一种真空冷冻干燥机的制作方法

本实用新型涉及干燥机技术领域，具体涉及一种真空冷冻干燥机。

背景技术：

传统的干燥会引起材料皱缩，破坏细胞。而冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去除水分或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂，比如水，象干冰一样，不经过液态，从固态直接变为气态的过程。冷冻干燥得到的产物称作冻干物（lyophilizer），该过程称作冻干。在冰冻干燥过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位置上的坚冰支持着。在冰升华时，它会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。在实验室中，冻干有很多不同的用途，它在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的。它被用来获得可长时期保存的生物材料，例如微生物培养、酶、血液、与药品，除长期保存的稳定性以外，还保留了其固有的生物活性与结构。为此，冻干被用于准备用做结构研究（例如电镜研究）的组织样品。冷冻干燥也应用于化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加分析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学组成，是理想的分析辅助手段。冷冻干燥可以自然发生。在自然情况下，这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统，人们改进、细分了很多步骤，加速了这一过程。真空冷冻干燥机将制冷系统，真空系统，导热油加热系统，排湿系统组合一体，较大地利用箱体内存放物料空间进行干燥的冷冻真空干燥。

现有的申请号为CN201420045688.0的专利文献公开了《冻干机板层温度监控装置及冻干机》的专利文献，其公开了其使用时，其冷阱室和干燥仓安装在不同的箱体内，其需要同时操作两台不同的设备，导致操作复杂；同时多一台设备带来更多的内部结构和清洗死角、清洁麻烦，难以满足要求高的药品监测标准（GMP）。

技术实现要素：

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种真空冷冻干燥机，解决了现有的真空冷冻干燥机操作复杂、清洁麻烦的缺陷。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种真空冷冻干燥机，包括: 物料干燥冷冻箱体，所述物料干燥冷冻箱体内部一侧设有干燥仓，另一侧设有冷阱室，所述干燥仓与冷阱室相连通，所述干燥仓内部设有蒸发排管；所述冷阱室内设有冷阱管；

加热系统，连接蒸发排管；所述加热系统用于对干燥仓进行加热；

制冷系统，连接冷阱管；所述制冷系统用于对物料干燥冷冻箱体内物料进行冷冻；真空系统，所述真空系统通过真空管路连接物料干燥冷冻箱体内部。本实用新型采用干燥仓和冷阱室位移同一个相连通的物料干燥冷冻箱体中，其操作在同一台设备上进行，简化了操作，同时其清洁操作在同一箱体内进行，其内部结构更简单，死角通多台相比会更少，更容易符合GMP的标准。

优选的，所述蒸发排管包括多个第一蒸发盘管和多个第二蒸发盘管，所述第一蒸发盘管和第二蒸发盘管均包括多个并列布置的水平管和多个等高的弧形导管，多个所述弧形导管将自上而下布置的水平管一次串联连接成一体。

优选的，多个所述第一蒸发盘管和多个第二蒸发盘管等间距交叉布置。

优选的，多个所述第一蒸发盘管与多个第二蒸发盘管在垂直方向错开布置，使得第一蒸发盘管的最上端处于同一水平高度且第二蒸发盘管的最上端处于同一水平高度，第一蒸发盘管的最上端的高度高于第二蒸发盘管的最上端的高度。

优选的，所述真空冷冻干燥机还包括真空系统，所述真空系统通过真空管路连接物料干燥冷冻箱体内部。

优选的，所述冷阱管上部设有冲霜管路，所述冲霜管路外接热水源，所述冲霜管路上装有喷头。本实用新型生产完成后进行手动化霜，为冲洗式融冰，结构简单，维护方便。

优选的，所述冷阱管为两组，所述冷阱管通过独立的两组制冷管路外接制冷系统。

优选的，所述真空冷冻干燥机还包括控制系统，所述控制系统电性连接加热系统、真空系统和制冷系统，用于控制加热系统或制冷系统的开启或关闭。本实用新型中的控制系统采用西门子PLC，触摸屏和PC电脑；有序的控制各个系统的运行，PLC通过传感器采集信号，根据工艺要求，处理信号，输出控制命令；除吊轨运转系统需人手动操作外，其他都可以实现自动化，智能化控制。本电控系统可触摸屏和电脑同时操作，也可以分别操作，提高了系统的可靠。触摸屏控制的灵活易操作性和电脑强大的监控能力，数据记录和分析能力，保证生产和工艺要求的顺利进行。

优选的，所述制冷系统包括多组并列布置的压缩机组，所述压缩机组通过冷冻管路连接冷阱管，所述冷冻管路上装有电子膨胀阀。本实用新型采用并联压缩机组，电子式膨胀阀，智能控制蒸发温度和压力，保证冷阱和速冻冷库的温度符合工艺要求，可靠性高，稳定节能。本实用新型的制冷系统可采用风冷式罗茨泵+旋片泵作为工作泵组，单个旋片泵作为预抽泵，油封泵对水汽较为敏感，抽气速度快，压力低，每个泵价格高。

优选的，所述物料干燥冷冻箱体的侧壁装有观察窗。本实用新型采用观察窗便于直接观察内部物料冷冻干燥情况。

（三）有益效果

本实用新型提供的一种真空冷冻干燥机，其具有以下优点：

1、本实用新型采用干燥仓和冷阱室位移同一个相连通的物料干燥冷冻箱体中，其操作在同一台设备上进行，简化了操作，同时其清洁操作在同一箱体内进行，其内部结构更简单，死角通多台相比会更少，更容易符合GMP的标准。

