真空冷凍干燥機(jī)基本原理
與其它干燥方法一樣，要保持升華干燥的不斷進(jìn)行，必須滿足兩個基本條件，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。在開始階段，如果物料溫度相對較高，升華所需要的潛熱可取自物料本身的顯熱。但跟著升華的進(jìn)行，物料溫度很快就降到與干燥室蒸汽分壓相平衡的溫度，此時，若沒有外界供熱，升華干燥便休止進(jìn)行。在外界供熱的情況下，升華所生成的蒸汽如果不及時排除，蒸汽分壓就會升高，物料溫度也隨之升高，當(dāng)達(dá)到物料的凍結(jié)點時，物料中的冰晶就會融化，冷凍干燥也就無法進(jìn)行了。
供給熱量的過程是一個傳熱過程，排除蒸汽的過程是一個傳質(zhì)的過程，因此，升華干燥過程實質(zhì)上是一個傳熱、傳質(zhì)同時進(jìn)行的過程。自然界中所發(fā)生的任何過程都有驅(qū)動力，升華干燥中的傳熱驅(qū)動力為熱源與升華界面之間的溫差，而傳質(zhì)驅(qū)動力為升華界面與蒸汽捕集器(或冷阱)之間的蒸汽分壓差。溫差愈大，傳熱速率愈快;蒸汽分壓差愈大，傳質(zhì)(即蒸汽排除)速率愈快。
凍干時，既要保持產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)，又要獲得較快的干燥速率。升華所需要的潛熱必須由熱源通過外界傳熱過程傳送到燥物料的表面，然后再通過里面?zhèn)鳠徇^程傳送到物料內(nèi)冰升華的實際發(fā)生處。所產(chǎn)生的水蒸氣必須通過里面?zhèn)髻|(zhì)過程抵達(dá)物料的表面，再通過外部傳質(zhì)過程轉(zhuǎn)移到蒸汽捕集器(冷阱)中。任何一個過程或幾個過程一起都可能成為干燥過程的“瓶頸"，它取決于凍干設(shè)備的設(shè)計、操作條件以及燥物料的特征。只有同時進(jìn)步傳熱、傳質(zhì)效率，增加單位體積凍干物料的表面積，才能獲得更快的干燥速率。
水有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種態(tài)相。根據(jù)熱力學(xué)中的相平衡理論，隨壓力的降低，水的冰點變化不大，而沸點卻越來越低，向冰點靠近。當(dāng)壓力降到一定的真空度時，水的沸點和冰點重合，冰就可以不經(jīng)液態(tài)而直接汽化為氣體，這一過程稱為升華。食品的真空冷凍干燥，就是在水的三相點以下，即在低溫低壓條件下，使食品中凍結(jié)的水分升華而脫去。
回收真空冷凍干燥機(jī)之溫度和真空度的要求：
凍干機(jī)板層的制冷溫度范圍和冷凝器溫度大致有三種類型。
一種是冷凍系統(tǒng)采用單級制冷壓縮循環(huán)，板層的制冷溫度約為-35~-40℃。冷凝器的制冷溫度為-50℃左右。這種凍干機(jī)適用于一些容易凍干產(chǎn)品的生產(chǎn)。
另一種是冷凍系統(tǒng)采用雙級制冷壓縮循環(huán)，板層的制冷溫度約為-45~-50℃。冷凝器的制冷溫度為-65℃左右。這種凍干機(jī)適用于大部分產(chǎn)品的凍干。
再一種是冷凍系統(tǒng)采用復(fù)疊式制冷循環(huán)，板層的制冷溫度約為-55~-60℃。冷凝器的制冷溫度為-75℃左右。這種凍干機(jī)適用于一些特殊產(chǎn)品的凍干。
上述溫度范圍的選擇是根據(jù)凍干產(chǎn)品的共晶點所決定的，共晶點低的產(chǎn)品要求板層的制冷溫度低些，冷凝器的溫度也相應(yīng)地低些。
