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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
更新時間:2016-05-10 點擊次數(shù):1987


  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%的氮氣,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,長時間無負(fù)荷運行,超出壓縮機(jī)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(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)在與液氮交換時出現(xiàn)凍結(jié)的現(xiàn)象,設(shè)計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。配合自動進(jìn)出料裝置可完成凍干過程的自動操作。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大的特點是:氮氣來源廣泛、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)主要通過一個特殊設(shè)計的液氮低溫?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℃。整個凍干過程,制冷系統(tǒng)運轉(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、操作等級劃分等均可以符合21CFRPART11的要求。該系統(tǒng)能夠提供多級操作權(quán)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(diào)用、多種實時及歷史數(shù)據(jù)查詢、批次記錄及查詢、多用戶操作記錄及查詢、多種報警及事件記錄,并且滿足FDA21CFRPART11的要求。

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