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棚式冷凍干燥機:技術原理與應用解析

更新時間:2024-07-12      點擊次數:1556
  引言:隨著科學技術的不斷發展,冷凍干燥技術在各行業中的應用愈發廣泛。特別是在食品、藥品和生物制品等領域,對物料保持其原有形態、顏色、味道、營養成分和活性等方面的要求越來越高。棚式冷凍干燥機作為一種先進的干燥設備,憑借其技術原理和顯著的應用優勢,成為了現代干燥技術的重要設備。
 
  一、技術原理
 
  棚式冷凍干燥機是一種利用低溫蒸發原理進行物料干燥的設備。其工作原理主要包括以下幾個階段:
 
  1、預凍階段:首先,將待干燥的物料置于棚式冷凍干燥機的預凍室內,通過制冷系統的作用,將物料快速冷卻至其共晶點以下,使物料中的水分結成冰晶。預凍階段的目的是固定物料的結構,防止在后續的干燥過程中發生形變或破裂。
 
  2、升華干燥階段:當物料預凍完成后,進入升華干燥階段。在這一階段,通過開啟真空系統,創造出一個低壓環境,使得物料中的冰晶能夠直接升華為水蒸氣。升華干燥過程中,物料中的水分被逐漸去除,而物料的形態、顏色、味道、營養成分和活性得以保持。
 
  3、解析干燥階段:當物料中的冰晶升華后,進入解析干燥階段。在這一階段,通過繼續加熱和降低真空度,將物料中殘留的微量水分去除。解析干燥的目的是進一步提高物料的干燥度,確保物料在常溫下的長期保存。
 
  二、結構組成
 
  1、制冷系統:制冷系統是棚式冷凍干燥機的核心部分,負責為預凍階段提供低溫環境。制冷系統通常采用全封閉壓縮機組及制冷系統,無氟利昂排放,環保節能。
 
  2、真空系統:真空系統用于創造升華干燥所需的低壓環境。真空系統包括真空泵、真空管道和真空計等部件,確保在干燥過程中維持穩定的真空度。
 
  3、控制系統:控制系統負責整個設備的自動化運作。控制系統采用智慧型PLC控制,觸控式人機界面,操作簡單方便。控制系統能夠實時監測設備的運行狀態,對溫度、真空度等參數進行精確控制,確保干燥過程的穩定性和可靠性。
 
  4、加熱系統:加熱系統用于為解析干燥階段提供熱源。加熱系統通常采用電加熱或蒸汽加熱方式,能夠快速均勻地加熱物料,提高干燥效率。
 
  5、機械傳動系統:機械傳動系統負責物料的輸送和翻動。機械傳動系統通常采用傳送帶或翻板機構,能夠確保物料在干燥過程中均勻受熱,避免物料粘連或結塊。
 
  三、應用優勢
 
  1、保持物料原有品質:在干燥過程中能夠保持物料的原有形態、顏色、味道、營養成分和活性,特別適用于食品、藥品和生物制品等領域的干燥需求。
 
  2、節能環保:采用全封閉壓縮機組及制冷系統,無氟利昂排放,符合環保要求。同時,設備在運行過程中能耗較低,降低了生產成本。
 
  3、自動化程度高:采用智慧型PLC控制,觸控式人機界面,操作簡單方便。設備能夠實現自動化運行,減少了人力成本和時間成本。
 
  4、結構緊湊合理:采用模塊化設計,結構緊湊合理,占用場地少。同時,設備具有較高的可靠性和穩定性,減少了維修和保養的工作量。
 
  四、應用案例
 
  1、食品加工領域:用于干燥水果、蔬菜、肉類等食品。通過冷凍干燥技術,可以保持食品的原有風味和營養價值,延長食品的保質期。
 
  2、制藥行業:用于制造藥品和疫苗。通過冷凍干燥技術,可以保持藥品和疫苗的活性和穩定性,提高藥品的質量和安全性。
 
  3、生物技術領域:用于保存生物樣本和細胞等。通過冷凍干燥技術,可以長期保存生物樣本和細胞的活性和穩定性,為生物研究和應用提供了有力的支持。
 

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