凍干機(jī)原理
真空冷凍干燥也叫干燥,升華干燥或簡(jiǎn)稱(chēng)凍干。它是干燥方法之一,目的是為了貯存物品。
物品之所以會(huì)損壞、腐爛、變質(zhì),主要是由于外因和內(nèi)因二個(gè)因素引起,外因者,空氣、水、溫度、生物等的作用;內(nèi)因者,主要是生物物質(zhì)自身的新陳代謝作用。如果能使外因和內(nèi)因的作用減小到低程度,則能達(dá)到物品在一定時(shí)間內(nèi)保持不變的目的。
干燥法就是驅(qū)除物品內(nèi)部所含的水份,因?yàn)樗菔且磺猩锷L(zhǎng)的必要條件之一。生物體水份減少到一定程度,則生物不易或不能生長(zhǎng)繁殖。因而能較長(zhǎng)時(shí)間的貯藏保存;另外,當(dāng)有水份存在時(shí),一些酸堿溶解其內(nèi)還會(huì)發(fā)生一些化學(xué)作用而使物品變質(zhì)。
干燥的方法很多,如曬干、烘干、煮干、晾干、噴霧干燥、真空干燥、冷凍干燥等。其中唯有冷凍干燥法是保存有生命生物物質(zhì)的理想方法。
冷凍干燥之后的產(chǎn)品,進(jìn)行真空或氮?dú)夥饪冢愿艚^空氣特別是氧氣,再在低溫下存放,則水份、空氣、溫度三個(gè)因素被控制,使產(chǎn)品能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)得到有效的保存。
冷凍干燥技術(shù)是在第2次世界大戰(zhàn)期間,因大量需要血漿和青霉素而發(fā)展起來(lái)的?,F(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于化學(xué)、制藥工業(yè)、食品工業(yè)和科學(xué)研究等方面,特別是應(yīng)用于含有生物活性物質(zhì)的生物藥品方面為普遍。
我國(guó)在解放前就已使用冷凍干燥法制造疫苗,但數(shù)量極少。解放后我國(guó)的冷凍干燥事業(yè)得到迅速發(fā)展。1952年起開(kāi)始在獸醫(yī)界應(yīng)用,并在國(guó)內(nèi)制造了一批大、中型的冷凍干燥機(jī),現(xiàn)在全國(guó)所有的省、市自治區(qū)均有各種不同型號(hào)的冷凍干燥機(jī)。
在獸醫(yī)方面,主要用于各種獸用微生物的貯存,各種獸醫(yī)生物藥品的制造,一切用于豬、牛、馬、雞、鴨、鵝、兔、狗的各種預(yù)防疾病的藥品均離不開(kāi)冷凍干燥機(jī)。
冷凍干燥屬于邊緣科學(xué),它涉及到物理、化學(xué)、生物學(xué)等知識(shí),包括制冷、真空、電工、儀表等技術(shù)。因此也是一門(mén)綜合性的專(zhuān)業(yè)科學(xué)技術(shù)。
凍干機(jī)設(shè)備配置
一、 干燥箱箱體(箱體為矩形,箱角為圓角)
1、 材料:進(jìn)口316L不銹鋼板,箱體內(nèi)壁用316L不銹鋼板,進(jìn)口保溫材料,外裝飾為304進(jìn)口不銹鋼板發(fā)文板。
2、 極限真空度:≤1Pa
3、 箱體內(nèi)表面粗糙度:Ra<0.5μm
4、 箱體放氣閥:DN16放氣閥,微調(diào)滲氣閥
5、 箱體與水汽凝結(jié)起連接DN300氣動(dòng)碟閥
6、 箱門(mén):DN230mm觀(guān)察視鏡(箱側(cè)也有一個(gè)同樣觀(guān)察鏡)箱體與箱門(mén)采用橡膠密封條
7、 接線(xiàn)法蘭:測(cè)箱內(nèi)溫度用
8、 真空接頭:測(cè)箱內(nèi)真空用
9、 噴淋系統(tǒng):美國(guó)噴霧系統(tǒng)公司產(chǎn)品
二、 板層
1、 材料:316L進(jìn)口不銹鋼板
2、 尺寸:寬×長(zhǎng)×高 915×1215×20mm
3、 平面粗糙度:Ra<0.5μm
