理规则要求。冻干箱设置了观察窗，可以很好地观察无料的形态色泽变化。本设计为小型实验用机，物料冻干的真空度般要求在范围，极限真空要求左右，实验证明，即使是单分子层吸附的低含水量，也可能成为些化合物的溶液，产生与水溶液相同的移动性和反应性。因此为了改善产品的储存稳定性，延长其保存期，需要除去这些水分中的大部分，只留下单分子层的水分。这就是解吸干燥的目的。第阶段干燥是将水以冰晶形式除去的，因此冻干层的温度和升华界面的压力都必须控制在产品共熔点或崩解温度以下，才不致使冰晶溶化。但对于吸附水，其吸附能量高，如果不给它们提供足够的能量，它们就不可能从吸附中解吸出来。因此，这阶段产品的温度应足够地高，只要不超过允许的最高温度，不烧毁产品和不造成产品过热而变性就可。同时，为了使解吸出来的水蒸气有足够的推动力逸出产品，必须使产品内外形成较大的蒸气压差，因此此阶段中箱内必须高真空。增加会使细胞脱水而死亡。溶质效应在温度范围最为明显，这个温度范围是在水的冰点和该液体的全部固化温度之间，为了减弱溶质效应，需要以最高的冻结速率越过这个温度范围。机械效应就是预冻速度慢，产生冰晶大而不规则干燥时对于水蒸气扩散阻力小，有利于升华。但会对细胞组织产生严重的机械损伤，影响成品的弹性和复水性，且复水性差。而快速冷冻产生的冰晶较小，形成的晶核数量越多，孔隙度越小，阻力越大，水蒸气只有靠渗透穿过己干的固体膜层，干燥时间大大延长，不利于升华，但干后复水性好。解决这个问题只需要增大冰晶体的体积。从实验得知，食品温度在时，其绝大部分从液相变为固相，被称为最大冰晶生成带。有经验的技术员会在冻结阶段将预先设置的温度保留段时间，以促进冰晶的生长。旦产品内的冰升华完毕，产品的干燥就进入了第二阶段。在第阶段干燥后，在干燥物质的毛细管壁和极性基团上还吸附有部分水分，这些水分是未被冻结的。当它们达到定含量时，就为微生物的生长繁殖和些反应提供了条件。为了使产品达到合格的残余水份含量，改善产品的储存稳定性，延长保存期，必须对产品进步干燥。在解吸干燥阶段，可以使产品的温度迅速地上升到该产品的最高允许温度，并在该温度下直维持到冻干结束为止。同时，为了使解析出来的水蒸气有足够的推动力逸出产品，必须使产品内外形成较大的蒸汽压差，因此在此阶段中箱内必须高真空。第二阶段干燥后，产品内残余水分的含封盖的全自动无人操作装置，使冻干无菌室实现无人自动化，该装置在德国日本己投入使用。高性能高可靠性及经济性，为了确保冻干机无故障运行，除了在制造过程中实现全面质量控制外，设计时米用备用机，冻干过程中设有制品取样分析装置。经疥性指标是指制取同样冻干制品时的电汽及水耗量最低。食品冻干机中，丹麦的阿特拉斯的型间歇式和型连续式冻干机，日本共和真空株式会社的无隔离干燥过程水汽凝结器除冰再生技术和型液体食品密闭系统管式冻干机可代表世界食品冻干机的先进技术。.本课题研究内容设计台试验型冻干设备，搁板面积为.。整体方案的设计，干燥室的设计计算，捕水器的设计计算，水汽凝结器的设计与计算，制冷系统的选择，真空系统的设计与计算，制冷系统的选择，控制系统的设计，其余零部件的设计。真空冷冻干燥的理论基础.冻干的基本原理真空冷冻干燥简称冻干是将含水物质先冻结成固态，然后使其中的水份从固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。.真空冷冻干燥的基本过程真空冷冻干燥工艺流程主要包括以下几个方面制品的制备前处理如药物的培养灭菌分装洗瓶半加塞等食品原料的挑选清洗切分灭酶分装等制品的冻结预冻将制品冻结成固态第阶段干燥升华干燥将制品中的冰晶以升华方式除去第二阶段干燥解吸干燥将残留于制品的水分在较高温度下蒸发部分，使残余水分达到预定要求密封包装后处理已干制品般应在真空或充惰性气体条件下密封包装，以利于储存。