Máy sấy lạnh để bàn là một thiết bị được sử dụng để khử nước các chất thông qua quá trình đông lạnh và thăng hoa chân không. Nó được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và bảo quản và xử lý các mẫu sinh học. So với kích thước nhỏ của máy sấy khô công nghiệp, nó phù hợp hơn cho phòng thí nghiệm và sản xuất quy mô nhỏ. Bài viết này sẽ phân tích từ cả hai khía cạnh của thiết kế cấu trúc và quy trình công nghệ.

I. Thiết kế kết cấu

　　Máy sấy băng để bànThiết kế kết cấu chủ yếu bao gồm một số thành phần cốt lõi sau:

1, Hệ thống làm lạnh: Hệ thống làm lạnh là một phần quan trọng của nó, chủ yếu bao gồm máy nén, thiết bị bay hơi và bình ngưng. Hệ thống làm lạnh hoạt động bằng cách đóng băng các chất đến nhiệt độ quy định trong môi trường nhiệt độ thấp. Quá trình này đảm bảo rằng độ ẩm trong vật liệu đóng băng thành băng, do đó tạo điều kiện cho sự thăng hoa chân không tiếp theo.

2, Hệ thống chân không: Hệ thống chân không là thiết bị được kết nối bằng bơm chân không và đường ống của nó, có thể giảm áp suất không khí trong buồng đông khô đến trạng thái gần chân không. Trạng thái áp suất thấp giúp độ ẩm trong vật liệu chuyển trực tiếp từ trạng thái rắn sang trạng thái khí bằng cách thăng hoa thay vì tan chảy, do đó tránh mất độ ẩm lỏng trong quá trình bay hơi truyền thống, đảm bảo thành phần dinh dưỡng và hoạt chất của vật liệu không bị phá hủy.

3, buồng thăng hoa (silo đông khô): buồng thăng hoa là một phần cốt lõi, nó là một không gian hạn chế với thiết bị kiểm soát nhiệt độ và cảm biến nhiệt độ bên trong để kiểm soát nhiệt độ trong quá trình đông khô. Nhiệt độ thấp hơn trong phòng thăng hoa đảm bảo loại bỏ độ ẩm khỏi vật chất dưới dạng thăng hoa.

4, tấm sưởi ấm: tấm sưởi ấm thường được đặt ở dưới cùng của buồng thăng hoa, vai trò là để cung cấp nhiệt cho các chất đóng băng, giúp các chất trong điều kiện nhiệt độ thấp để hoàn thành quá trình thăng hoa. Bằng cách điều chỉnh chính xác nhiệt độ của tấm sưởi ấm, tốc độ thăng hoa có thể được kiểm soát, do đó đảm bảo chất lượng sản phẩm.

5, Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển là một phần quan trọng, nó bao gồm điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian và các thông số khác. Bạn có thể đặt và theo dõi các tham số của quá trình đông khô bằng màn hình hiển thị hoặc màn hình cảm ứng. Hầu hết sử dụng hệ thống điều khiển vi tính để thực hiện hoạt động hoàn toàn tự động.

II. Quy trình công nghệ

Nguyên tắc cốt lõi của quá trình đông khô là loại bỏ nước từ chất bằng cách đóng băng và thăng hoa, do đó kéo dài thời hạn sử dụng của chất trong khi bảo tồn tối đa các thành phần dinh dưỡng và hoạt chất của chất. Quy trình xử lý của máy sấy băng để bàn thường bao gồm các bước sau:

1, giai đoạn tiền xử lý: trước khi đóng băng khô, vật liệu cần phải được xử lý trước. Thực phẩm thường cần phải được cắt, làm sạch, ngâm và các bước khác, và các mẫu thuốc hoặc sinh học có thể cần phải được đông lạnh hoặc điều chỉnh độ pH của chúng. Mục đích chính của giai đoạn này là loại bỏ các tạp chất không cần thiết và cải thiện hiệu quả đông khô.

2, giai đoạn đóng băng: đặt vật liệu vào buồng thăng hoa, khởi động hệ thống làm lạnh để làm mát vật liệu đến nhiệt độ được chỉ định, thường là -40 ℃ đến -80 ℃. Ở nhiệt độ này, độ ẩm trong vật liệu nhanh chóng đóng băng thành băng. Tốc độ đông lạnh nên vừa phải, quá nhanh hoặc quá chậm đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

3, Giai đoạn thăng hoa ban đầu: Sau khi đóng băng hoàn thành, bắt đầu bơm chân không sẽ giảm áp suất không khí trong buồng thăng hoa. Tại thời điểm này, độ ẩm đóng băng bắt đầu thăng hoa, tức là chuyển đổi trực tiếp từ trạng thái rắn sang trạng thái khí, tránh trường hợp độ ẩm trong vật liệu tạo thành nước lỏng.

4. Giai đoạn thăng hoa thứ cấp: Để đảm bảo loại bỏ độ ẩm trong vật liệu, giai đoạn thăng hoa thứ cấp sẽ trải qua quá trình hút chân không và sưởi ấm chi tiết hơn. Tại thời điểm này, nhiệt độ của vật liệu sẽ tăng dần để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thăng hoa. Giai đoạn này thường mất từ vài giờ đến vài ngày, tùy thuộc vào loại vật liệu và độ ẩm.

5, sấy khô hoàn thành với giai đoạn đóng gói: Khi quá trình đông khô hoàn thành, hệ thống tự động nóng lên đến nhiệt độ bình thường và dần dần trở lại trạng thái áp suất bình thường. Tại thời điểm này, vật liệu khô có thể được lấy ra để đóng gói và lưu trữ. Vật liệu sau khi đông khô thường có thời gian bảo quản dài và cấu trúc hình thái cơ bản vẫn nguyên trạng.

Là một thiết bị nhỏ, máy sấy băng để bàn có các tính năng hoạt động đơn giản và thiết bị nhỏ gọn, phù hợp cho phòng thí nghiệm và sản xuất quy mô nhỏ. Thông qua thiết kế cấu trúc hợp lý và quy trình công nghệ chính xác, có thể loại bỏ độ ẩm khỏi vật liệu một cách hiệu quả, giữ lại thành phần dinh dưỡng và hoạt động của nó, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm và các lĩnh vực khác. Trong nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai, công nghệ đông khô dự kiến sẽ được tối ưu hóa hơn nữa, nâng cao hiệu quả sản xuất và mở rộng phạm vi ứng dụng.