冻干机型号参考和冻干机使用原理.pdf

潍坊马丁干燥设备有限公司 潍坊马丁冻干机简介潍坊马丁冻干机简介 冻干的概念 目的 优点及应用冻干的概念 目的 优点及应用 冻干机的核心技术就是冻干 也就是冷冻干燥 冷冻干燥就是把含有大量水分的物质 预先进行 降温冻结成固体 然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固体中升华出来 而物质本身留在冻结的冰架 子中 从而使得干燥制品不失原有的固体骨架结构 保持物料原有的形态 且制品复水性极好 利用冷冻干燥目的是为了贮存潮湿的物质 通常是含有微生物组织的水溶液 或不含微生物组织 的水溶液 产品在冻结之后置于一个低水气压下 这时包含冰的升华 直接由固态在不发生熔化的情 况下变成汽态 与其他干燥方式相比避免了化学 物理和酶的变化 从而确保了制品物性在保存时不 易改变 实际需要的低水汽压是靠真空的状况下达到的 真空冷冻干燥技术主要应用于 真空冷冻干燥技术主要应用于 1 热稳定性差的生物制品 生化类制品 血液制品 基因工程类制品等药物冻干 2 为保持生物组织结构和活性 外科手术用的皮层 骨骼 角膜 心瓣膜等生物组织的处理 3 以保持食物色 香 味和营养成分以及能迅速复水的咖啡 调料 肉类 海产品 果蔬的冻 干 4 在微胶囊制备 药品控释材料等方面的应用 以保持生鲜物质不变性的人参 蜂皇浆 龟鳖 等保健品及中草药制剂的加工 5 超微细粉末功能材料如 光导纤维 超导材料 微波介质材料 磁粉以及能加速反应工程的 催化剂的处理等 型号型号 参数参数 FD 10FD 20FD 50FD 75FD 100FD 125FD 150FD 175FD 200FD 275 干燥面积干燥面积 1010202050507575100100125125150150175175200200275275 料盘尺寸料盘尺寸745 635 30540 635 30 料盘数量料盘数量21216060144144216216288288360360432432504504576576792792 罐体尺寸罐体尺寸 m 1 4 2 1 1 8 2 6 2 4 4 8 2 4 8 9 2 4 1 1 3 2 4 13 7 2 4 16 1 2 4 1 5 2 4 172 4 23 真空真空度度 13 200pa13 200pa 加热板温度加热板温度常温常温 120 电加热电加热 kwkw 101015154040 蒸汽耗量蒸汽耗量 kg h 0 7mpakg h 0 7mpa 135135200200240240260260320320380380430430650650 耗冷量耗冷量 212136367070120120140140215215258258240240280280400400 装机功率装机功率 1212252555555858696975759595102102117117125125 潍坊马丁干燥设备有限公司 多台并联式技术参数多台并联式技术参数 型号型号2xFD 502xFD 752xFD 1002xFD 2004xFD 504xFD 754xFD 1004xFD 200 干燥面积干燥面积 100100150150200200400400200200300300400400800800 料盘数量料盘数量28828843243257657611521152115211528648641152115223042304 真空真空度度 13 200pa13 200pa 加热板温度加热板温度常温常温 120 蒸汽蒸汽量量 kg h kg h 24024036036048048086086048048062062075075014001400 耗冷量耗冷量 kwkw 