CN103335491A - 低温真空冷冻干燥机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温真空冷冻干燥机，制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统，高、中、低温三级复叠制冷系统与捕水器的制冷盘管连接，捕水器下端低温酒精出口通过阀门连接酒精收集器。高、中、低温三级复叠制冷系统对捕水器制冷温度为-120℃至-125℃。本发明能满足含酒精类冻干制品冻干的要求，该真空冷冻干燥机采用三级复叠制冷系统，高中温级复叠负责对干燥箱制冷使其达到-50~-60℃温度，高中低温复叠负责对捕水器制冷，使其达到-120℃左右低温，最低达-125℃（且低温可调、可控）。捕水器下面配备低温酒精收集装置，这样在冻干过程中，反复数次操作，就可以收集几乎全部冻干制品中的酒精。

Description

低温真空冷冻干燥机

技术领域

本发明涉及一种真空冷冻干燥机，尤其是一种低温真空冷冻干燥机。

背景技术

真空冷冻干燥机一般由二个装置和七个系统组成，如图1所示。二个装置为干燥箱和捕水器，七个系统为制冷系统、真空系统、液压系统、换热系统、气动系统、控制系统、蒸汽灭菌（清洗）系统。

目前，国内生产的真空冷冻干燥机干燥箱一般能达到-50℃~-60℃的温度，捕水器一般能达到-70℃~-80℃温度，以上温度一般已能满足大部分制品的冻干需求。

但是，对于一些含有酒精等溶剂的制品（大部分为原料药，中药等）上述捕水器温度已不能满足冻干的要求。

原因是酒精冻结温度为-117℃，国产冻干机捕水器最低温度为-80℃左右，酒精气体不能全部被捕集在捕水器内，（此时水蒸气已经大部分被固化在捕水器制冷盘管表面）而是部分被真空泵组抽至真空泵内，这样会造成二个后果：

一是有油真空泵（一般称“油泵”）的真空油被破坏了导致真空度不能达到预定数值。

二是油泵内的密封件（许多为橡胶件）和滑片（非金属合成材料）被腐蚀，长时间后会影响泵体的密封，从而影响整机的真空度。

为了改变上述情况，国内冻干机用户以前有如下三个无奈的选择：

第一个选择：在冻干含酒精制品时，频繁的更换已失效的真空油，定期地对真空泵进行检修，采用此种选择，酒精是无法回收的，还会造成运行成本的上升和检修频繁等后果。

第二个选择，在冻干含酒精制品时，选择采用无油真空泵（一般称“干泵”），干泵真空腔内无真空油对酒精等不敏感，但也有二个问题存在：

一是干泵价格较贵使机组成本上升，二是酒精无法回收，造成浪费。

第三个选择，是采用液氮制冷方式，液氮在一个大气压下蒸发温度约为-196℃，经调节后捕水器温度能达到-120℃左右的低温，能捕捉酒精气体，但是由于液氮制冷运行成本高昂（费用包括液氮购买、液氮运输、液氮在大气压下气化损耗等），大约是压缩式制冷的三倍左右，用户一般无法承受。

唯一较好的方法是：采用压缩式制冷方式，且捕水器温度在-110℃~-120℃左右可调，以全部或绝大部分捕集酒精，使酒精对真空泵基本无影响，另在捕水器上加装一个酒精收集装置，以收集酒精。

但是直至2012年，国内冻干机制造企业尚无一家能生产此类产品。

在国际制药机械展示会上，国外药机企业有-110℃真空冷冻干燥机展示，但是价格高昂，不是国内一般的制药企业能承受的。

发明内容

本发明是要是提供一种低温真空冷冻干燥机，用于满足含酒精类冻干制品冻干的要求，该真空冷冻干燥机具有结构简单，成本低，使用方便等特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种低温真空冷冻干燥机，包括制冷系统、捕水器、酒精收集器，其特点是：制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统，高、中、低温三级复叠制冷系统与捕水器的制冷盘管连接，捕水器下端低温酒精出口通过第一阀门连接酒精收集器。

