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    白城回收冷冻干燥机
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    白城回收冷冻干燥机

    更新时间:2020-09-25   浏览数:7
    所属行业:化工 化工机械设备 化工反应设备
    发货地址:山东省济宁梁山县  
    产品规格:
    产品数量:9999.00台
    包装说明:
    单 价:89799.00 元/台
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    白城回收冷冻干燥机
    冻干机
    冻干机(lyophilizer或freeze dryer)起源于19世纪20年代的真空冷冻干燥技术,进入21世纪,真空冻干技术除了在医药、生物制品、食品、血液制品、活性物质领域之外的领域得到广泛应用。
    中文名 冻干机 外文名 lyophilizer 起源于 19世纪20年代 优 点 干燥方法无法比拟
    目录
    1 基本原理
    ▪ 简述
    ▪ 详解
    2 冻干机的结构
    ▪ 干燥箱
    ▪ 媒体换热循环系统
    ▪ 自动控制系统
    ▪ 气动系统
    ▪ 在位清洗和消毒系统
    3 性能验证
    ▪ 冻干机抽真空速率测试
    ▪ 冻干机在线清洗CIP覆盖率
    ▪ 呼吸器性能测试
    ▪ 在线灭菌SIP测试
    ▪ 冻干机板层温度均匀性测试
    4 冻干机优缺点
    ▪ 优点
    ▪ 缺点
    5 冻干机应用
    6 冻干机的种类
    ▪ 间歇式冻干设备
    ▪ 连续式冻干设备
    7 现状与展望
    8 冻干机的选型
    ▪ 冻干机主机的选择
    ▪ 冻干室的选择
    基本原理
    简述
    冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态,三种状态既可以相互转换又可以共存。 当水在三相点(温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa)时,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水分,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而达到冷冻干燥的目的。  冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性极好、含水分极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。 由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点,因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐,在医药、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西医药等生物制品多为一些生物活性物质,真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。
    详解
    冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术,是将被干燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境,使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程。 冷冻干燥得到的产物称作冻干物(lyophilizer),该过程称作冻干(lyophilization)。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状,体积基本不变,极易溶于水而恢复原状。在大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。 冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下,然后在真空条件下使物品中的固态水份(冰)直接升华成水蒸气,从物品中排除,使物品干燥。