真空冷凍干燥機FD-1A-80雙壓縮凍干機主要特征：

●不銹鋼冷阱和臺面，清潔衛(wèi)生，美觀耐腐蝕。

●真空冷凍干燥機采用立式設(shè)計，緊湊，占用臺面小。

●外形美觀，人體工學(xué)設(shè)計，操作方便。

●采用進口全封閉制冷機組，溫度低，捕水能力強，高效可靠，噪音低。

●采用風(fēng)冷方式散熱，不需水冷卻。

●真空連接采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)件，拆卸安裝簡易方便，密封性能可靠

●冷阱開口大，帶樣品預(yù)凍功能。

●冷阱為全不銹鋼，冷阱內(nèi)無盤管，光潔耐腐蝕。

●冷阱溫度及樣品真空度均采用LED數(shù)字顯示,簡潔明確;

●設(shè)計導(dǎo)流筒，提高冷阱有效面積，快速凍干。

●真空冷干燥機具有充氣閥，可充干燥氮氣或惰性氣體。

●特定設(shè)計的觸摸軟鍵可快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)各功能設(shè)置,操作簡單方便;

●透明鐘罩式干燥室，自然加熱，安全直觀。

●國際標(biāo)準(zhǔn)真空接口，可與多種真空泵聯(lián)用。

●特殊設(shè)計的不銹鋼樣品架，普通型樣品盤間距可調(diào)，層數(shù)自由設(shè)定;