2、本实用新型生产完成后进行手动化霜，为冲洗式融冰，结构简单，维护方便。

3、本实用新型中的控制系统采用西门子PLC，触摸屏和PC电脑；有序的控制各个系统的运行，PLC通过传感器采集信号，根据工艺要求，处理信号，输出控制命令；除吊轨运转系统需人手动操作外，其他都可以实现自动化，智能化控制。本电控系统可触摸屏和电脑同时操作，也可以分别操作，提高了系统的可靠。触摸屏控制的灵活易操作性和电脑强大的监控能力，数据记录和分析能力，保证生产和工艺要求的顺利进行。

4、本实用新型采用并联压缩机组，电子式膨胀阀，智能控制蒸发温度和压力，保证冷阱和速冻冷库的温度符合工艺要求，可靠性高，稳定节能。

5、本实用新型采用观察窗便于直接观察内部物料冷冻干燥情况。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的真空冷冻干燥机结构示意图；

图2是本实用新型的实施例1的真空冷冻干燥机的物料干燥冷冻箱体内蒸发排管正面结构示意图；

图3是本实用新型的实施例1的真空冷冻干燥机的物料干燥冷冻箱体内蒸发排管侧面剖视结构示意图；

图4是本实用新型的实施例1的真空冷冻干燥机的图1A部分局部放大结构示意图；

图5是本实用新型的实施例1的真空冷冻干燥机的控制系统流程结构示意图。

1、物料干燥冷冻箱体；2、观察窗；3、干燥仓；4、冷阱室；5、蒸发排管；6、冷阱管；7、加热系统；8、第一蒸发盘管；9、第二蒸发盘管；10、水平管；11、弧形导管；12、制冷系统；13、真空系统；14、冲霜管路；15、喷头；16、控制系统；17、压缩机组；18、电子膨胀阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

冷阱捕水：在真空状态下，原料内部的固态冰不经过液态的转化，直接升华成水汽；干燥仓和冷阱室因为有真空泵组不断在抽真空，形成一定的压差，水汽不断向冷阱室流动，此时冷阱盘管温度在-25摄氏度以下，把水汽直接凝结在盘管上，变成冰包裹在盘管上面，俗称为冷阱捕水。

实施例1：

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型提供的一种真空冷冻干燥机，包括: 物料干燥冷冻箱体1，所述物料干燥冷冻箱体的侧壁装有观察窗2。所述物料干燥冷冻箱体内部一侧设有干燥仓3，另一侧设有冷阱室4，所述干燥仓与冷阱室相连通，所述干燥仓内部设有蒸发排管5；所述冷阱室内设有冷阱管6。

加热系统7，连接蒸发排管；所述加热系统用于对干燥仓进行加热；所述蒸发排管包括多个第一蒸发盘管8和多个第二蒸发盘管9，所述第一蒸发盘管和第二蒸发盘管均包括多个并列布置的水平管10和多个等高的弧形导管11，多个所述弧形导管将自上而下布置的水平管一次串联连接成一体。多个所述第一蒸发盘管和多个第二蒸发盘管等间距交叉布置。多个所述第一蒸发盘管与多个第二蒸发盘管在垂直方向错开布置，使得第一蒸发盘管的最上端处于同一水平高度且第二蒸发盘管的最上端处于同一水平高度，第一蒸发盘管的最上端的高度高于第二蒸发盘管的最上端的高度。

制冷系统12，连接冷阱管；所述制冷系统用于对物料干燥冷冻箱体内物料进行冷冻。所述真空冷冻干燥机还包括真空系统13，所述真空系统通过真空管路连接物料干燥冷冻箱体内部。

所述冷阱管上部设有冲霜管路14，所述冲霜管路外接热水源，所述冲霜管路上装有喷头15。所述冷阱管为两组，所述冷阱管通过独立的两组制冷管路外接制冷系统。

所述真空冷冻干燥机还包括控制系统16，所述控制系统电性连接加热系统、真空系统和制冷系统，用于控制加热系统或制冷系统的开启或关闭。本实用新型中的控制系统采用西门子PLC，触摸屏和PC电脑；有序的控制各个系统的运行，PLC通过传感器采集信号，根据工艺要求，处理信号，输出控制命令；除吊轨运转系统需人手动操作外，其他都可以实现自动化，智能化控制。本电控系统可触摸屏和电脑同时操作，也可以分别操作，提高了系统的可靠。触摸屏控制的灵活易操作性和电脑强大的监控能力，数据记录和分析能力，保证生产和工艺要求的顺利进行。

所述制冷系统包括多组并列布置的压缩机组17，所述压缩机组通过冷冻管路连接冷阱管，所述冷冻管路上装有电子膨胀阀18。本实用新型采用并联压缩机组，电子式膨胀阀，智能控制蒸发温度和压力，保证冷阱和速冻冷库的温度符合工艺要求，可靠性高，稳定节能。本实用新型的制冷系统可采用风冷式罗茨泵+旋片泵作为工作泵组，单个旋片泵作为预抽泵，油封泵对水汽较为敏感，抽气速度快，压力低，每个泵价格高。

本实用新型的实施例实施时，控制系统控制真空系统和冷却系统运作，使得物料干燥冷冻箱体内具有一定的真空度，并将冷阱管的温度控制在-25℃以下，进行冷冻；后加热系统通入热水进行干燥。

实施例2：

本实用新型提供的一种真空冷冻干燥机，包括: 物料干燥冷冻箱体，所述物料干燥冷冻箱体内部一侧设有干燥仓，另一侧设有冷阱室，所述干燥仓与冷阱室相连通，所述干燥仓内部设有蒸发排管；所述冷阱室内设有冷阱管；加热系统，连接蒸发排管；所述加热系统用于对干燥仓进行加热；制冷系统，连接冷阱管；所述制冷系统用于对物料干燥冷冻箱体内物料进行冷冻。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。