130130220220280280560560280280390390520520960960 装机功率装机功率 656580809595160160130130160160190190320320 客户见证客户见证 潍坊马丁干燥设备有限公司 马马 丁丁 冻冻 干干 产产 品品 案案 例例 潍坊马丁干燥设备有限公司 1 1 冻干机设备用途 冻干机设备用途 冻干食品的应用主要是在方便食品行业冻干食品的应用主要是在方便食品行业 汤料加工行业汤料加工行业 速溶饮品行业速溶饮品行业 营养保健品行业以及军营养保健品行业以及军 需 需 野外作业 登山 宇航等特殊行业 在国外冻干食品的品种很多 已超过用冷藏 冷冻 罐头野外作业 登山 宇航等特殊行业 在国外冻干食品的品种很多 已超过用冷藏 冷冻 罐头 及其他热干方法中的任何一种方法贮存或加工的制品及其他热干方法中的任何一种方法贮存或加工的制品 例如例如 食品工业用的主料食品工业用的主料 咖啡咖啡 蜂蜜蜂蜜 可可可可 粉 蛋粉 贝汁粉 蛋粉 贝汁 粉和菜汁粉 家庭烹饪的主料 日本鲜虾 豆腐 意大利番茄和匈牙利红甜椒 调粉和菜汁粉 家庭烹饪的主料 日本鲜虾 豆腐 意大利番茄和匈牙利红甜椒 调 味品及配料 葱 姜 味品及配料 葱 姜 蒜 胡椒 松茸 紫苏 淹菜 豆酱 天然香料和色素 水果 秘鲁玛咖 蒜 胡椒 松茸 紫苏 淹菜 豆酱 天然香料和色素 水果 秘鲁玛咖 美洲大樱桃 美国菠萝 黄桃 美洲大樱桃 美国菠萝 黄桃 芒果 白桃和意大利柑橘 特殊 航天 航空 航海 野外作业 芒果 白桃和意大利柑橘 特殊 航天 航空 航海 野外作业 极地极地 军用和旅游等军用和旅游等 与方便快速食品与方便快速食品 美国的色拉美国的色拉 方便三餐方便三餐 日式杯式面条日式杯式面条 日式速溶酱汤日式速溶酱汤 果果 酱 乳酪 茶饮等等 酱 乳酪 茶饮等等 2 升华干燥中的传热与传质 升华干燥中的传热与传质 要维持升华干燥的不断进行要维持升华干燥的不断进行 必须满足两个基本条件必须满足两个基本条件 即热量的不断供给和生成水蒸汽的不断排即热量的不断供给和生成水蒸汽的不断排 除除 在干燥开始阶段在干燥开始阶段 如果物料温度相对较高如果物料温度相对较高 升华所需要的潜热可取自物料本身的显热升华所需要的潜热可取自物料本身的显热 但随着升但随着升 华的进行华的进行 物料温度很快就降到与干燥仓蒸汽分压平衡的温度物料温度很快就降到与干燥仓蒸汽分压平衡的温度 此时此时 若没有外界供热若没有外界供热 升华干燥便升华干燥便 停止进行停止进行 在外界供热的情况下在外界供热的情况下 升华所生成的蒸汽如果不及时排除升华所生成的蒸汽如果不及时排除 蒸汽分压就会升高蒸汽分压就会升高 物料温度物料温度 也随之升高 当达到物料的冻结点时 物料中的冰晶就会融化 冷冻干燥也就无法进行了 也随之升高 当达到物料的冻结点时 物料中的冰晶就会融化 冷冻干燥也就无法进行了 冷冻干燥传热传质示意图冷冻干燥传热传质示意图 加热板加热板 已干层已干层热量传递热量传递 升华升华 界面界面 冻结层冻结层 供给热量的过程是一个传热过程供给热量的过程是一个传热过程 排除蒸汽的过程是一个传质过程排除蒸汽的过程是一个传质过程 因此因此 升华干燥过程实质上升华干燥过程实质上 是一个传热是一个传热 传质同时进行的过程传质同时进行的过程 如上图所示如上图所示 自然界中所发生的任何过程都有驱动力自然界中所发生的任何过程都有驱动力 升华干燥升华干燥 中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差中的传热驱动力为热源与升华界面之间的温差 而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器而传质驱动力为升华界面与蒸汽捕集器 或冷阱或冷阱 之之 间的蒸汽分压差 