冷冻干燥机的原理（冷冻干燥机的工作原理）

冷冻干燥机的工作原理

冷冻干燥机简介

冷冻干燥机是一种将液态或溶解状态的物质冻结成固态后，通过升华的方式除去其中的水分的干燥方法。也就是说，在低温下将水分转变为冰，然后将内外压力差引起的升华作用将冰连同水分分离出来，达到除水分的干燥目的。

冷冻干燥机的工作原理

冷冻干燥机主要由以下几部分组成：制冷系统、真空系统、加热系统和自控系统。制冷系统是冷冻干燥机可以将物质冷冻的基础，真空系统则是冷冻干燥机能够进行干燥操作的关键。加热系统则是在干燥前期给予物质能量，促进升华过程。自控系统则是整个冷冻干燥过程的指挥系统，控制冷冻、加热、真空等过程的稳定进行。

整个冷冻干燥机的工作过程可以分为以下几个阶段：

阶段一：制冷、预冷却

当物质进入冷冻干燥机时，首先需要制冷，以将物质温度降低到低于0℃的范围内。制冷系统的作用就是通过制冷剂将冷媒周围的热量吸收，并将吸收的热量释放出去，从而使制冷蒸发器的温度得以降低。

在制冷的同时，预冷却口也会将空气中的大部分水分凝结成水珠并排出冷冻干燥机外。这一步是为了保证后面干燥的过程能够充分进行。

阶段二：升华、真空干燥

在物质被冷冻后，真空泵开始运行，强制冷冻干燥机中的压力降低到一定程度，使得水分从冰中升华蒸发。空气中除了水分外其它气体也一同被排出。

这里需要提到真空技术的应用。真空技术是指将密闭容器中的气体抽走，使其压力接近于0，从而减少气体分子的数量，增加空气中水分子成为单个分子的可能性，从而促进升华过程。真空技术是实现长时间干燥的必要条件。

阶段三：回温与保管

升华结束后，桶门和低压蒸发器关闭，冷热气循环交叉工作，升温过程也随之开始。物质被加热至可恢复性状态后，即可封存于真空密封的袋或瓶中，等待使用。

经过冷冻干燥机的处理，物质的质量得到了较好的保证，除水分、保留营养成分等特点也使得它广泛应用于食品、药品、生化制品、血液制品等领域。

小结：

冷冻干燥机通过制冷系统、真空系统、加热系统、自控系统四大系统的配套组合，实现对物质水分的除去。冷冻、升华、真空干燥这三个阶段的无缝衔接，全自动的控制模式，是实现长时间保存物质质量的有效保障。