ZLG-0.4型试验用冻干机的设计_毕业设计

统六大部件组成。设计的主要部分是干燥箱、水汽凝结器（捕水器）

、真 空系统和制

冷系统。冻干箱中设工件架，工件架上设有搁板，用来搁置冻干的物料。冻干 箱工作

温度范围

-60

℃

-+80

℃左右。搁板工作温度范围

+125-55

℃。水汽凝结器用来凝结物料

升华产生的水汽，

用接管和冻干箱相连。

制冷循环一般为复叠式，

制冷系 统中涉及两

个热力膨胀阀和两个电磁截止阀，

分别通向冻干箱和 捕水器，

两个电磁截止阀相互连

锁，一个开启时，两一个关闭状 态。真空系统包括冻干箱，捕水器和真空管道，选择

真空泵，选旋叶泵。加热系统，冻干 箱的隔板的升温采用管状加热器直接加热。

关键词：

冻干机；性能；结构；设计；

I

ZLG - 0.4 Experimental Design of the Lyophilizer

Abstract

Vacuum freeze- drying is a kind of dry method

，

which is to freeze the object below the

eutectic

point temperature

，

then pass the sublimation to obviate the moisture from the

object

under

the

condition

of

higher

the

development

of

re frigeration

，

vacuum

，

biology

，

electro nics

，

etc.

，

now vacuum freeze-drying equipments have already

applied

to

the

realms

extensively

，

such

as

medical

scienc e

，

biology

，

pharmacy

and

agriculture

，

etc

，

s o far they still apply to the molecular biology

，

genetic engineering

，

new

biomedical science

，

new type Chinese herbal medicine

，

high-quality convenient food

，

archeology

and

the

powder

material

manufacturing

ches

on

the

function

of

vacuum freeze-drying equipment have already caused the extensive interest and value.

This

article

describes

the

ZLG-0.4-type

test

with

vacuum

freeze-drying

machine

works

，

structural

features

，

design

-0.4-scale

freeze-dried

unity.

This

machine

has

a

heating

and

cooling

material

to

consists

of

oven

，

condensation

(water

catching)

，

heating

system

，

vacuum

system

，

cooling

system

and

electrical

control

system

composed

of

six

primary

components

of

the

oven

，

condensation

(water catching)

，

vacuum

and cooling

freeze-dried

box

set

the

frame

of

the

workpiece

，

the

workpiece

rack

has

a

shelf

used

to

shelve

the

lyophilized

material.

Lyophilized

box

Operating

temperature

range

-60

℃

-

+80

°

C.

The

shelf

operating temperature

range

+125-55

℃

.

The

condensation

is used to

condense

the material

sublimation

of

water

vapor

generated

with

takeovers

and

lyophilized

box

eration

cycle

is

generally

complex

cascade

，

involving

two

thermal

expansion

valve

and

two

solenoid

shut-off

valve

in

the

cooling

system

，

leading

to

the

freeze-dried

box

and

water catching

the

two solenoid

shut-off valve

chain

to

each

other

，

an

open

Close

vacuum

system

consists

of

freeze-dried

case

of

water

traps

and

vacuum

，

to

select

vacuum pump

，

selected

rotary vane

g system

。

Keywords

：

Freeze-d rying

；

Performance

；

Structure

；

Desig< /p>

II

目

录

1

绪论

......................... .................................................. .................................................. .........

1

1.1

真空冷冻干燥的原理、特点及其应用领域

......... .................................................. ........

1

1.2

冻干历史和发展概况

... .................................................. ..................................................

2

1.3

真空冷冻干燥的发展概况

................ .................................................. .............................

3

1.4

我国冻干的历史

.................... .................................................. .........................................

3

1.5

我国冻干的现状及发展前景

............... .................................................. ..........................

5

1.6

实验用冻干机的国内外研究现状

. .................................................. ..............................

6

1.7

本课题研究内容

.................... .................................................. .........................................

7

2

真空冷冻干燥的理论基础

..... .................................................. .....................................

