Warstwa płyty jest jednym z najważniejszych elementów w suszarce zamrażającej. Chłodzenie i ogrzewanie zaangażowane w wstępne zamrażanie, suszenie sublimacji i suszenie desorpcji w cyklu zamrażania, wszystkie należy wykonać przez warstwę płyty. Niezależnie od tego, czy stosuje się fiolkę, czy tacę, płaskość płyty ma pewien wpływ na proces automatycznego podawania i rozładowywania oraz proces zamrażania.
Poniższe informacje pochodzą z Internetu, tylko do nauki, dzięki autorowi za udostępnienie!
1. Główne czynniki, które powodują nierówność warstwy planszowej
Zakładając, że arkusz ze stali nierdzewnej, z którego pochodzi warstwa płyty, nie ma problemów z jakością, głównym czynnikiem powodującym nierówność warstwy planszy jest zastosowany proces spawania.
Nierówność warstwy płytki spowodowanej spawaniem pochodzi głównie z dwóch punktów: po pierwsze, naprężenie generowane przez spawanie; Po drugie, zmęczenie termiczne warstwy płytki po spawaniu nie jest dobre. Wśród procesów spawania powszechnie stosowanych przez producentów krajowych spawanie wtyczek, znane również jako spawanie puste, jest szeroko stosowane w spawaniu płyt z suszarki z powodu prostego przetwarzania i stosunkowo niskiego kosztu. Jednak tego rodzaju spawanie wygeneruje duży naprężenie, a naprężenia te będą stopniowo uwalniane w długoterminowym użytkowaniu, co spowoduje deformację tablicy, a nawet wyciek stawów lutowych. Kolejnym powszechnym procesem spawania jest lutowanie próżniowe w wysokiej temperaturze.
Proces ten jest stosunkowo skomplikowany i chociaż można uniknąć wycieku połączeń lutowniczych spowodowanych spawaniem wkładki, odporność na zmęczenie termiczne warstwy płytki nie jest dobra ze względu na dużą różnicę współczynnika rozszerzania termicznego między materiałem lutkowym a płytą ze stali nierdzewnej. Podczas procesu zamrażania warstwa płyty poddawana jest powtarzającym się zmianom temperatury ze stopnia -40 do 40 stopni (do 120 stopni, jeśli istnieje proces sterylizacji pary). Po dwóch latach użytkowania warstwa lutowa ma pęknięcia i wybrzuszenia. ryzyko. Trzeci jest to, że proces spawania odporności na magazynowanie jest skomplikowany, a wymagania dotyczące przetwarzania urządzeń do suszarki z zamrożeniem są stosunkowo wysokie, a zagraniczni producenci używają go bardziej. Ponieważ jednak jakości spawania nie można sprawdzić, punkt spawania jest podatny na fałszywe spawanie. Po powtarzanych zmianach wysokiej i niskiej temperatury warstwa planszy nadal ma ryzyko pękania i wybrzuszonego.
2. Wpływ płaskości płyty na proces zamrażania
1. Zamrożenie tacki
Jeśli warstwa płytowa suszarki zamrażania nie jest płaska, wpływ na zamrażanie tacki będzie bardziej oczywisty.
Podczas suszenia sublimacji i suszenia analitycznego ciepło jest ogólnie przenoszone do pojemnika w trzech formach: bezpośredni kontakt, zderzenie cząsteczek gazu i promieniowanie cieplne.
Ponieważ zwykle istnieją pewne pory między dnem fiolki a płytą, przewodnictwo cieplne cząsteczek gazowych jest główną metodą przewodzenia ciepła w zamrażaniu fiolki. Zakładając, że powierzchnia styku między tacą a warstwą płytki jest całkowicie płaska, wówczas bezpośrednie przewodnictwo cieplne kontaktowe jest główną metodą przewodzenia ciepła w zamrożeniu taca. Kiedy warta
Gdy nierówność nie jest już, tryb transferu ciepła zmienia się z bezpośredniego kontaktu na bezpośredni kontakt z dodatkowymi kolizjami cząsteczkowej gazu. To przejście spowoduje zmniejszenie współczynnika transferu ciepła tacki.
Gdy odległość S między płytą a tacą wzrasta, współczynnik przeniesienia ciepła w określonym stopniu próżni znacznie maleje. W zakresie próżni ({{0}}. 1-0. 3 mbar) zwykle używany do suszania, gdy odległość S przekracza 2 mm, spadek współczynnika przenoszenia ciepła będzie płaski. Zakładając, że poziom próżni w procesie zamrażania jest ustawiony na 0,27 mbar, można obliczyć współczynnik przeniesienia ciepła taca między S =0 mm i s =2 mm.
Gdy odstępy między tacą a warstwą płytki wzrasta do 1 mm, współczynnik transferu ciepła taca spada poniżej 50% tego przy S =0. Bezpośrednią konsekwencją spadku współczynnika przenoszenia ciepła jest spadek temperatury produktu podczas suszenia sublimacji i wzrost czasu wymaganego do suszenia sublimacji. Należy zauważyć, że współczynniki transferu ciepła od S =0. 5 mm do s =2 mm oparte są na założeniu, że nie ma kontaktu między płytą a tacą, co jest oczywiście niemożliwe w praktycznych aplikacjach.
Aby być bliżej faktycznej sytuacji, można założyć, że 3 0% obszaru między półką a tacą nie jest w pełni kontaktuje się z powodu nierównomości warstwy planszy. Warunki suszenia sublimacji wynoszą: temperatura półki jest ustawiona w stopniu 0, stopień próżniowy jest ustawiany na 0. 27 MBAR, stała zawartość produktu wynosi 2%, a czas wymagany do wysuszenia sublimacji wynosi 135 godzin. Do obliczenia wyników można użyć modelu matematycznego. Można zauważyć, że gdy odległość między tacą a warstwą jest zwiększona do 0,5 mm, 1 mm i 2 mm, czas potrzebny do usunięcia całego lodu w produkcie wzrasta odpowiednio o 11%, 15% i 33%. . Oznacza to nie tylko wzrost kosztów produkcji, ale także jeśli nie ma odpowiedniej metody oceniania punktu końcowego suszenia sublimacji, a jednocześnie ignorowanie spadku szybkości sublimacji spowodowanej płaskodością tablicy, najprawdopodobniej doprowadzi to do wystąpienia powrotu całej partii produktów do suszarki zamrożenia. Rozpuścić i stać się marnotrawstwem.
2. Lyofilizacja Cillin
W przypadku zamrażania fiolek, ponieważ każda butelka jest niezależna, nierówność warstwy płytki nie spowoduje problemu zmniejszonej wydajności przenoszenia ciepła w zamrożeniu tac. Jeśli jednak problem nierówności warstwy planszy jest poważny, może spowodować odwrócenie butelki podczas automatycznego karmienia i rozładowywania liofilizatora, wpływając w ten sposób na cały proces liofilizacji.
3. Podsumowanie
Można zauważyć, że warstwa płyt jest najważniejszą częścią całego systemu suszarki Freeze, a jego płaskość wpływa bezpośrednio na wydajność produkcji i jakość produktu. Nawet odchylenie kilku milimetrów może prowadzić do poważnych konsekwencji. Dlatego odpowiedni proces spawania płyt jest szczególnie ważny.