真空冷凍干燥機中凍干箱是它的心臟。它是一個要求嚴(yán)格密封的真空容器,在容器中要提供物料冷凍的冷量,補充物料中水分升華潛熱需要的熱量。凍干箱的形狀主要有兩種;小型設(shè)備可采用圓筒形;大、中型設(shè)備多采用長方盒形。從真空容器受力情況看,當(dāng)然是球形或圓筒形客器合理,但考慮有效利用空間.外形美觀等因素,大多數(shù)凍干設(shè)備都采用了帶加強筋的長方盒形結(jié)構(gòu)。在設(shè)計時要特別注意強度和穩(wěn)定性計算,防止變形。
真空冷凍干燥機在凍干箱內(nèi)要設(shè)置放凍干制品的擱板,擱板既是冷凍器又是加熱器。因此,擱板的結(jié)構(gòu)要設(shè)計得合理。擱板結(jié)構(gòu)要根據(jù)降溫和加熱的方式而定,通常有四種形式:直冷直熱式,間冷間熱式,直冷間熱式和間冷直熱式。直冷式就是將擱板作為制冷系統(tǒng)中的蒸發(fā)器,制冷工質(zhì)通過節(jié)流膨脹,直接進(jìn)入擱中蒸發(fā)制冷;直熱式就是將加熱器(例如電加熱器)直接放入擱板中加熱。直冷、直熱式的優(yōu)點是冷、熱效率高,結(jié)構(gòu)簡單,對于小型制冷機可用。直冷、直熱式的缺點是降溫和加熱不均勻,不易調(diào)控,特別是加熱不均勻危害較大,可產(chǎn)生局部過熱使凍干制品變質(zhì),故直熱式建議不采用。間冷式是將制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器放在凍干箱的外面,制冷劑與冷媒(載冷劑)在蒸發(fā)器中進(jìn)行熱交換,再將冷媒用循環(huán)泵通入擱板中;間熱式是在凍干箱外將熱媒加熱,再用循環(huán)泵將熱媒打入擱板循環(huán)。目前采用間冷間熱式的凍干機比較多。
真空冷凍干燥機主要應(yīng)用于:
(1)熱穩(wěn)定性差的生物制品,生化類制品,血液制品,基因工程類制品等藥物凍干;
(2)為保持生物組織結(jié)構(gòu)和活性,外科手術(shù)用的皮層、骨骼、角膜、心瓣膜等生物組織的處理;
(3)以保持食物色、香、味和營養(yǎng)成分以及能迅速復(fù)水的咖啡、調(diào)料、肉類、海產(chǎn)品、果蔬的凍干;
(4)在微膠囊制備、藥品控釋材料等方面的應(yīng)用。以保持生鮮物質(zhì)不變性的人參、蜂皇漿、龜鱉等保健品及中草藥制劑的加工;
(5)超微細(xì)粉末功能材料如:光導(dǎo)纖維、超導(dǎo)材料、微波介質(zhì)材料、磁粉以及能加速反應(yīng)工程的催化劑的處理等。