四環(huán)中試型冷凍干燥機(jī)核心是通過 “凍結(jié) - 升華 - 解析” 三步，在低溫低壓環(huán)境下去除物料水分，保留其原有成分和性狀，適用于實(shí)驗(yàn)室中試、小批量生產(chǎn)場景，具體原理如下：
1. 預(yù)處理：物料凍結(jié)
先將待干燥的物料(如生物制劑、食品、化工樣品等)放入凍干倉，通過設(shè)備的制冷系統(tǒng)(壓縮機(jī) + 制冷劑)快速降溫，使物料中的自由水、結(jié)合水全部凍結(jié)成固態(tài)冰，凍結(jié)溫度通常在 - 40℃~-60℃(根據(jù)物料特性調(diào)整)。
關(guān)鍵作用：避免物料在后續(xù)干燥中因水分蒸發(fā)導(dǎo)致成分破壞、形態(tài)變形。
2. 核心步驟 1：升華干燥(主干燥)
物料凍結(jié)后，啟動設(shè)備的真空系統(tǒng)(真空泵)，將凍干倉內(nèi)壓力降至極低水平(遠(yuǎn)低于大氣壓)。此時，固態(tài)冰不會融化成水，而是直接跳過液態(tài)階段，升華為水蒸氣(這一過程叫 “升華”)。
能量供給：通過加熱系統(tǒng)(如擱板加熱)提供少量熱量，滿足冰升華所需能量，同時嚴(yán)格控制溫度，避免物料解凍。
3. 核心步驟 2：解析干燥(次干燥)
升華干燥后，物料中仍殘留少量吸附在固體表面的結(jié)合水(約 5%~10%)。繼續(xù)維持真空環(huán)境，適當(dāng)提高擱板溫度，將這些殘留水分解析成水蒸氣。
關(guān)鍵目的：進(jìn)一步降低物料含水率(通常≤1%)，延長產(chǎn)品保質(zhì)期，避免后續(xù)吸潮變質(zhì)。
4. 水分收集與排出
升華和解析產(chǎn)生的水蒸氣，會被設(shè)備的捕水器(冷阱)捕獲 —— 捕水器溫度比凍干倉更低(約 - 60℃~-80℃)，水蒸氣遇冷直接凝結(jié)成固態(tài)冰，附著在捕水器內(nèi)壁。干燥結(jié)束后，停機(jī)升溫，冰融化成水排出，或直接清理固態(tài)冰，完成干燥循環(huán)。
核心邏輯總結(jié)
低溫環(huán)境→物料結(jié)冰→真空環(huán)境→冰直接升華成水蒸氣→冷阱捕獲水蒸氣→物料干燥(保留原有性狀)，全程溫和，適合對熱敏感、易氧化的物料進(jìn)行中試規(guī)模干燥處理。
