棚式冷凍干燥機(jī)：技術(shù)原理與應(yīng)用解析

　　引言：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，冷凍干燥技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。特別是在食品、藥品和生物制品等領(lǐng)域，對(duì)物料保持其原有形態(tài)、顏色、味道、營養(yǎng)成分和活性等方面的要求越來越高。棚式冷凍干燥機(jī)作為一種先進(jìn)的干燥設(shè)備，憑借其技術(shù)原理和顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，成為了現(xiàn)代干燥技術(shù)的重要設(shè)備。
 

　　一、技術(shù)原理
 

　　棚式冷凍干燥機(jī)是一種利用低溫蒸發(fā)原理進(jìn)行物料干燥的設(shè)備。其工作原理主要包括以下幾個(gè)階段：
 

　　1、預(yù)凍階段：首先，將待干燥的物料置于棚式冷凍干燥機(jī)的預(yù)凍室內(nèi)，通過制冷系統(tǒng)的作用，將物料快速冷卻至其共晶點(diǎn)以下，使物料中的水分結(jié)成冰晶。預(yù)凍階段的目的是固定物料的結(jié)構(gòu)，防止在后續(xù)的干燥過程中發(fā)生形變或破裂。
 

　　2、升華干燥階段：當(dāng)物料預(yù)凍完成后，進(jìn)入升華干燥階段。在這一階段，通過開啟真空系統(tǒng)，創(chuàng)造出一個(gè)低壓環(huán)境，使得物料中的冰晶能夠直接升華為水蒸氣。升華干燥過程中，物料中的水分被逐漸去除，而物料的形態(tài)、顏色、味道、營養(yǎng)成分和活性得以保持。
 

　　3、解析干燥階段：當(dāng)物料中的冰晶升華后，進(jìn)入解析干燥階段。在這一階段，通過繼續(xù)加熱和降低真空度，將物料中殘留的微量水分去除。解析干燥的目的是進(jìn)一步提高物料的干燥度，確保物料在常溫下的長期保存。
 

　　二、結(jié)構(gòu)組成
 

　　1、制冷系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)是棚式冷凍干燥機(jī)的核心部分，負(fù)責(zé)為預(yù)凍階段提供低溫環(huán)境。制冷系統(tǒng)通常采用全封閉壓縮機(jī)組及制冷系統(tǒng)，無氟利昂排放，環(huán)保節(jié)能。
 

　　2、真空系統(tǒng)：真空系統(tǒng)用于創(chuàng)造升華干燥所需的低壓環(huán)境。真空系統(tǒng)包括真空泵、真空管道和真空計(jì)等部件，確保在干燥過程中維持穩(wěn)定的真空度。
 

　　3、控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)作。控制系統(tǒng)采用智慧型PLC控制，觸控式人機(jī)界面，操作簡單方便。控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)溫度、真空度等參數(shù)進(jìn)行精確控制，確保干燥過程的穩(wěn)定性和可靠性。
 

　　4、加熱系統(tǒng)：加熱系統(tǒng)用于為解析干燥階段提供熱源。加熱系統(tǒng)通常采用電加熱或蒸汽加熱方式，能夠快速均勻地加熱物料，提高干燥效率。
 

　　5、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)物料的輸送和翻動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用傳送帶或翻板機(jī)構(gòu)，能夠確保物料在干燥過程中均勻受熱，避免物料粘連或結(jié)塊。
 

　　三、應(yīng)用優(yōu)勢
 

　　1、保持物料原有品質(zhì)：在干燥過程中能夠保持物料的原有形態(tài)、顏色、味道、營養(yǎng)成分和活性，特別適用于食品、藥品和生物制品等領(lǐng)域的干燥需求。
 

　　2、節(jié)能環(huán)保：采用全封閉壓縮機(jī)組及制冷系統(tǒng)，無氟利昂排放，符合環(huán)保要求。同時(shí)，設(shè)備在運(yùn)行過程中能耗較低，降低了生產(chǎn)成本。
 

　　3、自動(dòng)化程度高：采用智慧型PLC控制，觸控式人機(jī)界面，操作簡單方便。設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，減少了人力成本和時(shí)間成本。
 

　　4、結(jié)構(gòu)緊湊合理：采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊合理，占用場地少。同時(shí)，設(shè)備具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，減少了維修和保養(yǎng)的工作量。
 

　　四、應(yīng)用案例
 

　　1、食品加工領(lǐng)域：用于干燥水果、蔬菜、肉類等食品。通過冷凍干燥技術(shù)，可以保持食品的原有風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，延長食品的保質(zhì)期。
 

　　2、制藥行業(yè)：用于制造藥品和疫苗。通過冷凍干燥技術(shù)，可以保持藥品和疫苗的活性和穩(wěn)定性，提高藥品的質(zhì)量和安全性。
 

　　3、生物技術(shù)領(lǐng)域：用于保存生物樣本和細(xì)胞等。通過冷凍干燥技術(shù)，可以長期保存生物樣本和細(xì)胞的活性和穩(wěn)定性，為生物研究和應(yīng)用提供了有力的支持。