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冷凍干燥機中制冷系統如何實現物料的低溫干燥?

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常州市秦西粉體設備有限公司2025-04-22

冷凍干燥機的制冷系統通過低溫凍結與真空升華的協同機制實現物料低溫干燥,具體分為三個階段: 1. 預凍階段:構建固態環境 制冷系統(壓縮機、蒸發器等)通過制冷劑循環(如R404A)將干燥室擱板溫度降至-40℃~-50℃,使物料中的水分快速凍結為固態冰晶。例如,生物樣本凍干時需在擱板低溫作用下迅速通過“比較大冰晶生成區”,避免冰晶生長破壞細胞結構。此階段依賴制冷系統的深冷能力,確保物料完全固化。

常州市秦西粉體設備有限公司
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簡介:公司專業設計和生產干燥、焙燒、冷卻、粉碎、混合、制粒等設備。提供成套干燥機組及解決方案,全套服務。
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    常州市秦西粉體設備有限公司 2025-04-22

    2. 一次干燥(升華階段):真空環境下的熱量平衡 干燥室壓力降至10Pa以下形成高真空,固態冰直接升華成水蒸氣。制冷系統的重要作用是精細控制熱量輸入與捕水效率: - 供熱控制:擱板通過電加熱或熱媒循環(如硅油)提供升華潛熱(約283kJ/kg冰),但需避免溫度超過物料共晶點導致融化。 - 冷阱捕水:制冷系統驅動冷阱維持-50℃~-60℃低溫,水蒸氣在冷阱表面冷凝成霜(如盤管結霜),形成“物料升華-冷阱捕集”的動態平衡。冷阱溫度需比物料低10℃以上以保證捕水效率。

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    常州市秦西粉體設備有限公司 2025-04-26

    3. 二次干燥(解吸階段):去除結合水 當自由水升華完畢,制冷系統逐步提升擱板溫度至25℃~35℃,利用熱能打破物料與結合水的分子間作用力(如氫鍵),使結合水轉化為游離態并脫除。冷阱持續工作捕集水分,直至物料含水率達標(如藥品≤1%)。 原理:制冷系統通過深冷凍結固定物料結構,再以真空降低水相平衡點,配合精細控溫的熱量供給與冷阱高效捕水,在低溫(通常<40℃)下實現無液態水過渡的脫水過程,很大程度保留物料活性與原有形態,適用于疫苗、食品等熱敏性物料。

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