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液氮凍干機(jī)有效降低了制冷系統(tǒng)的故障概率
更新時(shí)間：2016-05-10 點(diǎn)擊次數(shù)：2426
凍干機(jī)的制冷系統(tǒng)可以為干燥箱和真空冷凝器提供冷源。其中以壓縮機(jī)制冷凍干機(jī)較為常見，但其心臟部件壓縮機(jī)常因種種因素而導(dǎo)致很多故障，需要經(jīng)常性的維護(hù)。如今，新型液氮真空冷凍干燥機(jī)解決了這一問題，有效降低了制冷系統(tǒng)的故障概率。
液氮輔助制冷的真空冷凍干燥機(jī)（簡稱液氮凍干機(jī)）是利用液氮作為冷源給系統(tǒng)進(jìn)行制冷的一種凍干機(jī)。空氣中含有78%的氮?dú)?因此，液氮的制取十分方便,是空氣中取之不盡的一種環(huán)保能源,在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。其溫度zui低可達(dá)到-196℃,并且運(yùn)行無噪音,免維護(hù),有效避免了壓縮機(jī)制冷凍干機(jī)中由于壓縮機(jī)在特殊的低溫真空干燥環(huán)境下，在解析干燥階段，長時(shí)間無負(fù)荷運(yùn)行，超出壓縮機(jī)要求的運(yùn)行范圍而引起的故障率高等問題。另外,采用了PLC+數(shù)字控制器+ＰＣ這種先進(jìn)的控制方式,可確保系統(tǒng)的穩(wěn)定且有很高的可重演性。為避免熱媒（硅油）在與液氮交換時(shí)出現(xiàn)凍結(jié)的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)中采用了獲世界的低溫液氮換熱器，其換熱效率達(dá)到了95％，可滿足各類高附加值產(chǎn)品凍干的需要。
液氮凍干機(jī)的組成
液氮凍干機(jī)主要由以下幾大部分組成：凍干機(jī)箱體、導(dǎo)熱隔板與升降壓塞系統(tǒng)、冷凝器、真空系統(tǒng)、液氮制冷系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。
凍干機(jī)箱體是一個(gè)密閉的空間，主要用于存放待凍干的物品。凍干機(jī)箱體由316L不銹鋼板制成，箱體內(nèi)表面粗糙度為Ra<0.5~0.8，表面平整度小于±1mm/m,所有角均為圓弧結(jié)構(gòu)，便于清潔。箱體內(nèi)的薄型空心帶導(dǎo)流通道的隔板，中間通傳熱介質(zhì)，通過加熱冷卻傳熱介質(zhì)，達(dá)到控制冷凍干燥過程不同溫度的目的。隔板上面放置待凍干物料和產(chǎn)品。凍干機(jī)的生產(chǎn)能力一般以活動(dòng)隔板的面積為準(zhǔn)。導(dǎo)熱隔板由液壓控制，可自由升降。配合自動(dòng)進(jìn)出料裝置可完成凍干過程的自動(dòng)操作。另外西林瓶產(chǎn)品凍干完成后通過下降隔板可完成壓塞過程。
冷凝器主要用于排除在冷凍干燥過程中制品升華產(chǎn)生的水蒸汽，以加快干燥過程的進(jìn)行。冷凝器有水平和垂直兩種形式，冷凝器內(nèi)的冷凝盤管由316L不銹鋼無縫鋼管或板式結(jié)構(gòu)的片組制成，冷凝盤管間距以達(dá)到zui大容冰量并避免互相粘連為宜。冷凝器一般位于凍干箱體的后方，冷凝器外殼上開有冷卻盤管熱媒的進(jìn)出口、蒸汽進(jìn)口、溫度壓力檢測口、安全閥、凝結(jié)水、融霜水、真空等管口以及視鏡等。冷凝器與凍干箱體之間由真空閥相隔離。
凍干過程中，箱體內(nèi)除了必須保持一定的溫度外，還必須保證高真空度，以便抽除水蒸氣和干空氣、并維持凍干過程中制品升華和解吸干燥所需的真空。凍干機(jī)真空系統(tǒng)一般要求抽氣能力大、極限真空度高。該真空系統(tǒng)一般由羅茨泵-旋片真空泵組成，整個(gè)凍干機(jī)的真空系統(tǒng)泄漏率應(yīng)低于5Pa-L/s。
液氮制冷凍干機(jī)組采用-196℃的液氮蒸發(fā)來達(dá)到制冷目的。其zui大的特點(diǎn)是：氮?dú)鈦碓磸V泛、無需制冷壓縮機(jī)，耗電省、維修簡單，不需要冷卻水、冷卻速度快，冷卻能力高，噪聲低、運(yùn)行可靠。研究表明，使1kg水結(jié)冰然后使其升華，約需19.5kg液氮。液氮制冷系統(tǒng)主要通過一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的液氮低溫?fù)Q熱器（產(chǎn)品）為箱體內(nèi)的隔板和冷凝器提供冷源。其特點(diǎn)是溫度低，凍干箱內(nèi)隔板的溫度范圍為-80~80℃，而冷凝器內(nèi)的盤管的zui低溫度可達(dá)到-110℃。整個(gè)凍干過程，制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，且能保證凍干室和冷凝器內(nèi)溫度長期保持在低溫狀態(tài)。
循環(huán)系統(tǒng)主要控制凍干過程中制品溫度的升降。這些載熱體通過凍干機(jī)的冷凍系統(tǒng)或電加熱系統(tǒng)進(jìn)行升溫或降溫，并在凍干箱隔板內(nèi)循環(huán)，與凍干制品進(jìn)行均勻的熱量傳遞，從而達(dá)到傳熱的目的。換熱系統(tǒng)必須具有一定的換熱效率，隔板溫度控制精度要求一般要達(dá)到±1℃以下。
全自動(dòng)的控制功能可以使凍干機(jī)具有很好的重演性，*可以滿足不同用戶的不同要求。其操作的簡便性、記錄的完整性、不可修改及電子簽名、操作等級(jí)劃分等均可以符合21CFRPART11的要求。該系統(tǒng)能夠提供多級(jí)操作權(quán)限、完整的自動(dòng)或手動(dòng)控制、SIP、CIP、除霜等自動(dòng)控制、完善的自動(dòng)周期編輯及調(diào)用、多種實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)查詢、批次記錄及查詢、多用戶操作記錄及查詢、多種報(bào)警及事件記錄，并且滿足FDA21CFRPART11的要求。
