凍干機擱板溫度不均勻問題分析
部分真空凍干機廠家生產的凍干機貨架溫度不均,導致凍干產品水分含量不均,影響產品殘留水分的合格率。溫度不均勻的原因可能是:
1、貨架溫度的測控以熱介質的入口(出口)為主要參數,貨架表面的實際溫度均勻性和貨架與貨架之間的溫度是主要參數。差異是否真的符合標準要求,仍是一個有待探討的話題?需要驗證溫度的均勻性,以滿足相應的工藝要求。因此,經常有用戶反映凍干瓶內殘留水分不一致,有的相差較大,不符合產品設計殘留水分標準。當然,還有其他因素。
2、貨架結構設計是否符合導熱特性?在制造過程中,如果用尺子從整體平面上測量,貨架表面的平面度似乎在設計要求之內。其實有些地方會有些不完善的地方。 “凹痕”和對面內擋板間斷焊接產生的熱脹冷縮在外平面上形成“凹痕”,直接影響貨架到產品/托盤的傳熱性能。目前國內部分廠家貨架結構設計,表面無塞焊點,采用新工藝處理。表面經過特殊工藝處理后非常光滑,不會因機械切割產生的熱應力而產生變形。這對國內一些廠商來說是值得的。利用和啟發。
3、加熱(冷)介質的傳熱特性,或工藝設計有些欠缺。載熱體集管到各個貨架的流動均勻性是否基本一致也是一個值得研究的課題。熱介質歧管的分配設計可參考板式換熱器的流量分配方式,或將多根軟管組合在一起。
4、受烘箱壁溫或托盤壁溫的輻射熱和傳導熱的影響,貨架上的溫度場變成凹拋物線,即貨架周圍的產品升華率約為2倍的中間部分。是國內冷凍干燥機廠家的缺陷。國外一家日本公司采用“壁溫控制技術”基本解決了這個問題,即在箱體和貨架總成之間增加一個冷卻或熱交換熱管溫度變化跟蹤貨架溫度,即兩者溫度一致,使產品凍干質量的再現性(即重復性)一致,避免了箱壁溫度對貨架溫度的輻射熱,但大大增加了設備成本。 .
5. 一些用戶不使用抽屜托盤框架用于凍干小瓶,或托盤用于散裝溶液。該托盤由不銹鋼制成,在冷凍干燥過程中長時間受熱膨脹和收縮而發生熱變形。現在國外已經開始使用無菌成膜托盤的例子。