
一、制冷系統(tǒng)
制冷系統(tǒng)是凍干機的關(guān)鍵組成部分,其主要功能是為物料提供低溫環(huán)境,實現(xiàn)快速凍結(jié)。它通常由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥等部件構(gòu)成。壓縮機猶如制冷系統(tǒng)的“心臟",將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓狀態(tài),推動制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動。冷凝器負責把壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體冷卻并液化,向外界散發(fā)熱量。蒸發(fā)器則是吸收待凍干物料及周圍環(huán)境的熱量,使制冷劑蒸發(fā)吸熱,從而達到降低溫度的目的。膨脹閥起到節(jié)流降壓的作用,讓液態(tài)制冷劑以低壓狀態(tài)進入蒸發(fā)器,確保制冷循環(huán)的穩(wěn)定運行。通過這些部件協(xié)同工作,制冷系統(tǒng)能夠精準地控制凍干過程中的溫度,為后續(xù)的升華干燥奠定基礎(chǔ)。
二、真空系統(tǒng)
真空系統(tǒng)的作用是在凍干過程中創(chuàng)造并維持一個高真空環(huán)境,促進水分從固態(tài)直接升華為氣態(tài)。該系統(tǒng)主要由真空泵、真空管道和真空閥門等組成。真空泵是核心設(shè)備,常見的有旋片式真空泵、羅茨泵等,其性能決定了能達到的真空度高低。真空管道連接著真空泵與凍干箱以及其他相關(guān)部件,保證空氣和其他氣體能夠順利被抽出。真空閥門則用于控制不同部位的壓力和氣流,精確調(diào)節(jié)真空度。在凍干開始階段,真空泵迅速啟動,將凍干箱內(nèi)的空氣抽出,隨著壓力降低,水的升華點也隨之下降,從而使得物料中的冰晶能夠在較低溫度下發(fā)生升華現(xiàn)象,有效提高凍干效率并保證產(chǎn)品質(zhì)量。
三、加熱系統(tǒng)
加熱系統(tǒng)主要用于在升華干燥階段向物料提供足夠的熱量,促使冰晶持續(xù)升華。它的形式多樣,包括電加熱、導(dǎo)熱油加熱等方式。電加熱方式簡單直接,利用電阻絲通電發(fā)熱的原理,將電能轉(zhuǎn)化為熱能傳遞給物料。這種方式升溫速度快且易于控制,但可能存在局部過熱的風險。導(dǎo)熱油加熱則是通過循環(huán)流動的導(dǎo)熱油作為媒介,將熱量均勻地傳導(dǎo)至物料表面。由于導(dǎo)熱油具有良好的傳熱性能,可以使物料受熱更加均勻,避免局部溫度過高而影響品質(zhì)。此外,一些的凍干機還采用了紅外輻射加熱技術(shù),這種加熱方式能夠深入物料內(nèi)部,進一步提高干燥速率,縮短凍干時間。
四、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)相當于凍干機的“大腦",負責協(xié)調(diào)各個系統(tǒng)的運行,監(jiān)控整個凍干過程的各項參數(shù),并進行自動調(diào)節(jié)。它主要由傳感器、控制器和執(zhí)行機構(gòu)組成。傳感器分布在凍干機的各個關(guān)鍵位置,實時監(jiān)測溫度、壓力、濕度等重要數(shù)據(jù),并將這些信息反饋給控制器。控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的程序算法對收集到的數(shù)據(jù)進行分析處理,然后向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令。例如,當溫度傳感器檢測到物料溫度高于設(shè)定值時,控制器會命令制冷系統(tǒng)加大制冷功率;若壓力超出范圍,則會調(diào)整真空閥門開合程度來穩(wěn)定真空度。通過這樣智能化的控制,可以確保凍干過程嚴格按照預(yù)定工藝曲線進行,地保證產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性。
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