此外，板層溫度的均勻性，對產(chǎn)品質(zhì)量的一致性有很大的影響，溫度均勻性好，則凍干產(chǎn)品質(zhì)量的一致性也越好，因此宜選擇使用中間流體間接制冷板層的凍干機(jī)。這種凍干機(jī)板層為空心夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有許多流體通道，板層的制冷和加熱均通過中間流體的循環(huán)來實現(xiàn)，因此板層溫度均勻一致。中間流體是使用對人無害、不腐蝕設(shè)備、熱穩(wěn)定性好和對藥品惰性低粘度硅油。
凍干機(jī)板層的加熱溫度均為70~80℃。所有凍干機(jī)均差不多。
在空載的情況下，凍干箱的降溫速度一般應(yīng)在1~2小時之內(nèi)達(dá)到指標(biāo)規(guī)定的溫度，冷凝器應(yīng)在1小時內(nèi)達(dá)到指標(biāo)規(guī)定的溫度。
關(guān)于凍干箱的真空度，過去的觀點認(rèn)為真空度是越高越好，現(xiàn)在的觀點認(rèn)為真空度應(yīng)在一個合理的范圍之內(nèi)。真空度太高了，不利于傳熱，干燥速度反而下降。但無論如何凍干箱的空載極限溫度應(yīng)達(dá)到110-2毫巴以上。使用中若不需要很高的真空度時，可以通過真空度調(diào)節(jié)裝置來控制真空度，使真空度控制在所需范圍之內(nèi)，因此真空度調(diào)節(jié)裝置是應(yīng)該選用的。
凍干箱空載的抽空速度，應(yīng)在半小時之內(nèi)從大氣壓抽到110-1毫巴。2小時內(nèi)達(dá)到110-2毫巴以上的真空度。
（1）經(jīng)空壓機(jī)排出溫度達(dá)到45℃的高溫濕空氣，經(jīng)濕空氣入口①進(jìn)入預(yù)冷器③與進(jìn)入干燥機(jī)已被冷卻干燥后的低溫干燥空氣進(jìn)行熱交換，（兩者有各自流通管道互相隔絕），使進(jìn)口的空氣預(yù)冷；
（2）預(yù)冷后的冷空氣進(jìn)入冷卻器④，在制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器瞬間強(qiáng)力冷卻下，空氣溫度急劇下降到1.7℃，此時空氣中的水氣油氣迅速達(dá)到飽和，并從空氣中析離凝結(jié)成水滴、油滴；
（3）從冷卻器流出的空氣，進(jìn)入油水分離器（11），在油水分離器的作用下，使空氣中析離的水滴、油分與空氣分離，經(jīng)自動排水器⑤排出機(jī)外。干燥后的空氣通過另置管道，再次流入預(yù)冷器③；
（4）此時流入預(yù)冷器的干燥空氣，溫度和壓力均可達(dá)到1.7℃，預(yù)冷器與入口濕空氣作熱交換，使溫度適當(dāng)提高，然后經(jīng)空氣出口②排出，（經(jīng)干燥處理排出的空氣溫度過低，會使用氣設(shè)備表面產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，影響設(shè)備的的正常運行）。
真空冷凍干燥機(jī)真空度不高：
產(chǎn)生原因：
1、泵溫太高，可能是泵的閥片或內(nèi)腔刮傷磨損，轉(zhuǎn)子軸心產(chǎn)生位移造成單面磨損。
2、泵油有問題：1、油位過低，密封不嚴(yán)；2、油被污染呈乳；3、油位正常，油路不通，泵腔內(nèi)沒有保持適當(dāng)?shù)挠土俊?br/>3、泵本身漏氣：密封圈、氣鎮(zhèn)閥墊圈損壞或未壓緊，排氣閥片損壞，造成密封不好。
4、進(jìn)氣口過濾網(wǎng)被堵塞。
排除方法：
1、修復(fù)后重新裝配。
2、加油；換油；檢查油路及油閥的進(jìn)油量。
3、針對具體情況更換密封圈或閥片。
4、拆下清洗。
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