温差越大 传热速率越快 蒸汽分压差越大 传质 即蒸汽排除 速率越快 间的蒸汽分压差 温差越大 传热速率越快 蒸汽分压差越大 传质 即蒸汽排除 速率越快 冻干时冻干时 既要保持产品的优良品质既要保持产品的优良品质 又要取得较快的干燥速率又要取得较快的干燥速率 升华所需要的潜热必须由加热板通过升华所需要的潜热必须由加热板通过 外界传热过程传送到被干燥物料的表面 然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生外界传热过程传送到被干燥物料的表面 然后再通过内部传热过程传送到物料内冰升华的实际发生 处处 所产生的水蒸汽必须通过内部传质过程到达物料的表面所产生的水蒸汽必须通过内部传质过程到达物料的表面 再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器再通过外部传质过程转移到蒸汽捕集器 冷阱 冷阱 中中 任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的任何一个过程或几个过程一起都可能成为干燥过程的 瓶颈瓶颈 它取决于冻干设备的设它取决于冻干设备的设 计计 操作条件以及被干物料的特征操作条件以及被干物料的特征 只有同时提高传热只有同时提高传热 传质速率传质速率 增加单位体积物料的表面积增加单位体积物料的表面积 才才 能取得更快的干燥速率 能取得更快的干燥速率 潍坊马丁干燥设备有限公司 3 冻干曲线 冻干曲线 冷冻干燥时 加热板 或热源 温度 物料温度 冷阱温度以及干燥仓真空度都在随时间变化冷冻干燥时 加热板 或热源 温度 物料温度 冷阱温度以及干燥仓真空度都在随时间变化 由此绘得的曲线 称为冻干曲线 冻干曲线是反应物料冻干过程的重要曲线 由此绘得的曲线 称为冻干曲线 冻干曲线是反应物料冻干过程的重要曲线 三 三 一般冻干工艺流程图一般冻干工艺流程图 原料原料前前处理处理预冻结预冻结 计量包装计量包装 后处理后处理真空冻干真空冻干 四 冻干工艺流程简述四 冻干工艺流程简述 1 前处理工艺 对于不同的待干燥物料 前处理的方法是不同的 根据原料的特点采用相应的处 前处理工艺 对于不同的待干燥物料 前处理的方法是不同的 根据原料的特点采用相应的处 理方法理方法 如蔬菜冷冻干燥的前处理如蔬菜冷冻干燥的前处理 除进行原料的分选除进行原料的分选 清洗清洗 切分外还需进行漂烫切分外还需进行漂烫 漂烫后的蔬菜漂烫后的蔬菜 需要迅速的将物料进行冷却 冷却沥水后 就可以装盘 对于水果的前处理 主要是对颜色的保护需要迅速的将物料进行冷却 冷却沥水后 就可以装盘 对于水果的前处理 主要是对颜色的保护 处理工艺各不相同 处理工艺各不相同 2 预冻结工艺 预冻结工艺 预冻结有抽真空自身蒸发冻结预冻结有抽真空自身蒸发冻结 速冻机冻结和用冻结库冻结三种方法速冻机冻结和用冻结库冻结三种方法 为了保证食品的品质为了保证食品的品质 一一 般选用后者般选用后者 根据被冻结物料的共晶点温度根据被冻结物料的共晶点温度 选择预冻结温度选择预冻结温度 根据被冻物料的结构根据被冻物料的结构 形状和大小形状和大小 选择冻结时间 根据物料的性质 选择预冻结速率 预冻结工艺直接影响着物料选择冻结时间 根据物料的性质 选择预冻结速率 预冻结工艺直接影响着物料 的品质盘的料架正的品质盘的料架正 送往冻结间 送往冻结间 3 升华干燥 升华干燥 升华干燥在真空干燥仓中进行升华干燥在真空干燥仓中进行 因而在升华干燥过程中保持合适的真空度是十分重要的因而在升华干燥过程中保持合适的真空度是十分重要的 为了提为了提 高升华速度 缩短产品冻干时间 需要适当提高升华的温度 传热系数以及减少水蒸汽的逸出阻力高升华速度 缩短产品冻干时间 需要适当提高升华的温度 传热系数以及减少水蒸汽的逸出阻力 