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等）；（三）各部件的基本功能1．干燥腔室干燥腔室的主要作用是形成一個密封的空間，制品在腔室中，在一定的溫度壓力等條件下完成冷凍、真空干燥、全壓塞等操作。2．真空排氣系統(tǒng)在干燥腔室和真空冷凝器形成真空，一方面促使腔室內(nèi)的水分在真空狀態(tài)下蒸發(fā)（升華），另一方面該真空系統(tǒng)在真空冷凝器和干燥腔室之間形成一個真空度梯度（壓力差），這個壓差將干燥腔室內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽推向真空冷凝器（捕水器），并被真空冷凝器（捕水器）的冰面捕集。由于冷凍干燥的過程產(chǎn)生于干燥腔室和真空冷凝器之間的水蒸汽壓力差，只有在真空冷凝器的

6、溫度低于干燥腔室內(nèi)的溫度條件下，才能形成干燥腔室與真空冷凝器之間的壓差。因此如果真空冷凝器的性能不佳，前述干燥腔室與真空冷凝器之間對水蒸汽的的力將減小，真空系統(tǒng)將不可能有效地排除水蒸汽，影響制品質(zhì)量和真空泵的壽命。3．導(dǎo)熱擱板擱板的冷卻及加熱是靠導(dǎo)熱媒體在擱板板層內(nèi)部的通道中強(qiáng)制循環(huán)得以實(shí)現(xiàn)的，冷或熱的導(dǎo)熱媒體在擱板內(nèi)流動，均一地將冷或熱能量傳遞給放置于擱板表面的制品容器，能量的傳遞貫穿于整個凍干過程。導(dǎo)熱媒體的循環(huán)可通過機(jī)械泵或磁驅(qū)動無密封墊式循環(huán)泵來實(shí)現(xiàn)。4．制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)由制冷壓縮機(jī)及其輔助設(shè)施構(gòu)成，為干燥腔室和

7、真空冷凝器（冷阱、捕水器）提供冷源。5．導(dǎo)熱媒體換熱裝置間接的交換來至制冷或電加熱器的冷或熱量，給導(dǎo)熱擱板上的制品提供能量。6．加熱裝置干燥過程中為制品提供熱量，一般采用電加熱器。7．?dāng)R板升降及壓塞系統(tǒng)在干燥腔室內(nèi)，一個凍干周期完成之后，在控制壓力的消毒空氣或惰性氣體狀態(tài)下，對小瓶壓塞封口。壓塞裝置的壓板由設(shè)在箱體頂部或底部的液壓缸或氣缸驅(qū)動。隨著壓板的下降或上升，擱板沿著滑桿一層接一層向下或向上移動將膠塞壓進(jìn)瓶口，完成壓塞工作。擱板升降系統(tǒng)還可方便裝料和卸料，即裝料時將所有擱板降到箱體底部，第一層擱板升到裝料高度，進(jìn)料

8、之后上升給第二層擱板留下位置，這樣依次裝料直到完成裝料。卸料過程與上相反。擱板液壓裝置位置靠近干燥箱，主要部件還包括電磁閥、控壓閥、壓力開關(guān)、安全閥、單向閥和壓力表等。8．溶媒收集裝置當(dāng)凍干制品溶液中含有部分有機(jī)溶媒時，普通的凍結(jié)溫度和正常真空狀態(tài)下，有機(jī)溶媒混合液不易以固相存在，有機(jī)溶媒混合蒸汽不能被普通冷凝盤管凝