制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统中制冷剂分别为高温级R404a、中温级R23、低温级R14。

高、中、低温三级复叠制冷系统对捕水器制冷温度为-120℃至-125℃。

捕水器一端连接干燥箱，另一端连接真空泵组。

本发明的有益效果是：

本发明的低温真空冷冻干燥机，能满足含酒精类冻干制品冻干的要求，该真空冷冻干燥机采用三级复叠制冷系统，高中温级复叠负责对干燥箱制冷使其达到-50~-60℃温度，高中低温复叠负责对捕水器制冷，使其达到-120℃左右低温，最低达-125℃（且低温可调、可控）。

捕水器下面配备低温酒精收集装置，这样在冻干过程中，反复数次操作，就可以收集几乎全部冻干制品中的酒精。

本发明的真空冷冻干燥机在极低温区域的产品得以填补，满足了广大制药机械用户对此类冻干机的需求。

另外，本发明具有结构简单，成本低，使用方便等特点。

附图说明

图1是真空冷冻干燥机系统图；

图2是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图2所示，本发明的低温真空冷冻干燥机，包括制冷系统、捕水器1、酒精收集器4等。

制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统，高、中、低温三级复叠制冷系统与捕水器的制冷盘管2连接，捕水器1下端低温酒精出口通过第一阀门3连接酒精收集器4。

制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统中制冷剂分别为高温级R404a、中温级R23、低温级R14。

高、中、低温三级复叠制冷系统对捕水器1制冷温度为-120℃至-125℃。

捕水器1一端连接干燥箱，另一端连接真空泵组。

本发明具有如下二个特点：

（一）、制冷系统采用三级复叠制冷，制冷剂分别是高温级R404a，中温级R23，低温级R14，每级降温在50℃左右，高中温级复叠负责对干燥箱1制冷使其达到-50~-60℃温度，高中低温复叠负责对捕水器1制冷，使其达到-120℃左右低温，最低达-125℃（且低温可调、可控）。

（二）、配备低温酒精收集装置

在冻干时，捕水器1低温温度可调，气流（水蒸汽，酒精气体、一些不凝性气体）从干燥箱流至捕水器1内，在真空低温条件下，水蒸汽被固化在捕水器1内制冷盘管2上，在冻干真空条件下，一般-50℃以下，酒精气体变成液态，开始从制冷盘管2上往下滴，在接近-117℃温度时，几乎全部液化，滴至捕水器1底部。捕水器1底部设计有一定的坡度，液态酒精会流至酒精收集器4内，此过程中，第一阀门3开启，第二阀门5关闭，当酒精已基本充满酒精收集器4后，关闭第一阀门3，开启第二阀5，液态酒精可放出酒精收集器4经放酒精口6流至机外容器内，这样在冻干过程中，反复数次操作，就可以收集几乎全部冻干制品中的酒精。

上述低温真空冷冻干燥机，使国产真空冷冻干燥机在极低温区域的产品得以填补，满足了广大制药机械用户对此类冻干机的需求。

Claims (4)

1.一种低温真空冷冻干燥机，包括制冷系统、捕水器（1）、酒精收集器（4），其特征在于：所述制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统，高、中、低温三级复叠制冷系统与捕水器的制冷盘管（2）连接，捕水器（1）下端低温酒精出口通过第一阀门（3）连接酒精收集器（4）。

2.根据权利要求1所述的低温真空冷冻干燥机，其特征在于：所述制冷系统为高、中、低温三级复叠制冷系统中制冷剂分别为高温级R404a、中温级R23、低温级R14。

3.根据权利要求1所述的低温真空冷冻干燥机，其特征在于：所述捕水器（1）一端连接干燥箱，另一端连接真空泵组。

4.根据权利要求1或2所述的低温真空冷冻干燥机，其特征在于：所述高、中、低温三级复叠制冷系统对捕水器（1）制冷温度为-120℃至-125℃。

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