真空冷凍干燥機(jī)烘干機(jī)主要用于制藥及保健品食品行業(yè)，用于對熱敏性物質(zhì)的脫水干燥。其工作原理是利用高真空度（一般在10～30Pa之間），使物料中的水分在低溫固態(tài)狀態(tài)下升華，從而使物料達(dá)到干燥的目的。（制成品的含水率在1%-5%左右）。目前，在真空冷凍干燥行業(yè)中，為了使物料水分在一定真空度內(nèi)升華（如真空度太高在lOPa以下，會使空氣對流減弱，從而影響水汽升華），通常采用從干燥箱外滲入無菌干燥空氣的方法，即將外界空氣通過一個可控閥門，通入箱內(nèi)與制品升華的水分混合，維持真空度在10-30Pa之間。但是這樣做的后果是外界通入的空氣不可能完全無菌、干燥，另一個缺點(diǎn)就是外界空氣的進(jìn)入使箱內(nèi)的真空度變化過大，無法有效控制，降低了水分升華的效率。
    解決此問題的關(guān)鍵在于提供一種真空冷凍干燥機(jī)干燥箱的真空度精確控制裝置，避免干燥箱內(nèi)的物料受到不沽空氣的污染，并能夠?qū)Ω稍锵鋬?nèi)的真空度進(jìn)行精確的控制。
    本裝置是這樣實(shí)現(xiàn)精確控制的：在上述真空干燥機(jī)的真空系統(tǒng)的干燥箱與捕水器之間加裝一個電動蝶閥，該蝶閥的開啟及閉合的程度由專門的控制模塊根據(jù)干燥箱內(nèi)的真空度決定。
    在真空冷凍干燥機(jī)的頂部裝有一個真空度傳感器，控制模塊根據(jù)傳感器的信號向蝶閥發(fā)出控制指令使蝶閥轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，改變水分從干燥箱向捕水器遷移的通道寬度，從而改變水分遷移的速率，來影響干燥箱內(nèi)真空度的數(shù)值。這樣就達(dá)到對干燥箱內(nèi)真空度進(jìn)行控制的目的。
    本裝置由于能夠?qū)φ婵绽鋬龈稍餀C(jī)干燥箱的真空度進(jìn)行精確控制，故大大提高了物料水分的升華速率，壓縮了物料干燥時間，能夠?yàn)槭褂脝挝还?jié)省許多人力和物力。
下面，結(jié)合附圖對本裝置的作進(jìn)一步的說明。
    如圖l所示，普通真空冷凍干燥機(jī)的真空度控制系統(tǒng)包括干燥箱1，捕水器2，氣動蝶閥3，滲氣閥4，真空泵5，在所述干燥箱l的頂部裝有滲氣閥4，可通過該滲氣閥滲入補(bǔ)充空氣，滿足箱內(nèi)真空度的要求，干燥箱1與捕水器2之間通過管路相連，在該管路上裝有氣動蝶閥3，在捕水器2后有真空泵5對系統(tǒng)抽真空從而對制品進(jìn)行干燥。圖1為普通真空冷凍干燥機(jī)的真空度控制圖。
    圖2為本新型裝置提供的真空度控制。
    新型真空冷凍干燥箱的真空度精確控制裝置如圖2所示，改進(jìn)的關(guān)鍵點(diǎn)是在所示的普通真空冷凍干燥機(jī)的干燥箱1與捕水器2之間接入控制單元6，在氣動蝶閥3上加裝一個電動頭7，在滲氣閥4上接入真空度傳感器8。
    控制單元6采用A/D轉(zhuǎn)換器及PLC控制器的組合件，A/D轉(zhuǎn)換器將真空度傳感器8傳輸?shù)哪�擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再送入PLC控制器，經(jīng)PLC控制器與設(shè)定值進(jìn)行比較后，根據(jù)誤差值通過A/D模塊發(fā)出確定的電流信號驅(qū)動蝶閥3上的電動頭7；該電動頭7采用比例控制的電動轉(zhuǎn)向器，例如小型鼠籠式電機(jī)，它利用安裝在中心軸上的凸輪機(jī)構(gòu)通過由PLC控制器傳送來的驅(qū)動信號來簡單而精確的確定閥門的位置，該位置的確定是由驅(qū)動電流的大小決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不同的扭矩。
    當(dāng)干燥箱l內(nèi)的真空度達(dá)到PLC控制器所設(shè)定的上下限數(shù)值時(如上限30Pa，下限10Pa)。PLC控制器對由真空度傳感器8探測到的真空度信號進(jìn)行分析，比較，根據(jù)誤差值向蝶閥3上的電動頭7輸出一定量的電流，電動頭7根據(jù)該電流的大小，使蝶閥3轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，以阻止干燥箱l真空度的進(jìn)一步變化，并慢慢恢復(fù)到設(shè)定值，如此循環(huán)往復(fù)，最后達(dá)到精確控制真空度的目的。
    本裝置保證了在正常情況下對干燥箱的真空度的精確控制，大大提高了干燥箱內(nèi)空氣對流換熱，從而提高了物料水分的升華速率，又避免了從外界滲氣帶來的污染可能，取得了令人滿意的效果。
    2005年3月委托上海市食品藥品監(jiān)督管理局科技情報研究所對該裝置進(jìn)行科技查新。對該裝置新穎性做出判斷。
    查新結(jié)果：除本裝置外，現(xiàn)國內(nèi)，國際上無此裝置。
    查新結(jié)論：本課題具有新穎性，在真空冷凍干燥機(jī)真空精確控制領(lǐng)域?qū)賴鴥?nèi)領(lǐng)先，達(dá)國際先進(jìn)水平。

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