
一、制冷系統
制冷系統是凍干機的關鍵組成部分,其主要功能是為物料提供低溫環境,實現快速凍結。它通常由壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥等部件構成。壓縮機猶如制冷系統的“心臟",將氣態制冷劑壓縮成高溫高壓狀態,推動制冷劑在系統中循環流動。冷凝器負責把壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體冷卻并液化,向外界散發熱量。蒸發器則是吸收待凍干物料及周圍環境的熱量,使制冷劑蒸發吸熱,從而達到降低溫度的目的。膨脹閥起到節流降壓的作用,讓液態制冷劑以低壓狀態進入蒸發器,確保制冷循環的穩定運行。通過這些部件協同工作,制冷系統能夠精準地控制凍干過程中的溫度,為后續的升華干燥奠定基礎。
二、真空系統
真空系統的作用是在凍干過程中創造并維持一個高真空環境,促進水分從固態直接升華為氣態。該系統主要由真空泵、真空管道和真空閥門等組成。真空泵是核心設備,常見的有旋片式真空泵、羅茨泵等,其性能決定了能達到的真空度高低。真空管道連接著真空泵與凍干箱以及其他相關部件,保證空氣和其他氣體能夠順利被抽出。真空閥門則用于控制不同部位的壓力和氣流,精確調節真空度。在凍干開始階段,真空泵迅速啟動,將凍干箱內的空氣抽出,隨著壓力降低,水的升華點也隨之下降,從而使得物料中的冰晶能夠在較低溫度下發生升華現象,有效提高凍干效率并保證產品質量。
三、加熱系統
加熱系統主要用于在升華干燥階段向物料提供足夠的熱量,促使冰晶持續升華。它的形式多樣,包括電加熱、導熱油加熱等方式。電加熱方式簡單直接,利用電阻絲通電發熱的原理,將電能轉化為熱能傳遞給物料。這種方式升溫速度快且易于控制,但可能存在局部過熱的風險。導熱油加熱則是通過循環流動的導熱油作為媒介,將熱量均勻地傳導至物料表面。由于導熱油具有良好的傳熱性能,可以使物料受熱更加均勻,避免局部溫度過高而影響品質。此外,一些的凍干機還采用了紅外輻射加熱技術,這種加熱方式能夠深入物料內部,進一步提高干燥速率,縮短凍干時間。
四、控制系統
控制系統相當于凍干機的“大腦",負責協調各個系統的運行,監控整個凍干過程的各項參數,并進行自動調節。它主要由傳感器、控制器和執行機構組成。傳感器分布在凍干機的各個關鍵位置,實時監測溫度、壓力、濕度等重要數據,并將這些信息反饋給控制器。控制器根據預設的程序算法對收集到的數據進行分析處理,然后向執行機構發出指令。例如,當溫度傳感器檢測到物料溫度高于設定值時,控制器會命令制冷系統加大制冷功率;若壓力超出范圍,則會調整真空閥門開合程度來穩定真空度。通過這樣智能化的控制,可以確保凍干過程嚴格按照預定工藝曲線進行,地保證產品的一致性和穩定性。
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