凍干機選型思路介紹

近年來，隨著我國制藥、化妝品、食品等行業的蓬勃發展，許多企業開始采用冷凍干燥工藝進行生產，冷凍干燥機是保證其產品質量的重要設備，它的設備特性不僅要保證能夠長期、穩定、安全地正常運行，還必須符合GMP的基本要求。為此，我們對冷凍干燥機的主要技術特性和如何選用問題進行了探討 , 以供大家參考。

根據生產規模或實驗室的需要，凍干機一般可分為三個系列 ，即實驗室系列、中試及小規模生產系列以及工業生產系列。

1. 冷凍干燥機分類

a.實驗系列的凍干機用于研發之用，冷阱的結冰量每批次一般都是低于6公斤，干燥室的板層面積小于0.2平方米。

b.中試及小規模生產系列用于中試模擬凍干工藝及小批量生產之用，冷阱的結冰量每批次一般都在6~25公斤之間，干燥室的板層面積在 0.2~2.0 平方米之間。

c.工業生產系列的凍干機用于工廠大規模生產之用，冷阱的結冰量每批次在40公斤以上，甚至有些達到1000公斤以上，而干燥室的板層面積在2平米以上，甚至有些達到100平方米左右。

2、凍干機容量的選擇思路：

一般可以參考凍干機的板層面積即盤裝法和瓶裝法。盤裝法充分利用了板層面積，而瓶裝法由于瓶之間的間隙未充分利用，所需的板層面積較大。下面按盤裝和瓶裝兩種工藝分別予以計算：

2.1. 盤裝法

每盤的裝載高度為10毫米（為保證凍干效果和速度，盤裝液體建議高度不超過10mm），則10 公斤(升)的液體所需的板層面積為：

A(面積，m2) = V(容積，m3) ÷ H(高度，m) = 0.01 m3÷0.01m = 1 m2

即需選用板層面積為1m2的凍干機，再查一下1m2凍干機的冷阱的結冰量是否能承受10公斤(升)的能力，如果滿足要求，就可以選定該種型號的凍干機。

按照這些信息進行選型，例如永合創信的凍干機，就可以選擇CTFD-100S或者CTFD-100T型號。

2.2. 瓶裝法

使用的瓶子為國產20ml西林瓶(直徑為22mm，高度為 50mm)，每瓶內的裝量為 5ml，例如某用戶要凍干1000支20ml西林瓶。選型方法如下：

計算干燥室的板層面積：A(面積，m2) = a(每瓶占用面積 m2) × N(總瓶數)  = 3.14 ×(0.011×0.011) × 1000 = 0.38 m2

考慮圓瓶子之間的間隙所占有空間，因此實際占用面積比上述計算面積要大，大致可除上一個系數0.9。即：0.38 ÷ 0.9 = 0.42 m2。可選用板層面積為0.42~0.5平方米的凍干機。

再算一下大含水量，5ml*1000支=5L（5kg）。

此外，該用戶需要凍干的是西林瓶，需要壓塞功能。

按照這些信息進行選型，例如永合創信的凍干機，就可以選擇CTFD-50T型號，該型號凍干面積為0.5平方米，大凝冰能力10kg，帶液壓壓塞功能，*用戶這個凍干需求。

3. 制冷劑類型的選擇

由于某些氟里昂制冷劑對大氣臭氧層有破壞作用，故被禁止或限制使用。目前大部分品牌已選用不含氟，無破壞臭氧作用的制冷劑運用到凍干機生產。

4. 凍干機的關鍵制造工藝和零部件

凍干機的設計制造工藝、零部件的選擇與凍干機的質量、可靠性、使用壽命有著直接的關系。

為了使板層的致冷和加熱溫度均勻一致，目前凍干機制造廠家大部分采用空心夾層板層，內部帶有隔條，由傳溫中間流體循環在板層之中。老式或落后的制造方法是在板層的上下二塊或其中一塊板上打許多孔，用塞焊法把金屬板與隔條焊接起來，然后機械加工而成。由于凍干工藝的低溫、真空甚至高溫、受壓的特殊工況，這種焊接方法在使用一定年限后，可能會在塞焊處滲漏傳溫流體，在真空狀態下，傳溫流體瞬間霧化，導致凍干品被污染而報廢。而新式或*制造方法是上下二塊金屬板均不打孔，使用特殊的內焊設備制造而成，從根本上消除了滲漏的發生。

5.凍干機的自動控制系統

許多凍干機帶有自動控制系統，并同時兼備有手動控制功能。所謂凍干機的自動控制應該包括二個部分，一是凍干機的各零部件按凍干工藝要求在規定的時間自動運行開關；二是干燥室板層溫度按凍干曲線要求自動跟蹤，整個凍干進程不需要人工操作，操作人員僅負責監控。