|
冻干机干燥箱避免进气二次污染的真空度精确控制装置
史伟勤
（上海远东制药机械总厂 上海 200040）
摘 要：介绍了真空冷冻干燥机在使用过程中可能遇到的进气二次污染的问题，为解决此问题专门设计了真空度精确控制装置并介绍了该装置的基本工作原理。此装置已获国家专利。
关键词：冻干机；真空度；精确控制；专利
Abstract: There are pollutions which caused by the unclear air in the course of the vacuum freeze dryer’s work..We developed the device which could control the degree of vacuum accurately.The work principle of the device is inrodued.And it has patented.
Keyword: the vacuum freeze dryer；the degree of vacuum；control accurately；patent
真空冷冻干燥机主要用于制药及保健品食品行业，用于对热敏性物质的脱水干燥。其工作原理是利用高真空度(一般在10-30Pa之间)，使物料中的水分在低温固态状态下升华，从而使物料达到干燥的目的。（制成品的含水率在1%-5%左右）。目前，在真空冷冻干燥行业中，为了使物料水分在一定真空度内升华（如真空度太高在10Pa以下，会使空气对流减弱，从而影响水汽升华），通常采用从干燥箱外渗入无菌干燥空气的方法，即将外界空气通过一个可控阀门，通入箱内与制品升华的水分混合，维持真空度在10-30Pa之间。但是这样做的后果是外界通入的空气不可能完全无菌、干燥， 另一个缺点就是外界空气的进入使箱内的真空度变化过大，无法有效控制，降低了水分升华的效率。
解决此问题的关键在于提供一种真空冷冻干燥机干燥箱的真空度精确控制装置，避免干燥箱内的物料受到不洁空气的污染，并能够对干燥箱内的真空度进行精确的控制。
本装置是这样实现精确控制的：在上述真空干燥机的真空系统的干燥箱与捕水器之间加装一个电动蝶阀，该蝶阀的开启及闭合的程度由专门的控制模块根据干燥箱内的真空度决定。
在真空冷冻干燥机的顶部装有一个真空度传感器，控制模块根据传感器的信号向蝶阀发出控制指令使蝶阀转动相应的角度，改变水分从干燥箱向捕水器迁移的通道宽度，从而改变水分迁移的速率，来影响干燥箱内真空度的数值。这样就达到对干燥箱内真空度进行控制的目的。
本装置由于能够对真空冷冻干燥机干燥箱的真空度进行精确控制，故大大提高了物料水分的升华速率，压缩了物料干燥时间，能够为使用单位节省许多人力和物力。
下面，结合附图对本装置的作进一步的说明。
如图1所示，普通真空冷冻干燥机的真空度控制系统包括干燥箱1，捕水器2，气动蝶阀3，渗气阀4，真空泵5，在所述干燥箱1的顶部装有渗气阀4，可通过该渗气阀渗入补充空气，满足箱内真空度的要求，干燥箱1与捕水器2之间通过管路相连，在该管路上装有气动蝶阀3，在捕水器2后有真空泵5对系统抽真空从而对制品进行干燥。图1为普通真空冷冻干燥机的真空度控制图。
图2为本新型装置提供的真空度控制。
新型真空冷冻干燥箱的真空度精确控制装置如图2所示，改进的关键点是在所示的普通真空冷冻干燥机的干燥箱1与捕水器2之间接入控制单元6，在气动蝶阀3上加装一个电动头7，在渗气阀4上接入真空度传感器8。
控制单元6采用A/D转换器及PLC控制器的组合件，A/D转换器将真空度传感器8传输的模拟信号转换为数字信号，再送入PLC控制器，经PLC控制器与设定值进行比较后，根据误差值通过A/D模块发出确定的电流信号驱动蝶阀3上的电动头7；该电动头7采用比例控制的电动转向器，例如小型鼠笼式电机，它利用安装在中心轴上的凸轮机构通过由PLC控制器传送来的驱动信号来简单而精确的确定阀门的位置，该位置的确定是由驱动电流的大小决定执行机构产生不同的扭矩。
当干燥箱1内的真空度达到PLC控制器所设定的上下限数值时（如上限30Pa，下限10Pa）。PLC控制器对由真空度传感器8探测到的真空度信号进行分析，比较，根据误差值向蝶阀3上的电动头7输出一定量的电流，电动头7根据该电流的大小，使蝶阀3转动相应的角度，以阻止干燥箱1真空度的进一步变化，并慢慢恢复到设定值，如此循环往复，最后达到精确控制真空度的目的。
本装置保证了在正常情况下对干燥箱的真空度的精确控制，大大提高了干燥箱内空气对流换热，从而提高了物料水分的升华速率，又避免了从外界渗气带来的污染可能，取得了令人满意的效果。
该装置已获得了中国专利，专利号ZL01238948。
2005年3月委托上海市食品药品监督管理局科技情报研究所对该装置进行科技查新。对该装置新颖性做出判断。
查新结果：除本装置外，现国内，国际上无此装置。
查新结论：本课题具有新颖性，在真空冷冻干燥机真空精确控制领域属国内领先，达国际先进水平。
| 
