实验室冷冻干燥机 低温真空冻干食品果蔬

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产品介绍

冷冻干燥机是将含水物品预先冻结，然后将其水分在真空状态下升华而获得干燥物品的一种技术方法。经冷冻干燥处理的物品易于长期保存，真空冷冻干燥机加水后能恢复到冻干前的状态并保持原由的生化特性。广泛应用于药品、生物制品、化工及食品工业，对于热敏物质如抗菌素、疫苗、血液制品、酶激素和其它生物制品，冷冻干燥技术更能显示其you越性。

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加热，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独使用，必须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℃，根据客户需要采用单级或双级制冷压缩机组，制冷效果好。

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。

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冷冻干燥机的优势

干燥的方法多种多样，如晒干、煮干、烘干、喷雾干燥和真空干燥等,但普通干燥方法通常都在0℃以上或更高的温度下进行。干燥所得的产品一般都存在体积缩小、质地变硬的问题，易挥发的成分大部分会损失掉，一些热敏性的物质发生变性、失活，有些物质甚至发生了氧化。因此，干燥后的产品与干燥前相比，在性状上有很大的差别。 冻干法则基本上在0℃以下进行，即在产品冻结的状态下进行，只在后期降低产品的残余水份含量时，才让产品升至0℃以上的温度，但一般不超过40℃。在真空条件下，当水蒸汽直接升华出来后，药物剩留在冻结时的冰架中，形成类似海绵状疏松多孔架构，因此它干燥后体积大小几乎不变。再次使用前，只要加入注射用水，又会立即溶解。冻干机相对常规方法，冻干法具有如下优点：

* 许多热敏性的物质不会发生变性或失活。

* 在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小。

* 在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。

* 由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。

* 由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。

* 干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而，几乎立即恢复原来的性状。

* 由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。

* 干燥能排除95%～99%以上的水分，使干燥后产品能长期保存而不致变质。

* 因物料处于冻结状态，温度很低，所以供热的热源温度要求不高，采用常温或温度不高的加热器即可满足要求。如果冷冻室和干燥室分开时，干燥室不需绝热，不会有很多的热损失，故热能的利用很经济。