物料制品的准备及预冻过程物料制品的准备及预冻过程如药物的培养灭菌分装洗瓶半加塞等，食品原料的挑选清洗切分灭酶分装杀菌添加反应剂和抗氧化剂等。将制品冻结成固态。其目的是清除杂物，使之易升华干燥清除醇素引起的变质防止脂肪氧化和酵母引起的化学变质。同时切分尺寸及切口方位影响冻干速率。如在物料的切制成片时，应垂直于食品的纤维方向切断，这有利于干燥时产生的水蒸气逸出和提高部分传热系数，可减少能耗。且物料厚度越小，消耗的能量也随着降低。在下阶段冻结过程中，食品的初始温度直接影响到冻结结束时平均温度，因此在预处理时应对食品进行预冷处理。方法是将物料浸入温度为的水中快速冷却不同的食品，有不同的预处理工艺。预处理对冻干制品质量影响很大，需严格按工艺要求操作。预冻是将溶液中的自由水固化，使干燥后产品与干燥前有相同的形态，防止抽真空干燥时起泡收缩和溶质移动等不可逆变化产生，减少因温度下降引起的物质可溶性降低和生命特性的变化。般来说预冻之前应确定三个数据是预冻速学核能设计研究院引进俄罗斯真空冷冻干燥设备的先进技术，直接与国家级企业烟台冰轮集团合作，共同探索出条发展我国冷冻干燥事业的新路，优点是起点高投资少见效快。在引进消化吸收的同时，对设备的改进提出了切实可行的方案，特别是控制系统设计，从工艺要求出发，在考虑节能的同时，以进步提高效率为目的，采用现代化的仪表和先进控制手段，对设备的控制系统重新进行了优化设计，从根本上提高了我国冷冻干燥机的整体设计及控制水平。我国第台连续式冷冻干燥装置在辽宁沈阳研制成功并通过了投产及技术鉴定，该装置达到国内领先国际先进水平，为中国制冷史增添了新的页。但是，目前我国冻干机还都是非标准化产品。大部分生产厂家走的是仿制道路，有些厂家在采用国外先进技术的同时，进行了较大的改进。如加热板内采用了特殊导流装置，使板内流体的流量均匀，保证了加热的均匀和稳定捕水器在工作中可实现交替捕水和融冰，捕水器盘管内氨液制冷方式由传统的氨液相变制冷改为氨液无相变制冷，使捕水器盘管内温度均匀，结霜性能良好。除仿制之外，国内自己的研制能力也在提高，有些单位已经脱离了仿制国外机型，抽气系统采用低架式水蒸气喷射泵抽水蒸气，省去了捕水器和制冷系统，降低了设备价格。但国产冻干设备还有许多不足，例如主要控制元件和可靠的功能元件靠进口连续式冻干备太少实验用冻干设备功能精度不能满足要求互相重复的东西太多，创新性成果太少。为提高我国冻干设备的整体技术水平，保设备质量，由中国机械工业联合会组织，烟台冰轮集团有限公司起草了我国冻干设备方面的第份行业标准真空冷冻干燥设备并已于年发布实施。该标准根据俄罗斯全境禽类加工工业科学研究院转让的系列冻干设备技术而制定，参数指标参照了丹麦工业公司相同设备的性能指标，且达到了该公司及俄罗斯全境禽类加工工业科学研究院的指标水平。该标准的发布实施无疑将对我国冻干设备行业的发展起较大的促进作用。.实验用冻干机的国内外研究现状全国各地涌现出大大小小不少于家的冻干设备的生产厂，这其中，有部分是真正的冻干设备国产化，促进国内冻干行业进步而努力攻关的大专院校和科研单位，以及有定技术基础和科研力量的军工企业，真空设备速冻设备制造厂等。但是，也有些是与冻干行业不相关，以为生产冻干设备有利可图而匆匆上马的机械加工等单位，所以，时间鱼目混珠，打出生产冻干设备的广告而从未设计和销售台冻干设备的厂家比比皆是。大部分国产冻干机生产厂家走的是仿制道路。有的厂家在采用国外先进技术的同时，进行了很大的改进。如加热板内采用了特殊导流装置，使板内流体的流量均匀，保证了加热的均匀和稳定捕水器在工作中可实现交替捕水和融冰，捕水器盘管内氨液制冷方式由传统的氨液相变制冷改为氨液无相变制冷，使捕水器盘管内温度均匀，结霜性能良好。