食品冷冻干燥机加热系统说明

 

    食品冷冻干燥机加热系统是真空冷冻干燥机的主要组成部分。它的功能是满足冻干过程冰升华所需的热能。加热系统主要由加热板组件、加热罐、板式换热器、热媒泵、三通合流调节阀(以下称三通调节阀)阀门及管道组成。

 

    食品冷冻干燥机加热系统采用15kw电加热器对加热罐内的介质(无离子水以下称水)进行加热.在正常情况下,当加热罐中350L的水达到需要的温度130℃后，可蓄能46KW·h。在5.8m³/h的流量下，可在10min内将加热板从30℃加热到100℃并可满足连续工作的要求。

 

    根据需要，水在加热罐中被加热到一定的温度（一般比工艺要求的高工作温度高约10℃即可），热水顺管道流经三通调节阀，与来自板式换热器的温度较低的冷却回水相混合。三通调节阀能自动调整来自于加热罐的高温水和来自板式换热器的低温水的比例，达到工艺要求的合适温度，然后由热媒泵驱动进入干燥仓中的加热板。热水在加热板内，将部分热量通过板壁的传导和表面的辐射（初期包括部分的对流）传递给干燥仓内的物料和其它结构件。从加热板流出的降温水，离开干燥仓后分成三部分，一部分水（与从加热罐流出的水等量）直接回到加热罐。一部分水经板式换热器冷却后变成更低温的水进入三通调节阀，与第三部分从干燥仓流出不经板式换热器冷却直接到三通调节阀的水相汇合后，再与来自加热罐的热水混合。达到符合工艺要求温度的水给加热板加热，如此循环。此过程中板式换热器是否进行冷却由PID表根据工艺要求自动控制。

 

    根据冻干工艺的要求，不同的物料，加热板的工作温度是不同的。一般在50-120℃之间，因此加热罐工作温度一般不高于,130℃。为了保持系统的稳定，希望运行过程中系统内不出现沸腾现象，所以加热罐内正常工作压力应维持在0.2-0.5MPa。

 

    食品冷冻干燥机板式换热器的主要功能是用于加热板的降温，及对流入加热板热水的温度进行调节。在干燥过程中，当需要加热板降温时，三通调节阀关闭来自于加热罐热水的主路。打开来自于板式换热器的低温水的支路，使板式换热器与热媒泵和干燥仓中的加热板形成一个闭合回路。靠循环冷却水通过板式换热器的热交换将系统的剩余热量带走，达到降温的目的。在冷却水温度为20℃时，1h以内可以把加热板从80℃降到30℃。

 

    为了提高干燥仓加热板的温度均匀性，本系统采用大流量小温差的设计方案，在额定功率的工况下，回路流量5.8m³/h，加热板出入口温差小于2℃。