4、 平面度:<0.8mm/m2
5、 板層數(shù)目:9+1(有效層+輻射層)
6、 板層間距:90mm
7、 板層總面積:10m2,每層板帶有護(hù)欄
8、 金屬軟管不帶護(hù)套,符合GMP要求
9、 板層空載降溫時(shí)間:+25℃至-40℃≤60分鐘,低溫度-55℃
10、板層溫差:≤±1℃
三、 水汽凝結(jié)器
1、 材料:進(jìn)口316L不銹鋼板,外殼為304進(jìn)口不銹鋼發(fā)紋板
2、 蒸發(fā)器:列管式,捕水能力120Kg
3、 蒸發(fā)器材料:進(jìn)口不銹鋼
4、 化霜方式:噴淋/水浸,帶有進(jìn)水、溢水、放水3個(gè)隔膜閥,從結(jié)構(gòu)上保證化霜水不流進(jìn)干燥箱
5、 極限真空:≤1Pa
四、 機(jī)架
1、 材料:低碳槽鋼、角鋼、內(nèi)防銹處理,光潔處理,表層金屬漆
2、 數(shù)目:前后兩個(gè)機(jī)架
五、 各大系統(tǒng)
(一) 制冷系統(tǒng)
1、 制冷壓縮機(jī):德國(guó)Copeland半封閉雙級(jí)壓縮機(jī)2套,每套15匹功率可以分別或同時(shí)制冷干燥箱或水汽凝結(jié)器,帶油視鏡,待超溫保護(hù)。
2、 油分離器:美國(guó) Alco
3、 熱力膨脹閥:丹麥 Danfas
4、 電磁閥:意大利 Cas
5、 干燥過(guò)濾器:美國(guó)產(chǎn)品
6、 高壓低繼電器:丹麥 Danfas
7、 中間冷卻器:德國(guó) Copeland
8、 油壓差繼電器:丹麥 Danfas
9、 壓力表:(高、低、中、油)
10、汽液分離器:Airmender
11、水冷凝器:遠(yuǎn)東特制水冷凝器,冷凝面積是同類(lèi)機(jī)的1.5倍
12、制冷劑:R22<0.5h
(二) 真空系統(tǒng)
1、 真空泵:中日合資愛(ài)發(fā)科,VD401真空泵3臺(tái)
2、 真空度:大氣壓到10Pa
3、 空壓機(jī):合資企業(yè)產(chǎn)品,產(chǎn)生壓縮空氣經(jīng)過(guò)濾減壓進(jìn)入氣動(dòng)系統(tǒng)
4、 氣動(dòng)碟閥:停水停電自動(dòng)保護(hù)氣動(dòng)碟閥
5、 真空管道:304不銹鋼
(三) 中間介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)
1、 循環(huán)泵:丹麥 GRUNDFOS(德國(guó)產(chǎn))屏蔽泵2臺(tái)
2、 中間介質(zhì):硅油
3、 加熱功率:12Kw,220V
4、 加熱器:不銹鋼U型管,加熱速度1℃/分
5、 制冷換熱器:瑞典舒瑞普板式換熱器
(四) 液壓加塞系統(tǒng)
1、 立柱升降平穩(wěn),材料采用進(jìn)口316L不銹鋼。符合出廠(chǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
2、 液壓泵:合資產(chǎn)品進(jìn)口液壓元件
(五) 噴淋系統(tǒng)
采用美國(guó)噴霧系統(tǒng)公司噴頭
采用錐形霧狀噴頭噴淋擱板層
360°旋轉(zhuǎn)形噴頭噴淋箱體,無(wú)噴淋死角
(六) 控制系統(tǒng)
所有選用電氣產(chǎn)品均為新產(chǎn)品,通用性強(qiáng)、可靠性高、接觸器采用西門(mén)子合資技術(shù)產(chǎn)品。
人機(jī)界面控制方式
1、 采用日本三菱人機(jī)界面PLC控制,具有各種運(yùn)行數(shù)據(jù)及凍干工藝曲線(xiàn)的顯示、存儲(chǔ)、打印等功能,并有超溫、水、電、真空?qǐng)?bào)警等功能。
2、 電器箱:內(nèi)有交流接觸器等均為西門(mén)子合資產(chǎn)品。