冻干机搁板温度不均匀问题分析

[2016/2/23]

部分真空冻干机厂家生产的冻干机搁板温度不均匀，造成冻干产品含水率不均匀，产品残余含水量的合格率受影响。造成温度不均匀的原因可能：

1、搁板温度的测定与控制以热媒体进（出）口处为主参数，而且实际搁板表面温度均匀性、搁板与搁板之间的温度差是否真正达到标准要求仍是一个需探讨的课题？温度的均匀性需要进行满足相应工艺要求的验证。所以，经常有一些用户反映的冻干小瓶内残余含水量不一致，有的相差很大，没有达到产品设计残余含水量标准，这里当然还有其它方面因素。

2、搁板结构设计是否符合热传导特性？在制造上，搁板表面的平整度如从整体平板表面上进行直尺测量似乎在设计要求内，实际上在局部部位会存在着不理想之处，如搁板表面塞焊点位置打磨后有“凹痕”和另一面内部折流条间断焊所产生的热胀冷缩后外平面形成“凹痕”，这种加工工艺直接影响搁板至制品/托盘的热传导性能。现在国内有些厂家的搁板结构设计表面无塞焊点、且由新工艺处理，表面经特殊工艺处理后非常平整，无需进行机械切削所带来的热应力所致变形，这是值得国内一些厂家借助与启发。

3、加热（冷）媒体传热特性、或者流程设计有些欠缺，热媒体总管至每块搁板的流量均匀性是否基本一致也是一门值得研究的课题。热媒总管分配设计可以参照板式热交换器流量分配方式，或把多根软管较集中在一起。

4、受干燥箱体壁面温度或托盘壁面温度的辐射热和传导热影响，导致搁板上温度场成上凹抛物线，即搁板周边制品升华速率约是中间部分的2倍左右，这是国内冻干机制造商所存在的缺陷。国外一家日本公司采用“壁面温度控制技术”基本上解决这一问题，这一技术就是箱体与搁板组件之间加一可进行制冷或加热的换热管，其温度变化跟踪于搁板温度即两者温度保持一致，使制品冻干质量再现性（即重复性）一致，避免箱体壁面温度对搁板温度辐射热的影响，但设备成本大大增加。

5、有的用户冻干小瓶没有用可抽屉式托盘框、或散装溶液时托盘。这种托盘是由不锈钢材料制作的，在冻干时长时间地受热胀冷缩而发生热变形。现在国外已开始应用无菌薄膜成形的托盘例子。

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