冷冻干燥机的原理及选型指南
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冷冻干燥机是一种将含水物品预先冻结后，在真空环境下使水分升华而获得干燥物品的技术。冷冻干燥处理的物品能长期保存且加水后能恢复至原始状态，保持原有生化特性，广泛应用于生物工程、医药、食品、材料科学和农副产品深加工等领域。
冷冻干燥机主要由制冷系统、真空系统、加热系统和电器仪表控制系统组成，包括干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等关键部件。其中，制冷系统是冻干机的核心，由压缩机、制冷剂、油分离器、水冷凝器等组成。
冷冻干燥技术利用升华原理，将物质在低温下快速冻结，然后在适当真空条件下，冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出。冷冻干燥得到的产品称为冻干物，过程称为冻干。冷冻干燥机的工作原理是：液冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量，汽化成低压低温的蒸汽，被压缩机吸入，压缩成高温高压的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质放热，冷凝为高压液体，经节流装置节流为低压低温的液体，再次进入蒸发器吸热汽化。
在选择冷冻干燥机时，需考虑冻干面积、冷阱温度、降温速率、极限真空度、抽真空时间、板层温度均匀性及平整度、控制系统等因素。冻干面积应根据用户需求和产品特性计算得出；冷阱温度决定冷阱的捕水能力，-60℃左右为理想选择；降温速率体现制冷系统性能，需在空载情况下在1小时内达到目标温度；极限真空度需达到15Pa以上；抽真空时间应在半小时内从大气压抽到15Pa；板层温度均匀性和平整度影响产品质量的均一性，应控制在一定范围内；控制系统需具备实时显示参数、自动记录、设定和执行冻干工艺程序以及通讯接口等功能。
