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冷凍干燥箱
冷凍干燥箱有多種類型，但冷凍干燥箱組成系統(tǒng)是一致的，由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)四部分所組成，主要部件有真空室、物料架、冷凍機(jī)、過程冷凝器、真空泵、加熱裝置、控制芯片。
真空室：它由不銹鋼制成，并且內(nèi)部經(jīng)過高度拋光，包含多個(gè)置物架，用于放置產(chǎn)品，門具有液壓系統(tǒng)以確保關(guān)閉時(shí)腔室內(nèi)的高真空度。
物料架：由不銹鋼板制成，根據(jù)不同需求可鍍上不同材料。
冷凍干燥箱組成
• 冷凍機(jī)：該系統(tǒng)通過使用壓縮機(jī)或液氮來冷卻物料，原理與冰箱一樣這將提供產(chǎn)品冷凍所需的能量，按冷凍方式分為靜態(tài)冷凍、動(dòng)態(tài)冷凍、離心冷凍、滾動(dòng)冷凍、旋轉(zhuǎn)玲凍、氣流冷凍等。
• 過程冷凝器：也稱為捕水器，由冷藏盤管或板組成，可位于腔室外部或內(nèi)部。在干燥過程中，冷凝器捕獲水分，為了提高效率，冷凝器溫度應(yīng)比初級(jí)干燥期間的產(chǎn)品低20℃，并具有除霜機(jī)制，以確?？諝庵械拇笏魵饬坷淠?。
• 真空泵：按采用的真空系統(tǒng)分：水蒸氣噴射泵型和捕水器加機(jī)械泵型兩種，根據(jù)腔室大小，用不同的真空泵。
• 加熱裝置：分為直接加熱和間接加熱，加熱原有多種多樣有油、水、水蒸氣加熱以及電加熱等。在初級(jí)和二次干燥階段所需的熱能量由外部熱交換器調(diào)節(jié)。
• 控制系統(tǒng)：根據(jù)產(chǎn)品和過程設(shè)定溫度、壓力和時(shí)間的受控值。冷凍干燥按生產(chǎn)方式分為連續(xù)式和間歇式。按物料的冷凍需求分為凍干合一型和凍干分離型。
幾種加熱類型不同的冷凍干燥箱介紹
• 接觸型冷凍干燥箱：物料與加熱元件通過接觸來提供升華能量，這是一種基本的冷凍干燥箱，主要加熱方式是置物架接觸樣品來加熱，置物架起著重要作用，因?yàn)樗鼈冊(cè)诶鋬龈稍镞^程的不同時(shí)間表現(xiàn)得像熱交換器，它們連接到硅油系統(tǒng)，該系統(tǒng)將在冷凍期間移除熱能并在干燥期間提供熱能。優(yōu)點(diǎn)是易于設(shè)置和方便用于樣品分析，缺點(diǎn)是熱量?jī)H從加熱元件傳遞到樣品的一側(cè)，熱量傳導(dǎo)不均勻。可以通過使用肋狀托盤使樣品接觸加熱元件的表面積大化，在上下兩個(gè)加熱板之間輕微壓縮樣品，或者從上方和下方用加熱網(wǎng)壓縮，可以一定程度上解決這個(gè)問題。
• 微波輔助冷凍干燥箱：利用微波更深地滲透到樣品中以加速干燥過程中的升華和加熱過程，由于微波可以產(chǎn)生能夠使樣品室中的氣體變成等離子體的電場(chǎng)，因此該方法的設(shè)置和運(yùn)行可能非常復(fù)雜。而且這種等離子體可能會(huì)燒壞樣品，因此保持適合真空水平的微波強(qiáng)度勢(shì)在必行。產(chǎn)品中的升華速率會(huì)影響微波阻抗，其中必須相應(yīng)地改變微波功率。
• 輻射冷凍干燥箱：使用紅外輻射加熱托盤中的樣品，這種類型的加熱允許使用簡(jiǎn)單的平托盤，因?yàn)榧t外光源可以位于扁平托盤上方以向下輻射到產(chǎn)品上。紅外輻射能使產(chǎn)品表面受到非常均勻的加熱，但穿透能力較小，因此它主要用于非常淺的托盤和均勻的樣品基質(zhì)。