物料经前处理后,被送入速冻仓冻结,再送入干燥仓升华脱水,之后在后处理车间包装。真空系统为升华干燥仓建立低气压条件,加热系统向物料提供升华潜热,制冷系统向冷阱和干燥室提供所需的冷量。 本设备采用辐射加热,物料受热均匀;采用捕水冷阱,并可实现快速化霜;采用真空机组,并可实现油水分离;采用并联集中制冷系统,多路按需供冷,工况稳定,有利节能;采用人工智能控制,控制精度高,操作方便。欣谕仪器网 对冻干制品的质量要求是:生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快,残余水分低。要获得高质量的制品,对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。冻干工艺包括预冻、升华和再冻干三个分阶段。合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值。
    一 制品的冻结
    溶液速冻时(每分钟降温10~50℃),晶粒保持在显微镜下可见的大小;相反慢冻时(1℃/分),形成的结晶肉眼可见。粗晶在升华留下较大的空隙,可以提高冻干的效率,细晶在升华后留下的间隙较小,使下层升华受阻,速成冻的成品粒子细腻,外观均匀,比表面积大,多孔结构好,溶解速度快,便成品的引湿性相对也要强些。 药品在冻干机中预冻在两种方式:一种是制品与干燥箱同时降温,;另一种是待干燥箱搁板降温至-40℃左右,再将制品放入,前者相当于慢冻,后者则介于速冻与慢冻之间,因而常被采用,以兼顾冻干效率与产品质量。此法的缺点是制品入箱时,空气中的水蒸气将迅速地凝结在搁板上,而在升华初期,若板升温较快,由于大面积的升华将有可能超越凝结器的正常负荷。此现象在夏季尤为显著。 制品的冻结处于静止状态。经验证明,过冷现象容易发生至使制品温度虽已达到共晶点。但溶质仍不结晶,为了克服过冷现象,制品冻结的温度应低于共晶点以下一个范围,并需保持一段时间,以待制品完全冻结。
    二 升华的条件与速度
    冰在一定温度下的饱和蒸汽压大于环境的水蒸气分压时即可开始升华;比制品温更低的凝结器对水水蒸气的抽吸与捕获作用,则是维护升所必需的条件。 气体分子在两次连续碰撞之间所走的距离称为平均自由程,它与压力成反比。在常压下,其值很小,升华的水分子很容易与气体碰撞又返回到蒸汽源表面,因而升华速度很漫。随着压力降低13.3Pa以下,平均自由程增大105倍,使升华速度显著加快,飞离出来的水分子很少改变自己的方面,从而形成了定向的蒸汽流。 真空泵在冻干机中起着抽除气体的作用,以维护升华所必需的低压强。1g水蒸气在常压下为1.25L而在13.3Pa时却膨胀为10000升,普通的真空泵在单位时间内抽除如此大量的体积是不可能的。凝结器实际上形成了专门捕集水蒸气的真空泵。 制品与凝结的温度通常为-25℃与-50℃。冰在该温度下的饱和蒸汽压分别为63.3Pa与1.1Pa,因而在升华面与冷凝面之间便产生了一个相当大的压力差,如果此时系统内的不凝性气体分压可以忽略不计,它将促使制品升华出来的水蒸气,以一定的流速定向地抵达凝结器表面结成冰霜。 冰的升华热约为2822J/克,如果升华过程不供给热量,那末制品只有降低内能来补偿升华热,直至其温度与凝结器温度平衡后,升华也就停止了。为了保持升华与冷凝来的温度差,必须对制品提供足够的热量。
    三 升华过程
    在升温的阶段(大量升华阶段),制品温度要低于其共晶点一个范围。因此搁板温要加以控制,若制品已经部分干燥,但温度却超过了其共晶点,此时将发生制品融化现象,而此时融化的液体,对冰饱和,对溶质却未饱和,因而干燥的溶质将迅速溶解进去,后浓缩成一薄僵块,外观极为不良,溶解速度很差,若制品的融化发生在大量升华后期,则由于融化的液体数量较少,因而被干燥的孔性固体所吸收,造成冻干后块状物有所缺损,加水溶解时仍能发现溶解速度较慢。 在大量升华过程,虽然搁板和制品温度有很大悬殊,但由于板温、凝结器温度和真空温度基本不变,因而升华吸热比较稳定,制品温度相对恒定。随着制品自上而下层层干燥,冰层升华的阻力逐渐增大。制品温度相应也会小幅上升。直至用肉眼已不到冰晶的存在。此时90%以上的水分已除去。大量升华的过程至此已基本结束,为了确保整箱制品大量升华完毕,板温仍需保持一个阶段后再进行第二阶段的升温。剩余百分之几的水分称残余水分,它与自由状态的水在物理化学性质上有所不同,残余水分包括了化学结合之水与物理结合之水,诸如化合的结晶水结晶、蛋白质通过氢键结合的水以及固体表面或毛细管中吸附水等。由于残余水分受到某种引力的束缚,其饱和蒸汽压则是不同程度的降低,因而干燥速度明显下降。虽然提高制品温度促进残余水分的气化,但若超过某极限温度,生物活性也可能急剧下降。保证制品安全的高干燥温度要由实验来确定。通常我们在第二阶段将板温+30℃左右,并保持恒定。在这一阶段初期,由于板温升高,残余水分少又不易气化,因此制品温度上升较快。但随着制品温度与板温逐渐靠拢,热传导变得更为缓慢,需要耐心等待相当长的一段时间,实践经验表明,残余水分干燥的时间与大量升华的时间几乎相等有时甚至还会超过。
