冷冻干燥是将含水物品预先冻结,然后使之在真空状态下升华而获得干燥物品的一种方法。经冷冻干燥的物品易于长期保存,加水后能迅速恢复到冻干前的性状。冻干技术已广泛用于医药工业、食品工业、生物研究。对极为热敏和极易氧化的物质用此方法干燥,更能显示其优越性。
LGJ - 25型冷冻干燥烘干机(原LGJ - 1.5升冷冻干燥烘干机)是我们根据用户需要和市场预测而研制的,适用于各种药品、生物制品等的中小批量生产。
2、LGJ - 25型冷冻干燥烘干机的主要技术指标
主要技术指标(1)搁板面积(最大):0.25m2(0.375m2); (2)真空度:13Pa; (3)冷凝器温度: 一45℃;(4)捕水量:4kg/24h;(5)搁板最高加热温度:60℃。
3、机器零部件设计选择
3.1机器结构
如图所示,主要由冷阱、干燥箱、物料架、控制箱和机架等结构组成。
冷阱内有不锈钢管绕制而成的冷凝器;干燥箱由有机玻璃管、板粘结成;物料架由4~6层(可任选)搁板组装而成,加热片置于搁板内;主机尺寸(长×宽×高,mm)为1150×620×1445,可自由进出房间,富通新能源销售木屑颗粒机、木屑烘干机等生物质燃料成型机械设备。 机器集预冻、冻干于一体。物料架既可置于冷阱中,使物料得到预冻,又可提升放在干燥箱内,接通加热片的电源,使物料得以冻干。这种一体结构节省了预冻装置,既降低了成本又方便了使用。干燥箱为钟罩式。通过有机玻璃罩可清晰地观察到物品的冻干情况,且物品在升华过程中通过有机玻璃罩获得外界的辐射热,减少内部加热的能耗。
冷阱和干燥箱组成了真空室,因此它们应满足压力容器的强(刚)度要求。对于薄壁外压圆筒,周向失稳往往在强度失效之前发生,因此按稳定条件计算壁厚。冷阱内径∮420,深480mm,经计算、取整,冷阱壳体采用2.5mm厚的不锈钢板;封头采用无折边球形封头,这种外压封头除满足稳定性校核外,对封头和圆筒连接处的最大总应力还应满足校核条件。经计算,封头采用2mm厚的不锈钢板;有机玻璃管经计算选用∮360×10规格的;有机玻璃板选用25mm厚的。
3.2 制冷系统
制冷系统由压缩机、蒸发器、散热器、过滤器等组成。压缩机选用功率为1.5马力+的全封闭式压缩机:为了与国际接轨,达到绿色环保要求,制冷剂选用的是R402a,绝热层材料选用R141b发泡剂。
3.3 真空系统
真空系统由干燥箱、冷阱、真空管道、真空泵及真空仪表等组成。真空泵选用2XZ -8型直联高速旋片式真空泵,真空仪表采用指针式电阻真空计。
3.4电加热控制系统
搁板采用电加热形式。选用的电加热片由特殊材料制成,具备加热安全、可靠、迅速,温度连续可调,热效率高,使用方便等特点;系统采用220V交流电直接加热。需要考虑的是最下层搁板紧靠冷阱,其内的加热片功率应比其它加热片的大些,经过试验表明,功率大出30%比较合适。
加热温度和时间可根据用户需要分段设定,并由程序来控制。
4、实验结果及改进
样机经过多次试验,各项技术指标均达到要求,但在试验中出现了可控硅损坏导致加热温度失控的问题,其原因是与可控硅相连的两个接线柱被水汽短路所致。改进的措施,一是将两个接线柱四周涂上绝缘胶,二是进一步完善控制电路。
在问题获得解决后,经多次冻干实验表明各项技术指标均达到要求,并且机器性能稳定、可靠。
5、结束语
该机已使用5年多了,除更换过真空规管外,其它一切运转正常。
在样机的基础上经过改进完善,安装变得更便捷,用户使用变得更方便。由于机器功能实用,有较高的性能价格比,因此受到用户欢迎。