冷冻干燥系统的原理就是把含有大量水分的物质,预先进行降温冻结成固体。然后在真空的条件下使水蒸气直接从固体中升华出来,而物质本身剩留在冻结时的冰架子中。
按系统分,冷冻干燥系统的四大系统由真空系统、制冷系统、加热系统和控制系统组成。按结构分由冻干箱或干燥箱、冷凝器、冷冻机、真空泵和阀门、电气控制元件等组成。为了方便读者对冻干机有一初步的了解,现对各主要系统及部件作一些简单介绍;
1、真空系统主要由冻干箱、冷凝器、管道和阀门、真空仪表和真空泵构成。冻干箱是一个能够冷却到-50℃左右,同时能够加热到+60℃左右的高低温箱,也是一个能抽成真空的密闭容器。它是冻干机的主要部分,需要冻干的产品就放在箱内分层的金属板层上,对产品进行冷冻干燥。冷凝器同样是一个真空密闭容器,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℃以下,并且能恒定地维持这个低温。冷凝器的功用是把冻干箱内产品升华出来的水蒸气冻结吸附在其金属表面上。真空系统要求没有漏气现象,真空泵是真空系统建立真空的重要部件。
2、制冷系统由冷冻机与冻干箱内部的管道组成。冷冻机的功用是对冻干箱和冷凝器进行制冷,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两种方式。
3、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,有一台泵使中间介质不断循环。加热系统的作用是对冻干箱内的产品技能型加热,以使产品内的水份不断升华,并达到规定的残余水份要求。
4、控制系统由各种控制开关、指示仪表及一些自动装置等组成,它可以较为简单,也可以较为复杂,作用是操纵机器正常运转,以冻出合格的产品来。