    四 冻干曲线
    冻干曲线图
    冻干曲线图
    将搁板温度与制品温度随时间的变化记录下来,即可得到冻干曲线。比较典型的冻干曲线系将搁板升温分为两个阶段,在大量升华时搁板温度保持较低,根据实际情况,一般可控制在-10至+10之间。第二阶段则根据制品性质将搁板温度适当调高,此法适用于其熔点较低的制品。若对制品的性能尚不清楚,机器性能较差或其工作不够稳定时,用此法也比较稳妥。 如果制品共晶点较高,系统的真空度也能保持良好,凝结器的制冷能力充裕,则也可采用一定的升温速度,将搁板温度升高至允许的高温度,直至冻干结束,但也需保证制品在大量升华时的温度不得超过共晶点。 若制品对热不稳定,则第二阶段板温不宜过高。为了提高阶段的升华速度,可将搁板温度一次升高至制品允许的高温度以上;待大量升华阶段基本结束时,再将板温降至允许的高温度,这后两种方式虽然使大量的升华速度有一些提高,但其抗干扰的能力相应降低,真空度和制冷能力的突然降低或停电都可能会使制品融化。合理而灵活地掌握种方式,仍是目前较常用的方式。
    冻干机的结构
    真空冷冻干燥机由干燥箱、制冷系统真空系统、媒体换热循环系统、自动控制系统、气动系统及在位清洗和消毒系统组成。 [1]
    干燥箱
    干燥箱是真空密闭低压容器,材料全部采用不锈钢,能承受正负压,符合蒸汽灭菌的要求,密封采用耐高温、耐低温的硅橡胶,保温层采用闭泡弹性绝热保温材料。
      1)箱体:来用空间利用率高的矩形箱体,底部设置排水口,侧面开一观察窗,箱体上还装有压力计、测温电阻、放气阀、渗气阀、安全阀、喷淋进口接头。
      2)搁板:食品的降温与开温所需的能量都是通过换热媒体传导给搁板,再到食品。搁板采用特殊空心夹板,强度高,密封性好。搁板组件通过支架安装在冻干燥箱内,上层要设置一块板层作为热量辐射补偿板,确保箱内食品的空间都处在相同的温度环境下国,另外,搁板两侧和后面都设置挡轨,以避免食品盘或食品脱离搁板。
      3)箱门:采用气缸自动锁紧装置。确保:箱体内部压过程中所需要的真空度。真空泵工作时打开千箱蝶间,真空干燥室内的空气及水蒸汽经过捕水器捕提水分后进人真空泵,由真空泵排气口排出系统,在真空泵的排气口装有油雾捕集器,以防止排出气体中的烟雾污染室内环境。为了防止水蒸气进人泵内,系统配置了气镇阀,干燥过程中打开气镇阀。
    媒体换热循环系统
    食品的降温与升温所需的能量都是由循环泵驱动通过换热媒体传导给搁板,再到食品。食品降温的冷源由制冷系统提供,食品升温的热源由加热罐提供,降温与升温的切换通过控制冷源和热源的电磁阀门开关来完成。升温时蒸汽进人加热罐加热媒体,用气动三通调节阀调节来自加热罐的热媒和搁板回流热媒的混合比,并控制板式换热器冷却水电做阀的开闭来控制搁板的温度。系统有热媒加热罐板式换热器,气动调节阀、冷却水电磁阀、循环泵、管路、电磁阀、温度传感器等
    自动控制系统
    具有冻干曲线设定,真空泵测试与控制,媒体温度、食品温度捕水器温度控制,干燥状态检测,除路,在位清洗灭菌,自动保护和报警等功能。
    气动系统
    控制气动阀门
    在位清洗和消毒系统
    用于干箱捕水器的清洗和蒸汽消毒
    白城回收冷冻干燥机
    ZG系列真空冷冻干燥机
    ZG系列真空冷冻干燥机,其基本原理是在高真空状态下,利用升华原理,使预先冻结的物料中的水份,不经过冰的融化,直接以冰态升华为水蒸汽被除去,从而使物料干燥,真空冷冻干燥产品可确保食品中蛋白质、维生素等各种营养成份,特别是那些易挥发热敏性成份不损失。因而能大限度地保持原有的营养成份有效地防止干燥过程中的氧化,营养成份的转化和状态变化,冻干制品成海绵状、无干缩、复水性极好、食用方便、含水份极少,相应包装后可在常温下长时间保存和运输。
    目录
    1 水的三相图
    2 应用范围
    3 附加说明
