[实用新型]一种冻干机捕水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冻干机捕水系统，特别是一种冻干机在干燥后期(解吸干燥阶段)应用的多仓共用外置式双冷捕水系统。

技术背景

真空冷冻干燥也称冻干，是先将含水物料冻结至共晶点温度以下，使其中的游离水变成冰，然后，在适当的温度和真空度下，用加热的方法使冰升华或使吸附水蒸发，从物料中逸出、去除，从而获得干燥制品的技术。

冻干机工作时，干燥仓内的真空由真空机组和捕水器(冷阱)共同维持。在干燥过程中，产生出大量的水蒸气单靠真空机组是无法全部排出仓外的，真空机组只用于抽出不可凝结气体，必须依靠冷阱将水蒸气凝华成霜，才能维持相应的真空度。

冷冻干燥过程分为升华干燥和解吸干燥两个阶段：升华干燥阶段，物料中已冻结的游离水在低于其共晶点所对应的饱和蒸气压条件下，以升华的方式全部逸出，升华结束后，一般可除去85％以上的水份；而解吸干燥阶段，则是在升华干燥完成后，将剩余的那部分少量的吸附水(吸附在物料细胞壁和极性分子上、未冻结的水，一般占总含水量的10％左右)以蒸发的方式去除的过程。经过上述两段干燥过程，冻干产品才能达到工艺要求的技术指标。

纵观现有冻干机，大多沿用的是升华、解吸干燥阶段共用同一捕水系统。这样的设计存在一定程度上的不合理性，因为升华干燥是物料中的冰升华，然后在冷阱表面凝华的过程，所以升华量等于凝华量；也就是说85％以上的水份升华后，会在冷阱表面凝结厚厚的一层霜；在接下来的解吸干燥阶段，要去除的吸附水的吸附力比较高，需要物料内外形成较大的蒸气压差，才能使其逸出，而此时物料表面已干层温度又已接近于物料的最高允许温度，继续给物料加热已不可能，就只有尽可能地降低干燥仓内的真空压力，也就是尽可能降低冷阱的表面温度；然而，厚厚的霜层却增加了传热阻力，所以需要制冷机拉更低的温度才能实现。由此可见，在解吸干燥阶段，由于物料已干层的存在，温度加不上去；再有冷阱表面霜层很厚，要达到同样低的冷阱表面温度则需要更的低蒸发温度，所以制冷压缩机的COP值会更低；在这种情况下，为了捕集少量的吸附水，继续使用与升华阶段同一捕水系统，并维持相当长的时间(依据物料的不同大约占到总时间的1/3)，显然是不经济的。若能解决现有冻干机解吸干燥阶段捕水系统耗能、费时，且“大马拉小车”的问题，必定有助于降低捕水系统的能源消耗、提高生产效率和产品品质。

由于解吸干燥阶段捕水量小、冷阱温度低、真空度高，若将解吸阶段捕水系统与升华阶段的捕水系统分开，并多仓共用，既可以解决升华干燥阶段所产生霜层的影响，又能解决“大马拉小车”的问题，实为一举两得的好办法。

发明内容

本实用新型其目的就在于提供一种冻干机捕水系统，将解吸与升华干燥阶段捕水系统分开的，独立的解吸阶段捕水系统，并可多仓共用，以解决干燥后期解吸干燥阶段霜层厚、传热阻力大、制冷效率低；蒸发量小、捕水系统大，能耗高的问题，是一种既能同时捕水、又能交替捕水和交替除霜的外置式双冷阱捕水系统，可与多台干燥仓并联使用，根据实际情况，可将霜层控制在合理的范围内、使冷阱捕水效率最高，避免升华霜层传热阻力对解吸阶段捕水的不利影响，具有高效、节能的特点。

实现上述目的而采取的技术方案，包括干燥仓，前期冷阱和后期冷阱，所述的干燥仓内设有前期冷阱，所述的后期冷阱外置，为双冷阱结构，所述的后期冷阱进口经并联的阀门连接若干个干燥仓，所述的若干个干燥仓中的每个干燥仓出口经阀门连接后期冷阱进口并联的阀门。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本装置实施例一结构示意俯视图；

图2为本装置实施例二结构示意俯视图；

图3为图1中的A-A剖视放大图。

图中代号

1干燥仓，2前期冷阱，3阀门，4阀门，5阀门，6阀门，7后期冷阱，8制冷管道，9隔板，10阀门，11冷阱仓，12冷阱仓，13蒸发器或换热器，14蒸发器或换热器，15除霜排水口，16排水真空阀，17除霜罐，18换热器，19液位控制器，20磁力泵，21电磁阀，22真空单向阀，23阀门。

具体实施方式

包括干燥仓1，前期冷阱2和后期冷阱7，如图1所示，所述的干燥仓1内设有前期冷阱2，所述的后期冷阱7外置，为双冷阱结构，所述的后期冷阱7进口经并联的阀门5、6连接若干个干燥仓1，所述的若干个干燥仓1中的每个干燥仓出口经阀门23连接后期冷阱7进口并联的阀门5、6。