●樣品溫度顯示（可選配）。

由于真空冷凍干燥是在低溫、真空狀態(tài)下進行,物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài),因而可以Z大限度地保持被干物料的細胞活性以及被干物料的色、香、味、形狀和營養(yǎng)成分,而且復(fù)水性能好。真空冷凍干燥技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種熱敏性物質(zhì)的干燥處理及貯存,如生物制品及藥品的生產(chǎn)、食品凍干脫水、人體組織器官貯藏以及超導(dǎo)材料粉末的制備等。隨著人們對凍干產(chǎn)品需求的不斷增加,凍干設(shè)備也有了較大的發(fā)展。2　真空冷凍干燥設(shè)備的原理及組成　　真空冷凍干燥設(shè)備的工作原理是:先將物料凍結(jié)到共晶點溫度以下,使水分變成固態(tài)的冰,然后將經(jīng)過前處理的預(yù)凍物料裝入干燥倉內(nèi),在低溫真空狀態(tài)下,由加熱板導(dǎo)熱或輻射方式供給熱能,使物料中的水分直接由冰升華成水蒸氣。不斷升華出的水蒸氣,由真空泵組抽至捕水倉內(nèi),在-40℃～-45℃的排管外壁上凝結(jié)被捕,直至按凍干曲線達到規(guī)定的要求而停止供熱和抽真空,完成物料凍干全過程。真空冷凍干燥機(簡稱凍干機)主要由真空冷凍干燥箱(簡稱凍干箱)、真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)等幾部分組成。
211　干燥箱　　
干燥箱是一個真空密閉容器,是冷凍干燥設(shè)備的重要組成部件之一,是干燥過程中傳熱和傳質(zhì)的場所,它的性能好壞直接影響到冷凍干燥設(shè)備的性能。如果帶有蒸汽消毒滅菌功能,凍干箱還應(yīng)是一個低壓內(nèi)壓容器。干燥室的形狀主要有圓形和矩形兩種。圓形干燥室操作容易、強度高、制作費用低,但其內(nèi)部空間利用率低。矩形干燥室空間利用率高,但制造費用高。　　
212　真空系統(tǒng)　
真空系統(tǒng)包括真空干燥室、隔離閥、水蒸氣捕集冷凝器、真聯(lián)式旋片真空泵、聯(lián)接管道以及放氣閥等。系統(tǒng)內(nèi)空氣水蒸氣的抽除是由真空泵來完成的。當(dāng)真空泵工作時,打開隔離閥,真空干燥室內(nèi)的空氣及水蒸氣經(jīng)過水蒸氣捕集冷凝器捕獲水分后進入真空泵,由真空泵排氣口排出系統(tǒng)外。為了防止經(jīng)水蒸氣捕集冷凝器后抽除的氣體中仍含有少量的水蒸氣進入泵內(nèi),系統(tǒng)配氣鎮(zhèn)閥。冷凍干燥時,打開氣鎮(zhèn)閥。在真空泵的排氣口裝有油霧捕集器,以防止排出氣體中煙霧污染室內(nèi)環(huán)境?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>213　加熱系統(tǒng)　
為了使凍結(jié)后制品中的水蒸氣不斷地從冰晶中升華出來,就提供水蒸氣升華所需的足夠熱量,因此要有加熱系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)除加熱板以外,還包括熱媒加熱罐、換熱器、氣動調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵及管路、閥門、液位計、溫度傳感器等?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>214　制冷系統(tǒng)　　
水蒸氣凝結(jié)器又稱為冷阱,是制冷系統(tǒng)的主要部件。在1313Pa真空下,質(zhì)量為1g的冰升華可生成100m3的水蒸氣。若這大量的水蒸氣不加以處理而由真空泵抽出,則需要大容量的抽氣機才能維持所需的真空度。冷阱的作用是將干燥室中的水蒸氣冷凝吸附變成冰,以免進入真空泵,一方面可以減小真空泵的工作負擔(dān),另一方面能夠保證干燥室具有較低的真空度。　　
215　自動控制系統(tǒng)　　
自動控制系統(tǒng)是凍干機的指揮機構(gòu)。凍干機的控制包括制冷機、真空泵的起、停,加熱溫度的控制,物料溫度、冷阱溫度、真空度的測試與控制,自動保護和報警裝置等。自動控制系統(tǒng)的功能是對凍干機的各個重要參數(shù)進行測量、顯示;根據(jù)預(yù)先的設(shè)置對凍干機進行J確控制,使其運行在規(guī)定的狀態(tài),可對故障狀態(tài)報警并自動應(yīng)急處理。通過測量和記錄凍干過程的工藝參數(shù),可以完整地了解整個凍干過程;對這些參數(shù)實施有效的控制,則可以實現(xiàn)對整個凍干過程的優(yōu)化,即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,提高生產(chǎn)效率以及減小能量消耗。
3　凍干機的研究現(xiàn)狀　　
凍干機的突出特點是產(chǎn)量高,脫水量大。因此,要求真空系統(tǒng)排氣量大,真空度不高。目前除采用大型捕水器和羅茨旋轉(zhuǎn)泵機組之外,多采用幾級串聯(lián)的水蒸氣噴射泵,這種泵能直接以氣態(tài)排除水蒸氣,系統(tǒng)中不必設(shè)置捕水器。食品凍干機中,丹麥阿的RAY型間歇式和CONRAD型連續(xù)式凍干機,日本共和真空株式會社的無隔離干燥過程水汽凝結(jié)器除冰再生技術(shù)和TL型液體食品密閉系統(tǒng)管式凍干機可代表世界食品凍干機的技術(shù)。1989年10月17日保加利亞的索非亞成立了低溫生物學(xué)和冷凍干燥技術(shù)研究所(InstituteofCry2obiologyandLyophilizationinSofia,簡稱ICL),主要研究宇航食品、兒童食品、方便食品、保健食品和營養(yǎng)食品。該研究所目前在世界上三位,次于美國和俄羅斯[1]?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>國內(nèi)早在解放前已開始在實驗室中用簡易的凍干裝置來作保存菌種、毒種的試驗。50年代初期,武漢、北京等生物制品研究所及部分獸藥廠先后進口了一批凍干機,60年代北京、天津、南京、上海、大連等地相繼建立了一些實驗性凍干食品生產(chǎn)廠并先后仿制了一批凍干機,其特點是整體式,擱板溫度不均勻,手動操作,能自動記錄。為加快發(fā)展我國凍干技術(shù),機電部將工業(yè)真空冷凍干燥機列入1986年工業(yè)技術(shù)發(fā)展基金項目,由華中理工大學(xué)承擔(dān)并與浙江真空設(shè)備協(xié)作進行研制[2],產(chǎn)品于1989年通過部級鑒定。