倉式冷凍干燥機科普

更新時間：2025-03-21 點擊次數：2606

　　一、概述

　　倉式冷凍干燥機是一種通過冷凍、真空升華原理去除物料水分的設備，適用于食品、藥品、生物制品等熱敏性材料的干燥。其核心優勢在于保持物料活性成分、形態結構及色澤，延長保質期，廣泛用于制藥、食品加工、科研等領域。

　　二、技術原理

　　原理是基于水的三態變化和升華原理。在真空條件下，冰可以直接從固態轉變為氣態，而無需經過液態，這個過程被稱為升華。倉式冷凍干燥機正是利用這一原理，將物料中的水分以冰晶形式直接升華為水蒸氣，從而達到干燥的目的。

　　具體而言，主要由以下幾個部分組成：制冷系統、真空系統、加熱系統和控制系統。制冷系統負責將物料迅速冷凍至共晶點以下，使水分凝結成冰晶；真空系統則為升華過程提供所需的低氣壓環境；加熱系統向物料提供升華所需的熱量；控制系統則負責整個干燥過程的自動化控制。

　　在干燥過程中，物料首先被送入制冷系統進行預凍，使物料中的水分全部凝結成冰晶。然后，物料被送入干燥室，在真空環境下，冰晶開始升華。隨著升華的進行，物料中的水分逐漸被去除，最終達到干燥的目的。

　　三、核心結構與功能

?模塊	?功能描述
?干燥倉	不銹鋼密閉腔體，耐壓耐低溫（-50℃~+80℃），內置多層物料托盤。
?制冷系統	壓縮機制冷（復疊式或單級），提供-80℃~-40℃冷凍條件。
?真空系統	油擴散泵或干泵，維持0.1~10 Pa真空度，促進冰晶升華。
?加熱系統	電加熱或硅油循環加熱，提供可控升溫（0~100℃），加速解析干燥。
?控制系統	PLC/HMI界面，設定凍干曲線（溫度、壓力、時間），記錄數據并報警。
?捕水器（冷阱）?	冷凝升華水汽，溫度≤-50℃，防止水汽回流污染物料。

四、應用特點

　　保持物料原有結構和品質：由于倉式冷凍干燥機是在低溫、真空環境下進行干燥，物料中的營養成分、活性成分以及微生物等都能得到較好的保留，使得干燥后的物料能夠保持原有的結構和品質。

　　1、干燥效率高：采用低溫和真空的聯合作用，使得干燥速度更快，能夠在較短時間內將物料中的水分去除。同時，由于其干燥過程是在真空環境下進行，避免了物料與空氣的接觸，從而減少了氧化反應的發生。

　　2、能耗低、環保：相比其他干燥設備，倉式冷凍干燥機的能耗更低，且沒有廢氣、廢熱等產生，符合現代工業生產對節能環保的要求。

　　3、適用范圍廣：倉式冷凍干燥機適用于多種物料，包括固體、液體以及粘稠物料等。在食品、藥品、生物制品等領域都有廣泛應用。

　　五、應用案例

　　1、食品工業：用于制作各種凍干食品，如凍干水果、蔬菜、肉類等。這些凍干食品不僅保留了原有的營養和風味，而且具有重量輕、體積小、便于攜帶和保存等優點。

　　2、制藥行業：用于制造藥品和疫苗等生物制品。通過冷凍干燥技術，可以去除藥品中的水分，使其能夠在常溫下長時間保存，并保持其生物活性。

　　3、生物技術領域：用于保存生物樣本和細胞等。這些生物樣本和細胞經過冷凍干燥處理后，可以在常溫下長期保存，方便后續實驗和研究。