冷凍干燥機的冷凝器冷卻系統(tǒng)，從 70 一 80 年代對此議論之后 , 在這一領(lǐng)域還沒 有看到有新的進展 , 主要可 敘述為以下幾 個系統(tǒng)：) 制冷劑直接膨脹系統(tǒng) 2 ) 多套制冷系統(tǒng) 3 ) 載冷劑循環(huán)系統(tǒng) ( 包括: 集中載冷劑方式 ) 4) 三重熱交換系統(tǒng)。
1) 制冷劑直接膨脹系統(tǒng)
這 一系統(tǒng)是通過膨脹閥使制冷劑在冷卻管或者冷卻板式蒸發(fā)器 內(nèi)直接膨脹 , 利用 制 冷劑 的潛熱 , 進行熱量交換將水蒸氣凝結(jié)成冰 。 因 為是單純的系統(tǒng) , 若在負荷一定時 , 當達到一定溫度時就將制冷機停止運行 , 溫度升溫 時再 啟動制冷機 , 就象冷藏庫 , 凍結(jié) 庫等一樣不 會發(fā)生 問題 。 但是凍干機情況下 , 制冷機停止 運轉(zhuǎn)后冷凝器溫度立即就上升 , 還沒有等到制冷機再啟動就發(fā)生 了真空度 的劣化。 凍干機 的負荷特征是 , 裝料量的變動 , 隨著干燥的進行 , 負荷從 10 0% 降低到 10 % ( 散熱損失 ) 變動范 圍廣 , 而且對每一批制品 的控制真空度 以及升華負荷 ( 擱板加熱溫度 ) 也有變動 。 對這些變動要 全部追隨 , 并限 制制冷劑回液到制冷機是非常困難的。 因此 , 各凍干 機廠家、 膨脹 閥與負荷對應(yīng)的變更 , 通過電子膨脹 閥與負荷對應(yīng) , 而 且 作為與第二 階段干燥時必要 的低負荷 ( 凍干機最為重 要 ) 相對應(yīng) , 象圖 1 中那樣采取在制冷機的低壓管道 內(nèi)設(shè)置 一 時存放制冷劑殘余液體的 蓄液器 , 將制冷劑高壓液通過旁通管道產(chǎn)生模擬負荷等對策。 以前制冷劑能夠使用 R 5 02 或者 R 1 3B I 等低溫用制冷劑。 但是 , 由于臭氧層保護條約 的關(guān)系 , 現(xiàn)在只 能使用 2R 2 , 而且在 2 0 0 年 以后逐漸廢止 , 這就是現(xiàn)在的實際狀況。 目前 , 即使是使用 2R 2 制冷劑 , 但還是實施與以前 R 5 02 同等 能力 , 同等的最低溫度。 盡管制冷劑的蒸發(fā)溫度約高 5℃ , 通過使用螺桿式制冷機可 以實現(xiàn) 。 從普通的制冷機運行用來看 , 制藥廠家有必 要認識到 在低負荷時制冷機在界限外運行 , 從保養(yǎng)維修的觀點上看這 是重要的視點。
2) 多套制冷系統(tǒng)
對于直膨式的制 冷機系統(tǒng)在 負荷變動時 不容易跟蹤 的不利之處 , 為了保險起見 , 采 用了雙重系統(tǒng) , 在制冷機的系統(tǒng)發(fā)生問題的情次 下, 切換到預(yù)備的系統(tǒng)上去 , 許多國外 廠家都實施這種方法 。 為此 , 從冷凝器冷 卻管熟 刊冷機全部為多重系統(tǒng) 。 隨著負荷變動 , 當停」_匕制冷 機臺數(shù)時 , 雖然降低了制冷機的負荷 , 但冷卻管凝結(jié)面積也減少了。
3 ) 載冷劑循環(huán)系統(tǒng) ( 包括 : 集中載冷劑方式 )
這一方法與擱板系同樣 , 冷凝器系統(tǒng)也 由載冷劑循環(huán)系統(tǒng)來構(gòu)成。 在此情況下 , 制 冷機單純 地 以載冷劑作為冷卻對象 , 對 負荷的變動能夠非常容易地調(diào) 整。 在 日本當設(shè)置 多臺大型凍干機時 , 有采用 集中載冷劑液槽的冷卻系統(tǒng)的例子 。 用這 種方 式制冷機可 以 穩(wěn)定地運行。 在這系統(tǒng)中 , 制冷劑與載冷 流體之 間進行熱交換 , 而 冷凝器是利用載冷流 體的出入 口 溫度差 的顯 熱來冷卻 的。 為此 , 不 可避 免出現(xiàn)冷熱流體 的換熱損失 , 流體循 環(huán)泵的動力損失。 動力費用 比制冷劑直膨系統(tǒng)增加 2 一 3 成 , 而且 , 一旦循環(huán)泵停止 , 就 存在著冷凝器功能停止 的可能性。
4) 三重熱交換系統(tǒng)
作為解決這些 問題的方法 , 共和真空技術(shù)在 80 年代開發(fā) 了三重熱交換系統(tǒng), 已 被日 本國內(nèi)眾多用戶所采用 。 將擱板冷卻 用的 換熱器裝在水氣凝結(jié)器箱體內(nèi) , 平板型 換熱器 的外表面可 捕集水蒸氣 。 在這一板式冷凝器 中, 制 冷劑分載冷劑 、 載冷劑分水蒸氣、 制 冷劑崢水蒸氣之間都存在著不經(jīng) 由其他媒體的直接熱量交換 。
根據(jù)這一 系統(tǒng) , 克服了制冷劑直接膨脹方式的 缺點, 同時又利用 了載冷劑循環(huán) 的優(yōu) 點, 得到 了廣泛的好評 。 這一 方式的優(yōu)越性在于 , 第一重要的是 , 凍干機中所使用 的制 冷機在界限外運行 時特 有的故障不會發(fā)生 。 幾乎不需要 操作人 員對每一個干燥對象物來 調(diào) 整膨脹閥。 在低 負荷時通過與導(dǎo)熱 流體的混合發(fā) 生模擬 負荷 , 使制冷機不會在 界 限外 運行 。 第二是 冷凝器溫度作為控制對象 。 作為全 自動 運行 , 即使控制 了擱板溫 度、 箱體 真空 , 而 直膨系統(tǒng) 由于冷凝器任其變化下 去 , 不作 為控制對象。 由于干燥機的濕度是由 冷凝器溫度來決定 , 在近年來系統(tǒng)過程檢驗中關(guān)于制 品的再現(xiàn)性、 均等性 , 隨著制 品的 不同, 這是一個致命的問題。
而 且 在干燥結(jié)束時 , 將三重 熱交換冷 凝器的作用加 以發(fā)揮 , 控制冷 凝器溫度 , 可 以 實施裝置漏 率檢查工程