但升华时温度要受以下条件的制约 食品冻结部分的温度应低于共晶点温度 否则冻结部分将融化但升华时温度要受以下条件的制约 食品冻结部分的温度应低于共晶点温度 否则冻结部分将融化 温度过高时温度过高时 物料已干燥部分构成的骨架物料已干燥部分构成的骨架 其刚度下降其刚度下降 变得有粘性而塌陷变得有粘性而塌陷 封闭了已干燥部分的海封闭了已干燥部分的海 绵状微孔 阻止了升华继续进行 这时如果供热过量 产品将融化报废 绵状微孔 阻止了升华继续进行 这时如果供热过量 产品将融化报废 升华中热量的获得是由干燥仓中的加热板以辐射的形式传导给被干燥物升华中热量的获得是由干燥仓中的加热板以辐射的形式传导给被干燥物 加热板的温度是根据干加热板的温度是根据干 燥物的允许最高温度以及传热系数 按照干燥过程的加热曲线而精心控制的 这种曲线燥物的允许最高温度以及传热系数 按照干燥过程的加热曲线而精心控制的 这种曲线 称为冷冻干称为冷冻干 燥曲线 简称冻干曲线 选择合适的冻干曲线是冷冻干燥工艺的关键 燥曲线 简称冻干曲线 选择合适的冻干曲线是冷冻干燥工艺的关键 五 物料的冻干加工过程 以玛咖为例 五 物料的冻干加工过程 以玛咖为例 潍坊马丁干燥设备有限公司 1 1 原果的检验 原果的检验 为保证成品食品的高质量为保证成品食品的高质量 根据供应原料的成熟度根据供应原料的成熟度 颜色及原料的品质颜色及原料的品质 外观外观 大小等因素验收大小等因素验收 2 2 原料的贮藏原料的贮藏 原料验收后 若收购量太大 经初加工后 可放在库温为原料验收后 若收购量太大 经初加工后 可放在库温为 0 1 冷库中贮存 贮存期间不允许冷库中贮存 贮存期间不允许 温度升高 温度可用温度检测装置控制 温度升高 温度可用温度检测装置控制 3 3 生产工艺 仅供参考 生产工艺 仅供参考 初加工初加工 原料整理 去除杂物原料整理 去除杂物 去除损伤严重 腐烂 变色的原料去除损伤严重 腐烂 变色的原料 流水清洗流水清洗 去除异物去除异物 精加工精加工 消毒消毒 分级分级 切片或切粒切片或切粒 沥水沥水 自然沥水自然沥水 或用离心机脱水或用离心机脱水 计量装盘计量装盘 每盘装入一每盘装入一 定重量的物料 并铺平物料 厚度均匀一致 定重量的物料 并铺平物料 厚度均匀一致 装车装车 冻结冻结 料架车入冻结间冻结 料架车入冻结间冻结 3 4h 物料心部温度达到 物料心部温度达到 25 以下 以下 冷冻干燥冷冻干燥 料架车快速入仓料架车快速入仓 真空冷冻干燥 按干燥曲线进行 真空冷冻干燥 按干燥曲线进行 干燥完毕料架车出干燥仓进入卸料间干燥完毕料架车出干燥仓进入卸料间 卸料并暂存 保含一个均湿工艺 卸料并暂存 保含一个均湿工艺 后处理后处理 品质检验品质检验 金属检测 在敏感度能去除直径为金属检测 在敏感度能去除直径为 0 5mm 的金属物 分检的金属物 分检 第三部分第三部分真空冷冻干燥成套设备介绍真空冷冻干燥成套设备介绍 食品真空冷冻干燥设备是在广泛吸收国外先进技术和同类产品优点的基础上食品真空冷冻干燥设备是在广泛吸收国外先进技术和同类产品优点的基础上 结合国情自行研结合国情自行研 制开发的产品制开发的产品 其特点是各系统优化配置其特点是各系统优化配置 整体设计方案合理整体设计方案合理 经济经济 先进先进 设备运行生产效率高设备运行生产效率高 自动化程度高自动化程度高 能耗低能耗低 操作简单操作简单 维修方便维修方便 广泛用于各种农副产品的深加工和生化制品的生产广泛用于各种农副产品的深加工和生化制品的生产 食品真空冷冻干燥设备是由食品真空冷冻干燥设备是由 1 台台 200 平方米冻干机及相应的制冷系统 真空系统 加热系统平方米冻干机及相应的制冷系统 真空系统 加热系统 电气控制系统 物料输送系统 气动系统等组成 同时根据生产产品种类的不同配套预冻结设备 