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、高級營養(yǎng)品等行業(yè)的大生產(chǎn)中。真空冷凍干燥機(jī)(簡稱凍干機(jī))就是實(shí)現(xiàn)這種干燥的專用設(shè)備。在國外，上世紀(jì)三、四十年代就有應(yīng)用。國內(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)全過程自動(dòng)控制的先進(jìn)設(shè)備，完全能滿足現(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)冷量的制冷支路來滿足調(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，通過壓力控制器對電磁閥門前后壓差的監(jiān)測來控制閥門的開或關(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)的二級壓縮的吸氣管，通過在多臺(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)為了防止在凍干過程中擱板的意外下滑而造成損失就需要對液壓缸中活塞的上下止點(diǎn)位置進(jìn)行檢測和控制。我廠技術(shù)人員借鑒了國外的經(jīng)驗(yàn)，在油缸內(nèi)設(shè)置了訊號發(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。由于國外在檢測活塞運(yùn)行位置時(shí)采用的是接近開關(guān)，成本比較高，而且國內(nèi)無同類替代產(chǎn)品，國內(nèi)能提供的檢測活塞運(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)接近開關(guān)價(jià)格的十分之一，前景看好。
    總的來說，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。做到與國外先進(jìn)技術(shù)接軌同時(shí)，我們應(yīng)在消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上力爭開發(fā)出適合自身需要的新技術(shù)。