技術文章
當前位置：
主頁 >
技術文章 > 液氮凍干機有效降低了制冷系統的故障概率
液氮凍干機有效降低了制冷系統的故障概率
更新時間：2016-05-10 點擊次數：2186
凍干機的制冷系統可以為干燥箱和真空冷凝器提供冷源。其中以壓縮機制冷凍干機較為常見，但其心臟部件壓縮機常因種種因素而導致很多故障，需要經常性的維護。如今，新型液氮真空冷凍干燥機解決了這一問題，有效降低了制冷系統的故障概率。
液氮輔助制冷的真空冷凍干燥機（簡稱液氮凍干機）是利用液氮作為冷源給系統進行制冷的一種凍干機。空氣中含有78%的氮氣,因此，液氮的制取十分方便,是空氣中取之不盡的一種環保能源,在現代工業領域的應用非常廣泛。其溫度zui低可達到-196℃,并且運行無噪音,免維護,有效避免了壓縮機制冷凍干機中由于壓縮機在特殊的低溫真空干燥環境下，在解析干燥階段，長時間無負荷運行，超出壓縮機要求的運行范圍而引起的故障率高等問題。另外,采用了PLC+數字控制器+ＰＣ這種先進的控制方式,可確保系統的穩定且有很高的可重演性。為避免熱媒（硅油）在與液氮交換時出現凍結的現象，設計中采用了獲世界的低溫液氮換熱器，其換熱效率達到了95％，可滿足各類高附加值產品凍干的需要。
液氮凍干機的組成
液氮凍干機主要由以下幾大部分組成：凍干機箱體、導熱隔板與升降壓塞系統、冷凝器、真空系統、液氮制冷系統、循環系統、控制系統。
凍干機箱體是一個密閉的空間，主要用于存放待凍干的物品。凍干機箱體由316L不銹鋼板制成，箱體內表面粗糙度為Ra<0.5~0.8，表面平整度小于±1mm/m,所有角均為圓弧結構，便于清潔。箱體內的薄型空心帶導流通道的隔板，中間通傳熱介質，通過加熱冷卻傳熱介質，達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品。凍干機的生產能力一般以活動隔板的面積為準。導熱隔板由液壓控制，可自由升降。配合自動進出料裝置可完成凍干過程的自動操作。另外西林瓶產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生的水蒸汽，以加快干燥過程的進行。冷凝器有水平和垂直兩種形式，冷凝器內的冷凝盤管由316L不銹鋼無縫鋼管或板式結構的片組制成，冷凝盤管間距以達到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出口、蒸汽進口、溫度壓力檢測口、安全閥、凝結水、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。凍干機真空系統一般要求抽氣能力大、極限真空度高。該真空系統一般由羅茨泵-旋片真空泵組成，整個凍干機的真空系統泄漏率應低于5Pa-L/s。
液氮制冷凍干機組采用-196℃的液氮蒸發來達到制冷目的。其zui大的特點是：氮氣來源廣泛、無需制冷壓縮機，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、運行可靠。研究表明，使1kg水結冰然后使其升華，約需19.5kg液氮。液氮制冷系統主要通過一個特殊設計的液氮低溫換熱器（產品）為箱體內的隔板和冷凝器提供冷源。其特點是溫度低，凍干箱內隔板的溫度范圍為-80~80℃，而冷凝器內的盤管的zui低溫度可達到-110℃。整個凍干過程，制冷系統運轉穩定，且能保證凍干室和冷凝器內溫度長期保持在低溫狀態。
循環系統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的冷凍系統或電加熱系統進行升溫或降溫，并在凍干箱隔板內循環，與凍干制品進行均勻的熱量傳遞，從而達到傳熱的目的。換熱系統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到±1℃以下。
全自動的控制功能可以使凍干機具有很好的重演性，*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、操作等級劃分等均可以符合21CFRPART11的要求。該系統能夠提供多級操作權限、完整的自動或手動控制、SIP、CIP、除霜等自動控制、完善的自動周期編輯及調用、多種實時及歷史數據查詢、批次記錄及查詢、多用戶操作記錄及查詢、多種報警及事件記錄，并且滿足FDA21CFRPART11的要求。
