冻干机的原理是什么？

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。

冷冻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。本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。

冷冻式干燥机属于物理原理：潮湿高温的压缩空气流入前置冷却器（高温型专用）散热后流入热交换器与从蒸发器排出来的冷空气进行热交换，使进入蒸发器的压缩空气的温度降低。

冷冻式压缩空气干燥机通过冷却降温，是压缩空气中的水蒸气凝结成液滴，从而达到减少含湿量的目的。凝结出的液滴经过自动排水系统排出机外，只要干燥机出口的下游管路所处的环境温度不低于蒸发器出口露点温度，就不会产生二次结露的现象。

扩展资料：

工作原理理解：假设空气是一团吸了水的湿海绵，其含湿量就是吸入的水分。如果用力从海绵中挤压出一些水，那么，这团海绵的含湿量相对就减小了。如果放手让海绵恢复，自然就比原来的海绵要干燥。这也就达到了通过加压来除水干燥的目的。

如果在挤压海绵不断有水流出的过程中，到达某一个力度后不再加力，则水被挤出将停止，这就是饱和状态。继续再加大挤压的力度，仍然还有水流出。

所以，空压机本体本身就具有除水的功能，用到的方法就是加压，只不过，这不是空压机的目的，而是“讨厌”的累赘。

为什么没有将“加压”作为压缩空气的除水手段呢？这主要是因为经济性，提高1公斤压力。消耗7%左右的能耗是相当不划算的。

而“冷却”除水则相对比较经济，冷冻式干燥机是利用如空调除湿相似的原理达到目的。因为，饱和水蒸气的密度都是有极限的，在气动压力（2MPa范围内），可以认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度高低，而与空气压力无关。

温度越高，饱和空气中的水蒸气的密度越大，水也就越多，反之，温度越低水越少（这个从生活常识就能理解到，冬季干冷，夏季湿热）。

将压缩空气冷却到尽量低的温度，使其所含水蒸气的密度变小，形成“结露”，汇聚这些结露形成的小水滴，并且排出去，就达到了去除压缩空气中水分的目的。

因为涉及到结露凝析成水这一过程，所以温度也不能低于“冰点”，否则出现结冰现象将不能有效排水。通常冷冻式干燥机的标称“压力露点温度”大多为2~10℃。

如0.7MPa的10℃的“压力露点”换算成“常压露点”为-16℃。可以理解为，在不低于-16℃的环境下使用时，压缩空气向大气排气不会有液态水出现。

压缩空气的所有除水方式都只是相对干燥，满足某一要求的干燥度。绝对的去除水分是不可能办到的，超出使用需求的追求干燥度也是非常不经济的。

参考资料来源：百度百科-冷冻式干燥机

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