真空干燥机的机械原理？

Question

如题所述

Answer 1

连续式真空干燥机 冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将被干燥的物质在低温下快速冻结，然后在适当的真空环境下，使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干（lyophilization）。物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中，升华过程不会因脱水而发生浓缩现象，避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在最大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的变性。 各层加热盘上均有热载体进出口管，一般上部几层采用低压饱和蒸汽或热水、热油串联、并联或串并联输入加热，控制各层温度；而底部二层通入冷却水，以降低产品温度，回收热量，确保质量。加热盘按一定的间距固定在筒体框架上，呈水平置放，其间每层均装有十字臂架，上下两层错位45°交错固定在中心主轴上，并由蜗轮减速器、无级变速器及电机等驱动，以0.6~3.7(r/min)缓慢地转动。每根臂架上装有多支可拆式铧犁形耙叶或者平刮板，呈等距排列。耙叶采用铰接及簧片摆动结构，使其底刃在盘面上随偶浮动，并可根据物料性状任意调节耙叶角度，以确保物料在盘面上不断向前推进。被干燥物料从顶部圆盘加料器连续地加到设备内最上面第一层小加热盘的内圈盘面上，在回转耙叶的机械作用下，一边翻滚搅拌，一边从内向外不断向前移动，呈锯齿形布满整个盘面上，得到接触加热干燥；然后物料从外缘跌落到下面第二层大加热盘外圈盘面下，在反向安装的耙叶作用下，又从外向内循序移到内缘，落到第三层小加热盘的内圈盘面上。以此类推，这样物料一层一层地自上而下地逐层移动，连续得到加热干燥。被蒸发的湿分与设备内尾气混合从上部出口自然排出，最终干料落到下盘上，由耙叶刮到底部卸料口连续排出，获得合格的干燥成品。根据产品性能、干燥要求和处理量大小，板式干燥机采用了主轴无级调速、手动调节圆盘加料器调节套高度，控制各层加热盘温度分布，末期冷却降温等一系列措施，发挥了板式干燥机的优越性能。
真空干燥机-机械使用微波真空干燥机 真空干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵、加热/冷却装置等。它的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水份（冰）直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。物料经前处理后，被送入速冻仓冻结，再送入干燥仓升华脱水，之后在后处理车间包装。真空系统为升华干燥仓建立低气压条件，加热系统向物料提供升华潜热，制冷系统向冷阱和干燥室提供所需的冷量。 设备采用高效辐射加热，物料受热均匀；采用高效捕水冷阱，并可实现快速化霜；采用高效真空机组，并可实现油水分离；采用并联集中制冷系统，多路按需供冷，工况稳定，有利节能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。对冻干制品的质量要求是：生物活性不变、外观色泽均匀、形态饱满、结构牢固、溶解速度快，残余水分低。要获得高质量的制品，对冻干的理论和工艺应有一个比较全面的了解。 冻干真空干燥工艺包括预冻、升华和再冻干三个分阶段。合理而有效地缩短冻干的周期在工业生产上具有明显的经济价值。 真空干燥机在密封的夹层中通入热能源(如热水、低压蒸汽或导热油)，热量以内壳传给被干燥物料。在动力驱动下，罐体作缓慢旋转，罐内物料不断地混合，从而达到强化干燥的目的。物料处于真空状态，大气压下降使物料表面的水份(溶剂)达到饱和状态而蒸发，并由真空泵及时排出。 物料内部的水份(溶剂)不断地向表面渗透、蒸发、排出，三个过程不断进行，物料在很短时间达到干燥目的。设备主要由筒体和框架、大小空心加热盘、主轴、十字臂及耙叶、圆盘加料器、下料盘及成品出口、尾气出口、热载体进出口管、检视门、蜗轮减速器、无级变速器及电机等所组成。设备主要构件是空心加热盘，中空部焊有折流隔板加强，既增加刚度和强度，又提高传热效果，发挥了传导干燥热能利用率高的优点。

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Answer 2

真空干燥机是通过抽去包装容器内部空气达到预定真空度后，去除容器内部件水分的设备。以下是真空干燥机的机械原理：

真空泵的机械抽吸：开启真空泵后，泵自身的涡轮加速盘及离心轮等部件带动气体流动，原则上实现对烘箱内的气体的流速加快，并形成负压，最终将空气抽走。

热传导：样品在烘箱内加热后，热量通过热传导方式传递给样品，使样品中的水分蒸发。

热辐射：高温热源通过热辐射方式传递热量给样品，加速样品内水分的蒸发。

蒸汽流：在真空环境下，蒸汽流的作用变得非常重要。当水分子在烘箱内蒸发形成蒸汽后，在真空泵的作用下，蒸汽流不断循环，将样品中的水分不断带走。

冷凝器：冷凝器的作用是使蒸汽流中的水蒸气冷凝成水，以便将其排出或收集起来。

总之，真空干燥机通过抽真空、加热和冷凝等过程实现对物料的干燥处理。其机械原理主要包括真空泵的机械抽吸、热传导、热辐射、蒸汽流和冷凝器等。

Answer 3

真空干燥需要在密封的环境内进行，真空干燥的设备一般是在常压干燥的设备外，加上密封和真空设备即可。较多使用的是箱式真空干燥机，也有带式和搅拌式真空干 燥机，用蒸汽或热水提供蒸发热量。用真空泵或水力喷射器产生真空度。常用的真空泵有水环式真空泵和往复式真空泵。
真空干燥和常压下的干燥原理相同，只是由于在真空状态下，水分的蒸发温度较常压下的蒸发温度低。真空度越高，蒸发温度越低，因此整个干燥过程可以在较低的温度下进行。