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冷凍干燥機原理

日期：2026-03-21 11:09

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摘要：

冷凍干燥機原理

一、真空冷凍干燥的定義與優點
制品經完全凍結，并在一定的真空條件下使冰晶升華，從而達到低溫脫水的目的，此過程即稱為冷凍干燥（Freeze-drying），簡稱凍干。
凍干的固體物質由于微小的冰晶體的升華而呈現多孔結構，并保持原先凍結時的體積，加水后極易溶解而復原，制品在升華過程中溫度保持在較低溫度狀態下（一般低于-250℃），因而對于那些不耐熱的物質，諸如酶、**、核酸、血液和**制品等的干燥尤為適宜。干燥的結果能排出95~99%以上的水份，有利于制品的長期保存。制品干燥過程是在真空條件下進行的，故不易氧化。針對部分生化**的化學、物理、生物的不穩定性，凍干已被實踐證明是一種非常的手段。隨著生化**與生物制劑的迅速發展，凍干技術將越來越顯示其重要性與優越性。
二、醫用冷凍干燥機的結構與功能簡介
醫用冷凍干燥機系由制冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成。主要部件為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵加熱/冷卻裝置等。
制品的凍干是在干燥箱中進行，干燥箱內擱板采用不銹鋼板制成，內有媒體導管分布其中，可對制品進行冷卻或熱，干燥箱的后面裝有真空傳感器，它將真空度轉變成電訊號，箱門四周鑲嵌有密封橡膠圈，臨用前可涂以真空硅脂保證箱體的密封。
凝結器*好為纏繞柱面式，不銹鋼柱面外繞有多組冷氣盤管，其工作溫度低于干燥箱內制品的溫度，*低可達-550℃，從制品中升華出來的水蒸氣能充分地凝結在與冷盤管相接觸的不銹鋼柱面的內表面上，從而保證凍干過程的順利進行，光滑的柱面式結構*大的優點是容易清潔，在凍干結束后，可用電熱將霜層除去。
旋片式真空泵用以對系統抽真空，在機械泵的進氣口安裝了一個帶自動放氣的電磁真空閥，它與旋片泵為同一電源控制，當停泵時，電磁閥門自動關閉，同時向真空泵內放氣，既保護了真空系統，又防止了真空泵向系統返油。
在制冷系統中，二臺2.2Kw的半封閉冷凍機并聯使用，由風冷凝器出來的高壓制冷劑液體（無氟制冷劑V55℃），經過干燥過濾器及電磁閥到達毛細管，經節流后進入蒸發器，由于冷凍機的抽吸作用，使蒸發器內的壓力下降，液體制冷劑吸收環境的熱量而迅速沸騰蒸發。低壓制冷劑氣體被冷凍抽回，再經壓縮成高壓氣體，完成一次制冷循環，加熱/冷卻裝置中的冷排管以凝結器中的冷排管以及凝結器中的冷氣盤管恪于制冷系統中蒸發，它們是通過兩個不同的電磁閥來供應制冷劑的。
加熱系統由電熱管，媒體（硅油）、媒體泵、媒體箱等組成一個循環管路，硅油經電熱管加熱后，由媒體泵輸送至干箱擱板中的媒體導管，對制品進行加溫，提供升華熱，當凍結時，則由冷卻排管對硅油進行降溫，由媒體泵輸送至干燥箱擱板中心的媒體導管，對制品進行冷卻及凍結。
電器儀表控制系統為機電一體化設計，由一個專用工控電機控制，所有的擱板溫度、媒體溫度、制品溫度均可在集中的顯示上顯示出來，具體的調節控制請參考系統說明書

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