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    来源: | 作者:pmofc17f2 | 发布时间: 2019-01-11 | 551 次浏览 | 分享到:


     第一块 基本知识

    冷冻干燥(以下简称冻干)就是将含水物质,先冻结成固态,而后使其中的水分从固态升华成气态,以除去水分而保存物质的方法。

    冷冻干燥机是由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成的机器。冷冻干燥机主要部件分为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热 / 冷却装置等。

    在压缩空气干燥过程中,其冷冻干燥是通过降低压缩空气温度,使压缩空气中的水份析出。冷冻干燥机(冷干机)的工作原理与电冰箱一样,压缩空气经过冷冻的压缩空气管道后,压缩空气温度下降至要求的温度,达到干燥的要求。


     第二块 基本原理


    潮湿高温的压缩空气流入前置冷却器(高温型专用)散热后流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换,使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。

    换热后的压缩空气流入蒸发器通过蒸发器的换热功能与制冷剂热交换,压缩空气中的热量被制冷剂带走,压缩空气迅速冷却,潮湿空气中的水份达到饱和温度迅速冷凝,冷凝后的水分经凝聚后形成水滴,经过独特气水分离器高速旋转,水分因离心力的作用与空气分离,分离后水从自动排水阀处排出。经降温后的空气压力露点最低可达2℃。

    降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温潮湿热空气进行热交换,经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度,同时压缩空气还经过冷冻系统的二次冷凝器(同行独有的设计)与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热,确保出口空气管路不结露。同时充分利用了出口空气的冷源,保证了机台冷冻系统的冷凝效果,确保了机台出口空气的质量


     第三块 仪器的结构


    为了实现压缩空气干燥的目的,又体现节能的目标,一台典型的冷干机除了制冷系统外,还有其他部件组成,具体为:

    ① 冷冻降温部分:包括预冷器(空气与空气的热交换器)、蒸发器(空气与制冷剂液体的热交换器); 

    ② 气水分离与排放部分:包括气水分离器、自动排水器;

    ③ 制冷部分:包括制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、能量(制冷量)调节阀、电磁阀、压力开关、压力控制器(水量调节阀)、贮液罐、过滤干燥器、截止阀等; 

    ④ 电气部分:包括操作开关、电磁接触器、继电器、压缩机曲轴箱加热器、电脑板及其它部件等; 

    ⑤ 仪表部分:包括进出口空气压力表、制冷剂压力表(制冷剂压力)等。

     第四块 仪器的操作使用


    1.   加电后,停机指示灯亮,数码管显示露点温度,露点指示灯亮。

    2.按“开机”键,数码管2分59秒倒计时,计时归零后,开机灯亮,设备投入运行。

    3.设备停机状态下各参数的设定(所有参数设定必须在停机状态下):

    使用“巡检”键选择功能参数:

    ①未按“巡检”键,露点指示灯亮;

    ②按一次为自动排水间隔设置,排水指示灯亮;

    ③再按“巡检”键入口温度指示灯亮,数码管显示温度为入口温度值;

    ④再按“巡检”键出口温度指示灯亮,数码管显示为出口温度值;

    ⑤再按巡检键环境温度指示灯亮,数码管显示为环境温度值;

    ⑥再按“巡检”键,返回露点温度监控,露点温度指示灯亮,数码管恢复露点温度值。

    4.设备在运行时,数码管常显为露点温度值。若某项温度值超出工况范围,报警指示灯亮,蜂鸣器响,些时可采用巡检方式查询超温的检测点,此检测点的温度指示灯闪烁。

    5.运行状态下的巡检操作(设置锁定):

    ①未按“巡检”键,露点指示灯亮,显示当前露点温度值;

    ②按一次为强制排水,排水指示灯亮;

    ③再按“巡检”键入口温度指示灯亮,数码管显示温度为入口温度值;

    ④再按“巡检”键出口温度指示灯亮,数码管显示为出口温度值;

    ⑤再按巡检键环境温度指示灯亮,数码管显示为环境温度值;

