冻干机设计+CAD图纸+文献综述(2)
3.6控制系统 39
3.7接管的设计 39
3.7.1接管的开孔补强 39
4.设计总结 42
5.致谢 43
参考文献 44
1.绪论
1.1真空冷冻干燥的原理
真空冷冻干燥简称冻干，是湿物料或溶液在较低的温度下冻成固态，之后在真空条件中让水分不经液态直成气态，最后使物料脱水的一种干燥技术。我国是原料药的生产大国，所以此项技术应用前景很广。同时它还是一项高新型的技术，在医药、化工等领域都有比较广的应用，冻干是将含水物质先冻结，并令其在冻结状态下加以真空从而让冰结晶以升华[1]。
提供热量的过程是一个传热过程，排蒸汽的过程也是一个传质过程，所以升华干燥过程实际上是一个传热与传质共同进行的一个过程。温差愈大，相对的传热速率越快；蒸汽分压差越大，传质速率越快。
冻干时，既要保证产品的品质，又要保证较快的干燥速率。升华所需的热量须由热源通过外界传热过程传递到被干燥物料的表面，然后通过内部传热传到物料内冰升华的实际产生处[2]。所出来的水蒸气须通过内部传质直到物料的表面，再通过外部传质转移到蒸汽捕集器中。只有使传热与传质效率一起提高，加大冻干物料单位体积的表面积，才能获得较快的干燥速率。
1.2真空冷冻干燥发展方向
我国的情况是，冷冻干燥的技术在理论研究和工艺水平、设备制造等方面与国际水平相比均有一定差距，所以近几年来对冻干技术和冻干设备性能的研究已获得较大的重视。 我国已生产多种冻干机的类型，其性能和功能依然不能满足市场的要求，与国外的水准依然有不小的差距。如何缩小差距，使我国生产的冻干机也能走出国门，走向世界，应该是我们真空冷冻干燥研究人员的责任和使命。目前国产冻干机与国际上生产的冻干机性能正逐步缩小,主要差距在能耗、质量和生产率上。因此，国产冷冻干燥设备的研究方向和发展趋势还得注重以下几点：
（1）优化设计，降低成本，减少能耗
国外某些冻干机采用的非不锈钢，而是低碳钢涂覆食品用可烘干树脂，涂层厚度一般为0.12-0.20mm，在室温条件下会有红外线产生。搁板表面涂高性能远红外发射材料，增强其辐射能力；料盘表面处理，增强其吸热能力。料盘在两块搁板之间有一相对最佳位置，而不是直接放在中间的位置，因此应使设计优化。这里要重点提到的是，优化捕水器的结构、尺寸、结霜特性会更有实际意义，因为它的造价较高，并且其运转功耗也很大。
（2）保证质量，提高性能
质量主要包括外观、元器件的寿命和可靠性等；另外，国产冻干设备大都是非标准化产品，而标准化是提高质量，降低成本，增强互换性的有力保证，因此，必须实现标准化。
（3）开发连续式冷冻干燥设备
当前国内生产的冻干设备基本上都是间歇式的，随着消费观念的进步，冻干产品的需求量加大，这就要求设备的生产率进一步提高，能耗进一步降低，开发连续式冻干设备成为必然发展趋势。
（4） 开发适合食品冷冻加工的真空冷冻干燥装置
从生产工艺流程看，真空冷冻干燥设备所需的原料预处理、冻结装置、制冷系统、加热系统，一般的食品加工企业都有。增加真空冷冻干燥设备，只应该加设干燥箱、冷阱、真空泵组和控制系统，对原有的制冷设备和水、电、汽、动力资源进行略微的改造即可。充分利用原有设备，节省投资，提高企业的技术水平和产品技术含量，提高经济效益。
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