該機結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全擱板間距可調(diào),采用微機程控。此外,清華大學(xué)核能設(shè)計研究院引進俄羅斯大型食品真空冷凍干燥設(shè)備的技術(shù),直接與一級企業(yè)煙臺冰輪集團合作共同研制開發(fā),探索出一條發(fā)展我國冷凍干燥事業(yè)的新路,提高了我國大型食品冷凍干燥機的整體設(shè)計及控制水平[3]。國產(chǎn)凍干機的性能如表1所示[4]?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>目前,大部分國產(chǎn)食品凍干機生產(chǎn)廠家走的是仿制道路。有的廠家在采用國外技術(shù)的同時,進行了很大的改進。如:加熱板內(nèi)采用了特殊導(dǎo)流裝置,使板內(nèi)流體的流量均勻,保證了加熱的均勻和穩(wěn)定;捕水器在工作中可實現(xiàn)交替捕水和融冰,捕水器盤管內(nèi)氨液制冷方式由傳統(tǒng)的氨液相變制冷改為氨液無相變制冷,使捕水器盤管內(nèi)溫度均勻,結(jié)霜性能良好。除仿制之外,國內(nèi)自己的研制能力也在提高,有的單位已經(jīng)脫離了仿制國外機型,抽氣系統(tǒng)采用低架式水蒸氣噴射泵抽水蒸氣,省去了捕水器和制冷系統(tǒng),使設(shè)備價格有所降低。　　
國產(chǎn)凍干機還存在一些不足之處:　　
(1)擱板溫度不均勻,造成凍干產(chǎn)品含水率不均勻,產(chǎn)品合格率受影響。造成溫度不均勻的原因各不相同:或者是擱板結(jié)構(gòu)和材料質(zhì)量不好;或者是加熱流體分流或流程有欠缺;或者是捕水器在干燥箱內(nèi)絕熱不好。　　
(2)干燥速率低,干燥箱內(nèi)各點干燥快慢不一致,反映在產(chǎn)品上仍然是合格率受影響。其原因除擱板溫度不均勻外,還與真空系統(tǒng)配置得不合理有關(guān)。主要體現(xiàn)在:捕水器配置得不合理;水蒸氣噴射泵性能不穩(wěn)定;抽氣口位置不合理等。　　
(3)捕水器效率低。主要體現(xiàn)在捕水器面積大而捕水量小,有部分無效面積,其根本原因是捕水器設(shè)計不合理。
4　凍干機的發(fā)展趨勢　　
無論是國產(chǎn)的還是引進的凍干設(shè)備,其共同的缺點是價格貴,能耗高,投資收回慢。降低成本、減少能耗是凍干機今后的主攻方向。因此,凍干機的研究方向和發(fā)展趨勢應(yīng)該是:　　(1)改進結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計、降低成本、減少能耗。國外有些凍干機不采用不銹鋼制造,而采用低碳鋼涂覆食品用可烘干樹脂,涂層厚度為0112～0120mm,在室溫下就會發(fā)出紅外線。擱板表面涂高性能遠紅外發(fā)射材料,增強其輻射能力;料盤表面處理,增強其吸熱能力。料盤在兩塊輻射擱板之間有一Z佳位置,而不是取中間位置,因此應(yīng)優(yōu)化設(shè)計。捕水器的結(jié)構(gòu)、尺寸、結(jié)霜特性的優(yōu)化更有實際意義,因為它的造價目前幾乎相當(dāng)于凍干箱的造價,且其運轉(zhuǎn)功耗也較大?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>(2)保證質(zhì)量,提高性能。有的廠家生產(chǎn)的凍干機從安裝好之后,一直不能投入正常生產(chǎn);有的凍干機雖然能生產(chǎn),但能耗太高,生產(chǎn)的產(chǎn)品越多,賠錢越多;還有的元器件不斷出現(xiàn)故障,影響正常生產(chǎn)。因此,凍干機的質(zhì)量保證,可靠性要提高。要提高凍干機的性能,除了保證加熱速率、抽氣速率、溫度均勻性、真空度穩(wěn)定性之外,還應(yīng)增強設(shè)備新的功能。例如增加凍干結(jié)束的判斷功能,Z簡單的辦法是稱重法。目前已經(jīng)有人試驗,但都不太成功。原因是沒有離開天平和地秤的模式,致使小設(shè)備安裝困難,大設(shè)備笨重而不穩(wěn)定。應(yīng)該發(fā)展重量傳感器,用很小的一次元件給出重量隨時間的變化?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>(3)開發(fā)連續(xù)式凍干設(shè)備。目前生產(chǎn)的凍干機大都是間歇式的,隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,人民生活水平的提高,凍干產(chǎn)品的消費量會增大,因此發(fā)展連續(xù)式凍干設(shè)備,增加凍干產(chǎn)品的產(chǎn)量是必然趨勢?！　?br style="color: rgb(75, 75, 75); font-family: "Lucida Grande", "Lucida Sans Unicode", "Helvetica Neue", "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif; text-wrap: wrap; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>(4)提高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。近年來西方在食品生產(chǎn)企業(yè)開始推行HACCP系統(tǒng)(HazardAnalysisCriticalControlPoint),對食品加工設(shè)備的消毒殺菌、衛(wèi)生管理等提出了更加嚴(yán)格的要求。以此為契機,日本許多廠家紛紛將原有鍍鋅鋼板的真空干燥室改為不銹鋼真空室,因為在向真空室通蒸汽進行滅菌的過程中,鍍鋅層會與60～80℃的濕熱蒸汽發(fā)生反應(yīng)生成微粉,污染食品。凍干設(shè)備的服役期一般為20～25年,考慮到HACCP系統(tǒng)遲早將進入中國,因此我國凍干機產(chǎn)業(yè)廠家應(yīng)未雨綢繆,盡早做好準(zhǔn)備。
結(jié)論　
　目前,世界上已有較大規(guī)模的真空冷凍干燥食品企業(yè)130多家,而國內(nèi)各地也紛紛投資建廠,因而凍干設(shè)備有巨大的市場潛力。此外,國際市場對凍干食品需求量的不斷增加,我國成功加入了世貿(mào)組織以及我國實行的西部大開發(fā)戰(zhàn)略,都將對凍干食品產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響(例如,對邊遠地區(qū)的農(nóng)副產(chǎn)品更深層次的加工),可以預(yù)見凍干食品在國內(nèi)將具有美好的發(fā)展前景。

