東富龍凍干機(jī)是怎么工作的?
東富龍凍干機(jī)(全稱 “真空冷凍干燥機(jī)”)是醫(yī)藥、食品、生物等行業(yè)常用的設(shè)備,核心作用是在低溫、真空環(huán)境下,把物料里的水分 “升華” 去掉 —— 簡單說,就是讓物料中的水不經(jīng)過液態(tài)直接變成氣態(tài)跑掉,既能保留物料的有效成分、形狀和口感,又能實(shí)現(xiàn)長期保存。它的工作流程圍繞 “預(yù)凍→升華干燥→解析干燥” 三個核心步驟展開,下面用通俗的話拆解具體工作原理。
凍干的前提是讓物料中的水分變成固態(tài)冰,這一步就像把水果放進(jìn)冰箱凍硬,東富龍凍干機(jī)通過 “冷凍系統(tǒng)” 完成:首先,操作人員把待凍干的物料(比如藥液、果蔬、生物制劑)裝進(jìn)專用的托盤或西林瓶,放入凍干機(jī)的 “凍干箱”(相當(dāng)于一個密閉的低溫容器)。然后,啟動冷凍系統(tǒng) —— 里面的壓縮機(jī)、冷凝器會開始工作,將凍干箱內(nèi)的溫度快速降到 - 40℃~-60℃(具體溫度根據(jù)物料特性調(diào)整,比如藥液通常凍到 - 50℃左右)。這個過程中,物料里的自由水、結(jié)合水會逐漸凍結(jié)成冰,而且要凍得 “均勻”:不能有局部未凍的液態(tài)水(否則后續(xù)升華時會讓物料變形),也不能凍得太慢(避免冰晶過大破壞物料結(jié)構(gòu),比如凍干水果凍太快能保留脆感)。東富龍凍干機(jī)的冷凍系統(tǒng)有精準(zhǔn)的控溫功能,會實(shí)時監(jiān)測箱內(nèi)溫度,確保凍結(jié)效果符合工藝要求。
物料凍硬后,就進(jìn)入最關(guān)鍵的 “升華” 環(huán)節(jié) —— 這是凍干和普通烘干的核心區(qū)別,普通烘干是水變水蒸氣(液態(tài)→氣態(tài)),而升華是冰直接變水蒸氣(固態(tài)→氣態(tài)),這一步需要 “真空 + 加熱” 配合,東富龍凍干機(jī)靠 “真空系統(tǒng)” 和 “加熱系統(tǒng)” 實(shí)現(xiàn):首先啟動 “真空系統(tǒng)”(由真空泵、真空閥門組成),把凍干箱內(nèi)的空氣抽走,形成高真空環(huán)境(壓力通常低于 10Pa)。為什么要真空?因?yàn)樵诔合卤纳A速度極慢,而低氣壓能大幅降低冰的 “升華點(diǎn)”,讓冰在低溫下也能快速變成水蒸氣。接著啟動 “加熱系統(tǒng)”:東富龍凍干機(jī)的凍干箱內(nèi)壁或托盤下方有加熱板,會緩慢給物料加熱(溫度一般控制在 0℃~50℃,不會超過物料的 “軟化點(diǎn)”)。熱量會傳遞到物料的冰層表面,讓冰吸收熱量后升華成水蒸氣。同時,凍干機(jī)的 “捕水器”(另一個低溫容器)會同步工作 —— 捕水器內(nèi)溫度會降到 - 60℃~-80℃,比凍干箱溫度更低,當(dāng)升華產(chǎn)生的水蒸氣飄到捕水器時,會被快速冷凝成冰(相當(dāng)于 “水蒸氣陷阱”),避免水蒸氣回到凍干箱影響升華效率。這一步要持續(xù)數(shù)小時到數(shù)十小時(比如凍干一瓶疫苗可能要 8 小時,凍干大宗果蔬要 20 小時),直到物料中 90% 以上的水分被升華掉,物料基本變成 “疏松干燥的海綿狀”。
升華干燥后,物料里還剩少量 “結(jié)合水”(比如和物料分子緊密結(jié)合的水,像附著在蛋白質(zhì)表面的水),這些水靠升華很難去掉,需要 “解析干燥” 進(jìn)一步處理,這一步相當(dāng)于 “深度脫水”:東富龍凍干機(jī)的加熱系統(tǒng)會適當(dāng)提高溫度(比如從 30℃升到 50℃,具體看物料耐溫性),同時保持真空系統(tǒng)的高真空狀態(tài)。溫度升高后,物料中結(jié)合水的 “吸附力” 會減弱,慢慢從物料內(nèi)部擴(kuò)散到表面,然后在真空環(huán)境下繼續(xù)升華成水蒸氣,被捕水器冷凝成冰。解析干燥的時間相對短一些(一般是升華時間的 1/3~1/2),直到物料的含水率降到 0.5%~5%(比如醫(yī)藥凍干品要求含水率低于 1%,食品凍干品可稍高),就完成了整個干燥過程。
干燥結(jié)束后,不能直接打開凍干箱,因?yàn)槲锪洗藭r處于高真空、干燥狀態(tài),接觸空氣會快速吸潮,所以東富龍凍干機(jī)會先進(jìn)行 “破空”:向凍干箱內(nèi)充入干燥的氮?dú)饣驘o菌空氣(避免物料氧化或污染),讓箱內(nèi)壓力恢復(fù)到常壓。然后打開凍干箱門,取出干燥后的物料 —— 比如西林瓶會進(jìn)行軋蓋密封,凍干果蔬會快速包裝(用真空袋或充氮包裝),防止吸潮。最后,清理凍干箱和捕水器:捕水器會加熱化冰,把冷凝的水排掉,凍干箱內(nèi)則用壓縮空氣或酒精擦拭干凈,為下一次凍干做準(zhǔn)備。
凍干機(jī)在使用過程中的優(yōu)勢是什么?