8

2.1

冻干的基本原理

.................... .................................................. .........................................

8

2.2

真空冷冻干燥的基本过程

................ .................................................. .............................

8

2.2.1

物料制品的准备及预冻过程

... .................................................. ............................

8

2.2.2

一次干燥（升华干燥）过程

... .................................................. ............................

9

2.2.3

二次干燥（解析干燥）过程

... .................................................. ..........................

1

0

2.2.4

后处理

............ .................................................. .................................................. ...

1

2

3 ZLG-0.4

型真空冷冻干燥机

.

....................................... ...............................................1

3

3.1

整体结构

....................... .................................................. ..............................................

13

3.2

干燥室的设计

...... .................................................. .................................................. .......

1

4

3.2.1

搁板的设计

.......... .................................................. ...............................................

1

5

3.2.2

搁物架架体的设计

....... .................................................. ......................................

1

6

3.2.3

水管的设计

.......... .................................................. ...............................................

1

7

3.2.4

箱体强度的计算

........ .................................................. .........................................

2

0

3.2.5

保温层厚度的确定

....... .................................................. ......................................

2

1

3.2.6

观察窗

............ .................................................. .................................................. ...

2

1

3.2.7

真空规

............ .................................................. .................................................. ...

2

1

3.2.8

干燥室热负荷的计算

...... .................................................. ...................................

2

1

3.3

真空系统的设计与计算

.. .................................................. .............................................

2

2

3.3.1

真空体放气量的计算

...... .................................................. ...................................

2

3

3.3.2

真空泵的选择

......... .................................................. ............................................

2

3

3.3.3

真空泵和真空阀门

....... .................................................. ......................................

2

3

3.4

水汽凝结器的设计与计算

. .................................................. ..........................................

2

4

III

3.4.1

对水汽凝结器的要求

.................. .................................................. .......................

2

5

3.4.2

水汽凝结器的结构

................... .................................................. ..........................

2

5

3.4.3

水汽凝结器所需冷量的计算

... .................................................. ..........................

2

5

3.4.4

水汽凝结器所需传热面积的计算

. .................................................. ....................

2

6

3.5

制冷系统的选择

.................... .................................................. .......................................

2

6

3.6

控制系统

........ .................................................. .................................................. .............

2

7

4

结论

............ .................................................. .................................................. ....................

2

8

参考文献

....................... .................................................. .................................................. ....

2

9

致谢

.

.. .................................................. .................................................. ..................................

3

0

毕业设计（论文）知识产权声明

.< /p>

........................................ ........................................

3

1

毕业设计（论文）独创性声明

.............. .................................................. .....................

3

2

如需要 完整文档及

cad

图等其他文件，请加球球：一九八五六三九七 五五

IV

1

绪论

1

绪论

1.1

真空冷冻干燥的原理、特点及其应用领域

真空冷冻干燥

(

以下简称冻干

)

技 术是一门跨学科的复杂技术，技术含量比较高、

涉及知识面比较广的一种技术，也是一门 实验性很强的技术。它需要真空、制冷、流

体、生物工程、传热传质和自动控制等方面知 识，它是交叉学科发展的产物，它的发

展推动着交叉学科的进步。同时它还是一项高新应 用技术，在、医药、化工等领域都

有着广泛的应用，

冻干是先将 含水物质冻结，

并在冻结状态下于真空中使冰结晶升华

而将物料 干燥的方法，即使在低温低压下干燥。

真空冷冻干燥是先将湿 物料冻结到共晶点温度以下，

使水份变成固态的冰，

然后

在适当的温度和真空度下，

使冰升华为水蒸汽，

再用真空系统的捕水器将水蒸气冷凝，

从而获得干燥制品的技术。

干燥过程是水的物态变化和移动过程。

由于这种变化和移

动 是发生在低温和低压下。

因此，

真空冷冻干燥的基本原理就是低 温低压下传热传质

的机理。

真空冷冻干燥是物质脱水干燥的一种 工艺措施，

冷冻干燥的基本工艺流程为：

前处理

→

预冻结

→

真空干燥