真空冷凍干燥機FD-1A-80雙壓縮凍干機實驗前準(zhǔn)備：
1、確保需要凍干的樣品已經(jīng)進行預(yù)凍?？蓪?zhǔn)備干燥的樣品置于低溫冰箱或液氮中，使物品冰凍結(jié)實，時間越長凍干效果越好。預(yù)凍的原因是樣品在固態(tài)（結(jié)冰狀態(tài)）下才能凍干。
2、將冷凝倉安裝在主機上，有密封圈的一段在上方，然后在冷凝倉上加上基座盤，注意有凸出的一端朝上，接著在上方加上調(diào)節(jié)盤，然后安裝環(huán)形電流插座，需注意的是調(diào)節(jié)盤側(cè)面有凹槽的部分應(yīng)與環(huán)形電流插座上凹槽處對應(yīng)（使用磁鐵移動調(diào)節(jié)盤）。與磁鐵配合使用的金屬塊如果拿不下來，可在吸附在機身側(cè)面，然后再取下。
3、接下來，在上方依次放上支架，物料托盤，然后裝上干燥倉。
4、然后用真空管把冷凍式干燥機與真空泵連接起來，連接處采用國際標(biāo)準(zhǔn)卡箍?？ü績?nèi)通常會有一只密封橡膠圈，連接前可在橡膠圈上涂抹適量真空脂，這樣可以對橡膠圈起到很好的保養(yǎng)作用，然后再用卡箍卡緊。在每次開機之前，檢查真空泵中泵油是否足夠，*次使用看下真空泵使用說明，不同的真空泵可能有不同的要求。但不可無油運轉(zhuǎn)，油面在應(yīng)在2/3處。
5、檢查所有的外掛瓶閥，確認其處于關(guān)閉狀態(tài)（大頭向上），檢查排氣閥是否關(guān)閉、關(guān)閉真空排放閥、擰開排水閥門，讓里面殘留的水流出。排干后再擰緊閥門。
6、 檢查凍干腔與冷阱的接觸部分是否完好，必要時清潔及重新調(diào)整。在平時情況下也要注意定期清潔冷阱腔及凍干腔。
7、 關(guān)閉所有的閥（與凍干瓶直接相連的閥，白色旋鈕向上即為關(guān)閉）。關(guān)閉冷阱與真空泵想連接的閥（在儀器后面，與真空管相連接）。