    水的三相图
    水(H2O)有三种相态,即固态、液态和气态,三种相态既可以相互转换又可以共存。如图为水(H2O)的相平衡图。图中OA、OB、OC三条曲线分别表示冰和水、水和水蒸气、冰和水蒸气两相共存时水蒸气与温度之间的关系,分别称为融化曲线、汽化曲线和升华曲线。O点称为三相点,所对应的温度为0.01℃,水蒸气压为610.5Pa(4.58mmHg),在这样的温度和水蒸气压下,水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。
    应用范围编辑
    食品工业:真空冷冻干燥技术可用于果蔬、肉禽、水产、调味品、方便食品及名优特产等干燥,可达到保持食品原有的色、香、味、形、新鲜度不变的目的,且复水性特好,成品便于储存和运输,费用降低,保存期延长。
    营养保健:在干燥蜂皇浆、人参、龟、鳖、蚯蚓等营养保健品,采用真空冷冻干燥工艺,更使人们相信该营养品纯真自然。
    医药工业:可将真空冷冻干燥法应用于血清。血浆、疫苗、酶、抗生素、激素等中西药品的脱水与保存。
    生物研究:利用真空冷冻干燥技术长期保存的血液、细菌、动脉、骨骼、皮肤、角膜、神经组织和各种器官,在使用时只需供给水份即可再生,仍保持其生化物理特性。
    其它如在航天隔热陶瓷制作,考古中木帛制品保存,标本制作,特殊材料制备等的应用,可收到独特的效果。
    本机特点:
    电气控制部分配有各种先进的测量系统,保证了冻干制品的工艺质量。
    干燥箱、冷冻器、蒸发器、真空管道等部件,材质为不锈钢材料,符合GMP要求。
    制冷机采用单级或双级制冷,能达到极理想的制冷温度,维修、操作方便。
    真空系统采用多级罗茨水环真空机组,使真空度处在佳状态,以缩短整个冻干时间。
    能耗设计合理,整机总功率比国内同类产品低,售价低于国内市场价。
    可根据用户需要,进行对口设计。
    工艺示意图
    1、制冷压缩机 5、急冻库 9、热水泵 13、水环泵 17、冷却水泵
    2、制冷压缩机 6、冷藏库 10、罗茨泵 14、干燥箱加热筒
    3、低压循环筒 7、干燥箱 11、罗茨泵 15、捕水器化箱加热桶
    4、氨泵 8、捕水器 12、罗茨泵 16、冷却塔
    附加说明
    根据各类食品含水率的不同,产量也不同。按干品含水率5%,原料含水率65%来说,每昼夜生产2个班次,每年生产300天计,1台100m2冻干机年产干品约150吨。
    大型冻干机,需设有独立的速冻库。这样既能缩短生产周期,而且能大大降低能耗。
    本机设计的制冷工质为R22,不会对大气臭氧层造成破坏,不属于禁止使用之列。若不使用R22制冷,可采用氨制冷系统。
    如电力紧张,可用蒸汽对循环液加热来替换电热管加热,一台ZG-100每天只需200kg煤。
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    冻干机的种类
    间歇式冻干设备
    间歇式冻干设备适合多品种小批量生产,特别是在食品领域适用于季节性强的食品生产。采用单机操作,如果一台设备发生故障,不会影响其它设备的正常运行。间歇式冻干设备便于控制物料干燥时不同阶段的加热温度和真空度的要求。设备的加工制造和维修保养易于进行。但由于装料、卸料、起动等操作占用时间较多,因此设备利用率低,生产效率也不高。
    连续式冻干设备
    近年来,国内外开始探索和使用连续式真空冷冻干燥设备。连续式设备的特点是适于品种单一而产量庞大、原料充足的产品生产,特别适合浆状和颗粒状制品的生产。连续式设备容易实现自动化控制,简化了人工操作和管理,其主要缺点是成本高。
    现状与展望
    随着GMP认证的结束,国产的良好医药用冻干设备全面进入了现代化阶段,功能齐全、工作可靠、性能稳定,可实现在线清洗(CIP)或蒸汽消毒灭菌(SIP),各项技术指标都能满足生物制品和药品冻干生产的需要。相比之下,国外冻干设备的品种规格比国内多,配套设备齐全,节能型结构比较精致,连续式冻干设备生产量大。为保证冻干产品的质量和节能,常采用冻干设备与其它干燥设备组合在一起的组合冻干设备,例如喷雾冻干设备。  在未来,如何在保证产品质量的前提下,提高冷冻干燥效率,缩短干燥时间,节约能源将是广大冻干行业工作者的目标。
    -/gjhdee/-

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