    ⑥再按“巡检”键露点温度指示灯亮,数码管恢复露点温度值。


     第五块 仪器的保养与维修

    例行的维护保养是必须的。同时干燥机的运行与环境温度、工况变化密切相关,须定期巡检、调整。

    一、巡检、调整:

    1.检查压力读数是否正常,如有变动及时调整。

    2.手动排污(初次使用每八小时排2次,以后每日1次。)。

    3.清洗浮球排水器、Y型过滤器(每周至少2次)。

    4.观察压缩机运行状况,排气管,回气管温度(每日一次)。

    5.检查冷却水进出水温﹑水量,风冷凝器表面有否脏堵(每周清扫一次)。因冷却原因造成设备高压保护跳机,再次开机必须将高低压控制器复位开关复位.在冬季气温低设备不用时需把水冷凝器中水排放干净(防止冻裂)

    6.在冬夏季节,需调整热气旁通阀、冷却水量,确保冷媒高压为1.2MPa~1.8MPa,冷媒低压为0.38MPa~0.55MPa。

    二、遇有下列情况之一,需立即停机,彻底检查:

    1.压缩机发烫。

    2.回气管发热。

    3.压缩机运行时发出连续异常敲击声。

    4.冷媒低压低于0.2MPa,冷媒高压低于0.6MPa。

    5.压控开关频繁跳脱,导致设备停机。


     第六块 仪器的应用

    冷冻干燥机应用十分广泛,可应用于钢铁、汽车、电子、食品、冶金、电力、化工、石油、医药、轻纺、烟草、仪表、自动控制等行业。

     第七块 仪器的选购


    冷冻干燥机在选购时,不仅仅要考虑价格,还要考虑其适用性,是否符合实验室的使用要求。一般而言,选购冷冻干燥机有以下几点考虑因素:

    ① 冻干面积

    冻干机型号中的数字代表该型号冻干机的冻干面积,我们应根据自己的需要,通过计算来确定需用多大冻干面积的冻干机。例如每批需冻干1.8公斤(升)液体量的产品,用物料盘装载物料,每盘装载10㎜厚,则可计算得冻干板层的负荷面积:

      A(面积,㎡)=V(体积,m3)/H(高度,m)=0.0018m3/0.01m=0.18㎡

    即需选用板层负荷面积为0.18㎡的冻干机。

    ② 冷阱温度

    冷阱是冷冻干燥过程捕获水分的装置,理论上讲,冷阱温度越低,冷阱的捕水能力越强,但冷阱温度低,对制冷要求高,机器成本及运转费用高。

    ③ 降温速率

    降温速率体现制冷系统的制冷能力,在空载情况下,冷阱温度应在1小时内达到指标规定的最低温度。例如,冷阱温度≤-60℃的冻干机,机器从打开制冷开始计时,冷阱温度达到-60℃的时间应不大于1小时。

    ④ 极限真空度

    极限真空度体现冻干机的泄漏情况及真空泵的抽气效率。冻干箱的真空度,过去的观点认为真空度是越高越好,现在的观点认为真空度应在一个合理的范围之内。真空度太高了,不利于传热,干燥速度反而下降,但无论如何冻干箱的空载极限真空度应达到15Pa以下。

    ⑤ 抽真空时间

    冻干箱空载的抽空速度,应在半小时之内从大气压抽到15Pa。

    ⑥ 板层温度均匀性及平整度

    板层温度的均匀性和平整度,对产品质量的均一性有很大的影响,温度均匀性和平整度越好,则冻干产品质量的均一性也越好。

    冻干机搁板温度控制有加热器型和中间流体型,采用中间流体控制板层的冻干机搁板温度均匀性和平整度好,这种冻干机板层为空心夹层结构,板层的制冷和加热均通过中间流体在板层内部的流体通道循环来实现,因此板层温度均匀一致。

    ⑦ 控制系统

    冻干机的控制系统类型及功能各异,对于实验系列的冻干机,主要应用于物料的冻干工艺摸索和少量试生产。因此,控制系统应可实时显示冻干过程参数并自动记录;设定、修改及有效地执行冻干工艺程序;具备通讯接口,便于数据采集、保存。