除仿制之外，国内自己的研制能力也在提高，有的单位己经脱离了仿制国外机型，抽气系统采用低架作业方式有间歇式和连续式。自动控制程度高，有些真空冻干机实现微电脑管理，使真空冻干工艺更趋合理化。.真空冷冻干燥的发展概况真空冷冻干燥是将物体冻结到共晶点温度以下，然后在较高的真空条件下通过升华干燥除去物体中水分的种干燥方法。真空冷冻干燥技术是随制冷真空生物电子等技术的发展而迅速兴起的多学科综合性应用技术，除了在传统的医学生物学药学农业等领域得到广泛的应用外，目前已向分子生物学基因工程学新型生物医学中药新制剂高品质方便食品考古学粉末材料制造等领域发展。随着我国社会主义市场经济的高速发展和人民生活水平的迅速提高，对冻干技术的应用和冻干产品的需求日益增长。但在我国，冻干技术无论在理论研究还是工艺水平设备制造等方面与国际水平比较均有很大差距，因而近年来对冻干技术和冻干设备性能的研究已引起广泛的兴趣和重视。我国已生产出多台冻干机，但其性能和功能仍不能满足市场的要求，与国外产品仍有很大的差距。如何缩小差距，使我国生产的冻干机也能走出国门，走向世界，应该是我们真空冷冻干燥研究人员的责任和使命。.我国冻干的历史解放前，我国的冻干技术和设备都是进口的，既没有从事冻干技术研究的大专院校和科研院所，也没有冻干设备的设计人员和制造工厂。年在上海由葛学煊工程师最先设计成功冻干机，并于年由上海合众五昌机器厂和上海医疗器械厂分工制造，世纪年代共生产套，当时由于质量差能耗大没有发展起来。年原北京人民厂轻工部研究所和北京工业研究所合作对果蔬肉类对虾鸡蛋粉等冻干进行试验研究，并设计制造了每日脱水的冻干设备，搁板面积为.，于年在原北京人民厂试车并投产。世纪年代，北京天津南京上海大连等地相继建立了些实验性冻干食品生产厂家并先后仿制了批冻干机，特点是整体式，搁板温度不均匀，手动操作，能自动记录。年原北京人民厂轻工部研究所和北京工业研究所合作对果蔬肉类对虾鸡蛋粉等冻干进行试验研究，并设计制造了每日脱水的冻干设备，搁板面积为.，于年在原北京人民厂试车并投产。年上海梅林罐头厂对冻干进行开发，于年建成了年产吨的冷冻升华干燥车间，这是当时我国最大的冻干装置。该装置采用蒸汽喷射泵抽真空系统，加热方式采用平板式加热板，以水为载热体，加热板表面涂以黑色涂料，以增加辐射强度。在国产冻于机中是首次采用辐射加热型式的机型。年，华中工学院的林秀诚赵鹤皋和湖北省生物药品厂共同研制成功冻干面积为.的大型冻干机，采用单机双级压缩机，这是我国自行研制的第台能在冻干机内加塞的冻干饥。年广东省江门冷冻厂建成冷冻干燥,试验,实验,用冻干机,设计,毕业设计,全套,图纸目录绪论.真空冷冻干燥的原理特点及其应用领域.冻干历史和发展概况.真空冷冻干燥的发展概况.我国冻干的历史.我国冻干的现状及发展前景.实验用冻干机的国内外研究现状.本课题研究内容真空冷冻干燥的理论基础.冻干的基本原理.真空冷冻干燥的基本过程物料制品的准备及预冻过程次干燥升华干燥过程二次干燥解析干燥过程后处理.型真空冷冻干燥机.整体结构.干燥室的设计搁板的设计搁物架架体的设计水管的设计箱体强度的计算保温层厚度的确定观察窗真空规干燥室热负荷的计算.真空系统的设计与计算真空体放气量的计算真空泵的选择真空泵和真空阀门.水汽凝结器的设计与计算对水汽凝结器的要求水汽凝结器的结构水汽凝结器所需冷量的计算水汽凝结器所需传热面积的计算.制冷系统的选择.控制系统结论参考文献致谢绪论.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种技术，也是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