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压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的：在保持压缩空气压力基本不变的情况下，降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量，而多余的水蒸气会凝结成液体。冷冻干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的。因此冷干机具有制冷系统。 **冷冻干燥机原理正视图
冷冻干燥机的制冷系统属于压缩式制冷，由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等四个基本部件组成。它们之间用管道次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化并与压缩空气和冷却介质进行热量交换。
制冷压缩机将蒸发器内的低压（低温）制冷剂吸入压缩机汽缸内，制冷剂蒸汽经过压缩，压力、温度同时升高；高压高温的制冷剂蒸汽被压至冷凝器，在冷凝器内，温度较高的制冷剂蒸汽与温度比较低的冷却水或空气进行热交换，制冷剂的热量被水或空气带走而冷凝下来，制冷剂蒸汽变成了液体。这部分液体再被输送至膨胀阀，经过膨胀阀节流成了低温低压的液体并进入蒸发器；在蒸发器内低温、低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化（俗称“蒸发”），而压缩空气得到冷却后凝结出大量的液体水；蒸发器中的制冷剂蒸汽又被压缩机吸走，这样制冷剂便在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发这样四个过程，从而完成了一个循环。
在冷冻干燥机的制冷系统中，蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收压缩空气的热量，实现脱水干燥的目的。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机输入功率转化的热量一起传递给冷却介质（如水或空气）带走。膨胀阀/节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。
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追赶凝结器的正常负荷。此现象在夏季尤为显着。
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。
二升华条件
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，使升华速度显着加快，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。

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冷冻空气干燥机
冷冻式空气干燥机已经成为当前主要的空气干燥、净化设备,广泛应用于工业生产中的各类气动设备、气动工具、喷漆涂装、食品包装、轻纺、化工等行业。
中文名 冷冻式空气干燥机 用 途 空气干燥、净化设备 应 用 工业生产 领 域 工程技术
目录
1 传统的冷冻式空气干燥机
2 四合一空气净化器的结构设计
传统的冷冻式空气干燥机
基本结构如图1所示,主要由预冷器、冷却器、过滤器和压缩冷凝机组组成。其工作原理是通过强制冷却,使压缩空气中所含的饱和水汽凝结成液态水,通过过滤分离作用,凝结水经自动排水器排出,从而得到干燥、纯净的压缩空气。
传统的冷冻式空气干燥机结构复杂,管线繁多,布置困难;且系统中的各个换热器大多采用管壳式换热器结构,其传热面一般使用铜管,换热面积小,重量大,易腐蚀,给企业工程的高速、稳定运转带来了不便。因此有必要研制一种新型、高效、紧凑的空气干燥机投放市场。 [1]
四合一空气净化器的结构设计
新设计的具有相似功能和结构的新型、高效、空气-空气预热交换器能实现初级冷却,节省能量。四合一空气净化器将空气-空气预热交换器和空气-制冷剂热交换器的效能综合于一体,简化了管系,使整机尺寸大为减小,成本降低。热交换器是空气净化器的重要组成部分,足以影响其机组的尺寸与经济性。因此,预冷器和冷却器都采用紧凑、高效的铝制板翅式热交换器。板翅式换热器由芯体、封头、接管和支座组成。热交换由芯体完成,因此较关键的部件是芯体。芯体的基本结构为通道,由翅片(导流片)、隔板、封条组成。单通道是在金属平板(称为隔板)上放一翅片,然后再在其上放一金属平板,两边以封条密封。多个通道进行迭合,并钎焊成整体,就可得到板翅式换热器芯体。
板翅式换热器与列管式换热器相比优点**,单位体积的换热面积较高,换热效率也较高。一般板翅式换热器传热面积密度可达1500m2/m3,而管壳式换热器的仅为160m2/m3左右;传热系数也比传统的管壳式换热器高5～10倍。
分离器采用螺旋片导流结构，其主要原理是根据液体和气体的重度的差别,利用气流方向和速度的改变时的惯性作用,使液体和气体分离。具体用到三种方法:(1)离心分离;(2)气流撞击壁面;(3)气流折转。该分离器分离粒径可达0.1μm。
