冻干机(真空冷冻干燥机)的机构主要由干燥箱、冷凝器、制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统六大部分组成，其工作过程是通过低温冷冻、真空升华和冷凝脱水实现物料的干燥。以下是各机构的分工与协同工作原理：
一、干燥箱
功能：
物料的预冻和升华干燥均在干燥箱内完成。箱体采用不锈钢材质，配备橡胶密封门，确保真空环境4。
内部设有多层搁板，用于放置物料托盘，每层搁板配有温度探头，实时监测物料温度43。
工作原理：
预冻阶段：制冷系统通过蒸发器(搁板内置)将物料快速冷冻至共晶点以下(通常低于-40℃)，使水分凝结成冰晶34。
升华阶段：真空系统抽空后，加热系统为搁板提供热量，使冰晶直接升华为水蒸气，避免液态水产生34。
二、冷凝器(捕水器)
功能：
捕获升华后的水蒸气，防止水汽返回干燥箱45。
内部为低温金属吸附面(如不锈钢盘管)，工作温度可达-45℃~-55℃，外部包裹保温层以维持低温45。
工作原理：
升华的水蒸气通过真空管道进入冷凝器，在低温下凝结为固态冰霜，最终通过化霜系统(如喷淋热水)去除45。
三、制冷系统
功能：
为干燥箱和冷凝器提供低温环境，是冻干机的“核心”5。
包含压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组件，通过氟利昂等制冷剂循环实现降温54。
工作原理：
预冻阶段：压缩机将高温高压气体转化为低温低压气体，通过蒸发器(搁板)吸收物料热量，使物料冻结15。
捕水阶段：冷凝器盘管持续低温，捕获升华的水蒸气45。
四、真空系统
功能：
抽取干燥箱内的空气，维持高真空度(通常<1Kpa)，加速冰晶升华43。
由旋片泵(或水环泵)和罗茨泵组成，前者初步抽真空，后者在低真空下启动以提高效率45。
工作原理：
通过电磁阀和真空蝶阀控制气流，确保干燥箱与冷凝器间的气体单向流动4。
真空泵停止时，放气截止阀自动关闭，防止油倒流污染系统4。
五、加热系统
功能：
为物料提供升华所需热量，通常采用循环介质(如导热油)间接加热，避免直接接触造成污染45。
搁板温度通过温控仪精准调节，最高可达50℃以上4。
工作原理：
主干燥阶段：加热系统通过搁板向物料传递热量，使冰晶升华34。
辅助干燥阶段：持续加热以去除残余结合水3。
六、控制系统
功能：
协调制冷、真空、加热等系统的启停和参数调节，实现自动化操作45。
配备连锁保护(如真空度不足时罗茨泵无法启动)，确保设备安全4。
工作原理：
根据预设程序控制各阶段温度、真空度和时间，例如：预冻→主干燥→解析干燥的分段处理34。
工作流程示例
预冻：制冷系统将物料冷冻至-40℃以下，形成冰晶34。
升华干燥：真空系统抽真空至1Kpa以下，加热系统提供热量，冰晶升华为水蒸气，被冷凝器捕获34。
解析干燥：继续加热以去除残余水分，最终物料含水率降至2-5%34。
综上所述，冻干机的核心机构通过低温、真空和加热的协同作用，实现物料的冷冻干燥。其设计兼顾效率、节能和自动化，广泛应用于食品、药品等领域.
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