中試凍干機按系統(tǒng)分,由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個主要部分組成。按結構分,由凍干箱或稱干燥箱、冷凝器或稱水汽凝結器、制冷機、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。
凍干箱是一個能夠制冷到-55℃左右,能夠加熱到+80℃左右的高低溫箱,也是一個能抽成真空的密閉容器。它是凍干機的主要部分,需要凍干的產品就放在箱內分層的金屬板層上,對產品進行冷凍,并在真空下加溫,使產品內的水分升華而干燥。
冷凝器同樣是一個真空密閉容器,在它的內部有一個較大表面積的金屬吸附面,吸附面的溫度能降到-40℃~-70℃以下,并且能維持這個低溫范圍。冷凝器的功用是把凍干箱內產品升華出來的水蒸氣凍結吸附在其金屬表面上。
凍干箱、冷凝器、真空管道、閥門、真空泵等構成凍干機的真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)要求沒有漏氣現象,真空泵是真空系統(tǒng)建立真空的重要部件。
制冷系統(tǒng)由制冷機與凍干箱、冷凝器內部的管道等組成。制冷機可以是互相獨立的二套或以上,也可以合用一套。制冷機的功用是對凍干箱和冷凝器進行制冷,以產生和維持它們工作時所需要的低溫,它有直接制冷和間接制冷二種方式。
加熱系統(tǒng)對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法;有的則利用中間介質來進行加熱,由一臺泵(或加一臺備用泵)使中間介質不斷循環(huán)。加熱系統(tǒng)的作用是對凍干箱內的產品進行加熱,以使產品內的水分不斷升華,并達到規(guī)定的殘余含水量要求。
控制系統(tǒng)由各種控制開關,指示調節(jié)儀表及一些自動裝置等組成,它可以較為簡單,也可以很復雜。一般自動化程度較高的凍干機則控制系統(tǒng)較為復雜??刂葡到y(tǒng)的功用是對凍干機進行手動或自動控制,操縱機器正常運轉,以使凍干機生產出合乎要求的產品來。
中試凍干機在凍干制品過程中,升華時間長短和這些因素有關:
1.有些產品容易干燥,有些產品不容易干燥。一般來說,共熔點溫度較高的產品容易干燥,升華的時間短些。
2.正常的干燥速率大約每小時使產品下降1毫米的厚度。因此分裝厚度大,升華時間也長。
3.升華時若提供的熱量不足,則會減慢升華速率,延長升華階段的時間。當然熱量也不能過多地提供。
4.凍干機的真空性能,冷凝器的溫度和效能,甚至機器構造的幾何形狀等,性能良好的凍干機使升華階段的時間較短些。