真空冷冻干燥工艺
原料的来源和应用的不同，其前处理方式也不尽相同。如水果的预处理为挑选、清洗和切块，蔬菜还需进行漂烫，而速食粥类还需进行蒸煮、装盘等。
预冻
原料预处理后一般要先进行预冻。这是由于物料内部水分较多时，若直接进行抽真空处理，会使溶解在水中的气体因外界压力减小而逸出，形成气泡，导致原料内部和表面均出现空洞，影响感官品质。
速冻
为了使物料内部的水分固化，通常还需要进行速冻。冻结的时间越短，物料冻结越快，其内部结晶越小，对物料细胞机械损坏越小。因而需要根据实际生产选择合适的冻结速度。
真空干燥
真空干燥通常分为升华干燥和解析干燥2个阶段。升华干燥主要针对物料中的自由水;解析干燥主要是去除与固体结合较强的吸附水。干燥过程中的真空度、温度和装盘厚度等直接影响着干燥的进程和产品的品质。 [2]
主要设备
冻干食品生产较主要的设备为食品用真空冷冻干燥机组，该机组的性能，能耗和操作自动化程度的高低决定了冻干食品生产企业的技术水平的高低，食品用冻干机分间歇式和连续式。连续式机组在国内企业尚属少见。间歇式冻干机由干燥箱体、加热系统、真空系统、制冷系统、控制系统等5部分组成。
⑴干燥箱体 有圆筒形及方形两种主要的形式，各有优点，圆筒形制造容易，但无法利用的空间多；方形则相反，空间利用率高，但制造较困难。
⑵加热系统 大多数采用辐射传热，辐射板由阳极电镀铝制成，导热介质有导热油，饱和水、二次蒸汽，**溶剂如丙二醇、甘油等，热源均系用高压水蒸汽。
⑶真空系统 采用机械真空泵，有罗茨泵+油封泵及罗茨泵+罗茨泵+大气喷射+水环泵两种，两者主要区别是前者不能抽水蒸汽，因此对冷阱效率要求较高，优点是能耗小，后者则正好相反，能抽吸少量水蒸汽，缺点是能耗较大。
⑷制冷系统 由制冷机组与冷却排管构成，作水蒸汽捕集器（亦称冷阱）依其与辐射板组件的相对位置，有如下几种形式：①底置式：放置在辐射板组件的底部；②侧置式：放置在辐射板组件的两侧；③后置式：放置在辐射板组件的后面；④另置式：放置在辐射板组件不在同一容器内，另外一个容器放置，两容器之间有一个短而粗的管件连接。
⑸控制系统 有手动控制及自动控制两大类，自动控制又分仪表自动控制与PLC可编程序控制两类。以PLC可编程序控制较先进，现在已有**的冻干程序控制仪问世，是在PLC基础上按冻干要求而设计的，能自动完成冻干过程中复杂的控制操作，并且有储存数据的功能。

风冷式冷冻干燥机 ！
冷干机是根据冷冻除湿原理,将压缩空气强制通过蒸发器进行热交换而降温,使压综空气中气态的水和油经过等压冷却,凝结成液态的水和油,并夹带尘埃,通过自动排水器排出系统外,从而获得清洁的压缩空气。
目录
1 冷干机特点
2 配套使用
冷干机特点
1、制冷压缩机采用高温型全封闭制冷压缩机,运转稳定,噪声低,性能可靠,省电寿命长。
2、热交换器、冷凝器选用优质、高效螺纹管,传热系数高,因而体积小,结构紧凑。筒体材料选用不锈钢或碳钢镀锌,可避免对夺压缩空气的二次污染。
3、制冷控制元件均采用世界上较先进的制冷元件,性能优良,具有热力膨胀阀的节流降压功能,热气旁通阀的能量调节功能,油分离器的冷冻油的油分保护功能,冷媒高低压控制器的冷媒高低压保护等功能。
4、气液分离采用旋风分离与不锈钢丝网捕雾**结合的气液分离器,具有气液分离效果彻底,避免水份的二次蒸发,确保冷干机的干燥效果的重要作用。它比旋风分离器分离效果好得多,同时又比过滤式气液分离器使用成本低, 具有较市制性能价格比。
5、设备结构设计合理,便于维护保养,箱式外形,美观大方。
6、无基础安装。
7、实时显示运行参数。
配套使用
正确使用冷冻式冷干机是获得所需露点压缩空气、节约再生能耗及延长设备使用寿命的重要前提。冷干机很少单独使用,几乎在所有气动管网中 冷干机都是与过滤器配套使用的。这既是满足用气质量的需要,也是冷冻式冷干机本身正常工作的需要。一个典型的冷冻式 冷干机的系统在冷冻式冷干机进气口前设置了二台过滤器,在排气口后设置了一台过滤器,它们的作用分别是:
(1) 主管路过滤器。它的作用是除去压缩空气进气中粒径较大的液态水滴和因体颗粒。冷干机如果长期处于大量液态水及固体杂质的状态下, 将逐渐降低除湿能力。所以除水过滤器的设置非常必要,过滤精度：1um ,除水率：**,除油雾率：70%；应用在气动工具前置过滤器,精密过滤器前置过滤器,吸附干燥机前,后置过滤器,空气系统主管路过滤器。& lt; br />
(2) 油雾过滤器。过滤精度：0.01um,除水率**,除油雾率99.999%。因为如果进入冷干机的空气中含有大量的油膜,会降低冷干机中换热器的换热效果,长期以往,冷干机的除水效果必将大打折扣,出口露点同时也会上升。所以对使用有油空压机提供无油空气,满足精密仪器,喷漆,药物包装及电子工业需要。
(3) 微油雾过滤器。经冷干机处理后去除了绝大部分水分,但由于各种原因空气中可能还存在一定的杂质,或达不到工艺上要求的空气质量,此时就需要在冷干机出口处再安装一个过滤器:活性碳吸附过滤器 :过滤精度：0.01um,残油率仅：0.003PPm。应用在食品,医院,药物工厂,潜水保护用气,高效除油器后置过滤器,吸附件除油过滤器不能除去的油蒸气。