电气控制系统 物料输送系统 气动系统等组成 同时根据生产产品种类的不同配套预冻结设备 一 冻干机一 冻干机 冻干机是物料进行冻干加工的真空容器 物料经前处理 预冻结后送入冻干机 在真空条冻干机是物料进行冻干加工的真空容器 物料经前处理 预冻结后送入冻干机 在真空条 件下加热 物料中水分吸热升华逸出 并经冷阱凝结在冷管上 从而使物料干燥 件下加热 物料中水分吸热升华逸出 并经冷阱凝结在冷管上 从而使物料干燥 冻干机是由一台干燥仓体冻干机是由一台干燥仓体 一套加热板组件和两台冷阱以及承载物料的小车一套加热板组件和两台冷阱以及承载物料的小车 托盘组成托盘组成 再配套相应再配套相应 的真空 加热 制冷 电控 除霜 物料运输 气动等系统 的真空 加热 制冷 电控 除霜 物料运输 气动等系统 二 真空系统二 真空系统 真空系统的作用是在物料进仓后对干燥仓迅速抽空 并在冻干过程中维持和控制干燥仓内真空真空系统的作用是在物料进仓后对干燥仓迅速抽空 并在冻干过程中维持和控制干燥仓内真空 度度 对含冷阱的冻干机对含冷阱的冻干机 真空泵抽除的气体主要是不可凝结气体和极微量的水蒸汽真空泵抽除的气体主要是不可凝结气体和极微量的水蒸汽 大抽速的预抽机大抽速的预抽机 组能将冻干机在组能将冻干机在 15 130 分钟内从大气压抽至分钟内从大气压抽至 133 帕 防止冻结的食品表面融化 维持机组则维持帕 防止冻结的食品表面融化 维持机组则维持 干燥仓的真空度 并通过冷阱和气调阀门调节冻干机仓内的真空度 干燥仓的真空度 并通过冷阱和气调阀门调节冻干机仓内的真空度 冻干成套设备真空系统分别由一套预抽机组和一套维持机组及配套的真空管道 真空阀 法兰冻干成套设备真空系统分别由一套预抽机组和一套维持机组及配套的真空管道 真空阀 法兰 接头和控制元件等组成 接头和控制元件等组成 预抽机组和维持机组均采用旋片泵预抽机组和维持机组均采用旋片泵 罗茨泵的形式 可以相互切换 均具有高效率 低能耗 长罗茨泵的形式 可以相互切换 均具有高效率 低能耗 长 寿命 低噪音的特点 保证符合食品卫生的运行环境 寿命 低噪音的特点 保证符合食品卫生的运行环境 三 制冷机组三 制冷机组 潍坊马丁干燥设备有限公司 制冷设备所用的冷媒有两种制冷设备所用的冷媒有两种 一种以氨为冷媒一种以氨为冷媒 一种以氟利昂为冷媒一种以氟利昂为冷媒 我单位均可以配套供应相我单位均可以配套供应相 应制冷设备应制冷设备 下面以氟利昂为冷媒的制冷设备为例介绍如下下面以氟利昂为冷媒的制冷设备为例介绍如下 为冷阱配套的制冷系统组成氟利昂单机为冷阱配套的制冷系统组成氟利昂单机 双级并联机组双级并联机组 桶泵桶泵 蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器 压缩机为复盛压缩机为复盛双级压缩机双级压缩机 桶泵供液桶泵供液 R22 R22 工况工况 40 40 35 35 四 四 加热系统设备结构特点加热系统设备结构特点 冻干过程要求加热系统具有强大的加热功率冻干过程要求加热系统具有强大的加热功率 精确的温度控制能力和较快的升温速率和精确的温度控制能力和较快的升温速率和 降温速降温速 率 加热板必须在短时间内迅速升到最高温度 在冻干初期的等速升华干燥阶段 还要求加热板给率 加热板必须在短时间内迅速升到最高温度 在冻干初期的等速升华干燥阶段 还要求加热板给 物料提供足够多的热量物料提供足够多的热量 满足最大升华速率要求满足最大升华速率要求 在减速升华干燥阶段在减速升华干燥阶段 要求要求 加热板控温精确加热板控温精确 热热 惯性小 在干燥结束时 要求加热板有较大的降温速率 加热系统重要性能指标还有加热板温度均惯性小 在干燥结束时 要求加热板有较大的降温速率 加热系统重要性能指标还有加热板温度均 匀性匀性