材料凍干機(jī)(真空冷凍干燥機(jī))是一種利用升華原理，在低溫真空環(huán)境下將物料中的水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)并去除，以實(shí)現(xiàn)物料穩(wěn)定化干燥的設(shè)備。主要應(yīng)用于氣凝膠等高附加值材料的制備，能在保留材料原有結(jié)構(gòu)的同時(shí)去除水分。
材料凍干機(jī)的核心原理基于水的三相變化(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))。在低溫(通常-10℃至-50℃)下，物料中的水分被凍結(jié)成冰晶；隨后在真空環(huán)境(1.3~13Pa)中，冰晶不經(jīng)過(guò)液態(tài)直接升華為水蒸氣，并通過(guò)真空泵或冷凝器排出系統(tǒng)，后得到含水量很低(1%~4%)的干燥制品。這一過(guò)程避免了高溫對(duì)物料的破壞，尤其適用于熱敏性、易氧化或需保持結(jié)構(gòu)完整的材料。
核心功能
低溫冷凍：通過(guò)液氮或制冷劑將物料快速冷凍至-40℃以下，形成小于5μm的冰晶，減少對(duì)材料結(jié)構(gòu)的損傷。
真空升華：在真空環(huán)境下(1-10帕)，物料中的水分通過(guò)固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，避免高溫破壞材料化學(xué)性質(zhì)。
準(zhǔn)確控制：可編程控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)預(yù)凍速率、升華溫度與時(shí)間，確保干燥過(guò)程均勻，水分殘留低于2.5%。
材料凍干機(jī)通常由以下系統(tǒng)組成：
制冷系統(tǒng)：為凍干箱和冷凝器提供低溫環(huán)境，確保物料凍結(jié)和冷凝器捕集水蒸氣。
真空系統(tǒng)：通過(guò)真空泵組維持系統(tǒng)真空度，促進(jìn)冰晶升華。
加熱系統(tǒng)：為物料提供升華所需熱量，控制干燥速率。
循環(huán)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)熱交換，確保溫度均勻性。
冷凝器：將水蒸氣冷凝成冰，保護(hù)真空泵并維持真空度。
控制系統(tǒng)：通過(guò)PLC或觸摸屏設(shè)定工藝參數(shù)(如預(yù)凍溫度、真空度、加熱功率)，監(jiān)控并調(diào)節(jié)干燥過(guò)程。
更新時(shí)間：2025-09-15
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