小議真空冷凍干燥性能的穩(wěn)定與優(yōu)化

    真空冷凍干燥是在低溫低壓條件下去除液體物料中絕大部分的水分，使之成為含水率極低的干品的一種干燥方法，這種干燥方法由于它具有其它熱干燥方法無(wú)法比擬的優(yōu)越性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)藥、生物制品、高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品等行業(yè)的大生產(chǎn)中。真空冷凍干燥機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)凍干機(jī))就是實(shí)現(xiàn)這種干燥的專(zhuān)用設(shè)備。在國(guó)外，上世紀(jì)三、四十年代就有應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用凍干機(jī)則要晚幾十年，且數(shù)量極少，主要集中在生物制品行業(yè)中。這種早期的凍干機(jī)性能普通，功能也比較簡(jiǎn)單，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，如今的凍干機(jī)已成為性能優(yōu)越，功能齊備且能實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)控制的先進(jìn)設(shè)備，完全能滿(mǎn)足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。

    一、調(diào)溫的確保和處理

    在凍干過(guò)程中，液態(tài)物品的降溫預(yù)凍以及隨后的固態(tài)物品中水分的升華過(guò)程中需要將溫度控制在工藝要求的一定范圍內(nèi)，這就要求凍干機(jī)具有一定精度的調(diào)溫功能。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，以往傳統(tǒng)的處理措施是通過(guò)儀表控制一個(gè)單獨(dú)的制冷系統(tǒng)，讓它擔(dān)任在升華期的調(diào)溫工作，但這樣，一是引起凍干機(jī)成本增加、加重購(gòu)機(jī)者的負(fù)擔(dān)。二是難免引起冷凍機(jī)頻繁地起停，既浪費(fèi)電能又容易損傷制冷壓縮機(jī)，顯然此法并不十分理想。以往技術(shù)人員將解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)健放在了能量均衡上面，重點(diǎn)考慮加熱器功率的選擇和不同工藝時(shí)間段內(nèi)加熱器工作時(shí)功率的大小以及減小溫控儀表和溫度探頭的偏差，增加控溫精度，實(shí)踐證明，由于調(diào)溫過(guò)程的干擾因素較多，在凍干末期，調(diào)溫機(jī)組的頻繁啟動(dòng)仍時(shí)有發(fā)生。我廠技術(shù)人員調(diào)整思路，幾經(jīng)努力，在不設(shè)置調(diào)溫機(jī)組的前提下較好地解決了凍干機(jī)的調(diào)溫問(wèn)題，具體方案為在制冷壓縮機(jī)冷量富余的前提下，在給凍干機(jī)前箱供冷的制冷系統(tǒng)管路旁邊增加一條能提供適當(dāng)冷量的制冷支路來(lái)滿(mǎn)足調(diào)溫時(shí)的冷量需要，同時(shí)由于調(diào)溫時(shí)，制冷壓縮機(jī)是在給兩個(gè)不同蒸發(fā)溫度的蒸發(fā)器供冷，工況的差異可能會(huì)因膨脹閥控制的滯后對(duì)制冷壓縮機(jī)產(chǎn)生較大的沖擊，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致制冷壓縮機(jī)的液擊而造成故障，這就需要把握好對(duì)回汽壓力的控制，現(xiàn)我廠技術(shù)人員在前箱蒸發(fā)器的回汽管路上增設(shè)了一個(gè)電磁閥門(mén)，通過(guò)壓力控制器對(duì)電磁閥門(mén)前后壓差的監(jiān)測(cè)來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)減小調(diào)溫時(shí)的負(fù)荷沖擊，保證壓縮機(jī)的平穩(wěn)工作，為了防止因電磁閥門(mén)的關(guān)閉而造成前箱蒸發(fā)器內(nèi)壓力的升高，調(diào)溫效果得不到保證，技術(shù)人員又在電磁閥門(mén)前的回汽管路上增加了一條回汽支管，聯(lián)接到制冷壓縮機(jī)的二級(jí)壓縮的吸氣管，通過(guò)在多臺(tái)凍干機(jī)上的實(shí)踐，結(jié)果證明這種處理方案是切實(shí)可行的，它既能避免了增設(shè)調(diào)溫機(jī)組的費(fèi)用增加，又解決了現(xiàn)在普遍采用的毛細(xì)管調(diào)溫造成調(diào)溫效果不理想和對(duì)壓縮機(jī)的負(fù)荷沖擊。

    二、液壓活塞上下止點(diǎn)位置的檢測(cè)與控制

    凍干機(jī)的凍干前箱內(nèi)有不銹鋼制作的擺放需凍干物品的擱板，一般情況下，這些擱板是可以作上下運(yùn)動(dòng)的，以利凍干結(jié)束后就在箱內(nèi)完成加塞。擱板的升降一般是由液壓活塞桿帶動(dòng)的，由于現(xiàn)在在線清洗需要擱板能自動(dòng)進(jìn)行幾次上下運(yùn)動(dòng)以達(dá)到全方位清洗，同時(shí)為了防止在凍干過(guò)程中擱板的意外下滑而造成損失就需要對(duì)液壓缸中活塞的上下止點(diǎn)位置進(jìn)行檢測(cè)和控制。我廠技術(shù)人員借鑒了國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，在油缸內(nèi)設(shè)置了訊號(hào)發(fā)生器，當(dāng)活塞行進(jìn)到規(guī)定的位置時(shí)，它就能發(fā)出訊號(hào)給液壓控制系統(tǒng)，從而達(dá)到正確運(yùn)動(dòng)，工作可靠的目的。由于國(guó)外在檢測(cè)活塞運(yùn)行位置時(shí)采用的是接近開(kāi)關(guān)，成本比較高，而且國(guó)內(nèi)無(wú)同類(lèi)替代產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)能提供的檢測(cè)活塞運(yùn)行的元器件基本以進(jìn)口為主，價(jià)格都十分昂貴。因此根據(jù)實(shí)際情況。我廠技術(shù)人員利用電磁原理自主開(kāi)發(fā)了一套位置發(fā)訊裝置。根據(jù)實(shí)際使用情況看，性能十分穩(wěn)定，效果非常不錯(cuò)，而整套發(fā)訊裝置的制造成本尚不及一個(gè)接近開(kāi)關(guān)價(jià)格的十分之一，前景看好。
    總的來(lái)說(shuō)，在凍干機(jī)的設(shè)計(jì)制造中，性能的穩(wěn)定與優(yōu)化一直是眾多技術(shù)人員努力的方向。做到與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)接軌同時(shí)，我們應(yīng)在消化吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上力爭(zhēng)開(kāi)發(fā)出適合自身需要的新技術(shù)。