冻干机的运行特性与节能策略分析

白胜伟+徐芳

摘要：现阶段，冻干机已经在众多生产领域中得到了广泛应用，利用冻干机，能够迅速的对物质进行冻干处理，且最大限度的保留物质原有的结构以及特质。现阶段，随着各行业生产规模的不断扩大，社会各界对冻干机的性能，尤其是节能方面有了更高的要求。文章主要研究冻干机的运行特性与节能策略。

关键词：冻干机；节能工艺；机械设备

引言：

随着社会需求的不断丰富，社会生产行业的产品类型也在不断增加。现阶段，冻干机已经在食品、医药、饮料等众多行业得到了广泛的应用。其作为一种现代化的物质干燥工艺，具有干燥效果好、效率快的突出特点。在社会节能意识普遍提高的今天，对于冻干机的节能策略已经成为了冻干工艺研究的重点。

1冻干机的运行特性

从结构的角度分析，冻干机主要由真空、制冷、加热、控制等系统以及冻干箱组成，一些先进的冻干机还具有液压、气动、清洗、消毒等辅助系统[1]。目前，小型冻干机是市场上应用的主流之一，其大多采用整体型的设计，在一个整体的机架上合理的装置所有部件系统。专门应用与食品生产的冻干机一般采取分离式的设计，根据不同生产环节的需求，按照预冻与干燥两个阶段，合理分配设备的各系统配置。

从设备的运转特性方面来看，现阶段常用的冻干机主要有连续式与间歇式两种。在我国，间歇式的冻干机比较常见，其基本工作流程为：启动-装料-开启制冷-预冻-降温-开启真空-加热-结束。根据不同的生产工艺需求，冻干机的操作控制可以采用自动，也可以采用手动。采用自动控制办法时，要求操作人员明确的了解冻干物质的冻干曲线，编制科学的设备运行控制程序。一些性能优越的冻干机可以在自动控制与手动控制之间自由的切换，使企业在生产的过程中，能够根据实际情况的变化，随时调整设备的相关参数。

冻干机的制冷系统是冻干机的核心之一，其主要工作就是对物质进行预冻处理，使物质的中心温度保持在预先设定的预冻温度。预冻结束之后，物质进入到降温环节，降温主要由冷阱来完成。冷阱降温达到零下40摄氏度以下时，进入真空系统，开始物质的主干燥。在干燥时，加热系统开始工作，使物质具备解析所需要的热量。

从能耗的角度分析，冻干机在预冻到干燥的过程中耗费了大量的能源，造成极大的资源浪费。同时，冻干机对物质的冻干时间周期过长，在较长的周期内，设备还会产生大量额外的能量损耗。这些都会导致设备冻干的能源投入过大，制约了冻干机的应用以及推广。

2冻干机的节能策略分析

2.1强化冻干工艺

现阶段，由于社会市场需求的形式丰富多样，冻干物质的品种也在不断增多。这些不同的物质之间具有较大的性质上的差异，要想有效的降低冻干机的能耗，节约能源，应该通过大量的实践与研究，强化设备的冻干工艺。

首先，要强化对物质的预处理。对于不同的物质性质特点，应该有针对性的对其进行处理。一般来说：针对液态的物质，可以使用反复渗脱水，再进行冻干的办法，以便捷的调整物质浓度，加强冻干的效率。针对于固体的物质，如果生产对其形态没有特定的要求，可以适当的对物质进行分切处理，以此增加物质的有效传导面积。若生产对物质的形状有所要求，可以适当的采用穿刺的方式进行处理，以加快物质热量传导的过程。

其次，要加强对真空系统的控制。经过科学的实验证明，真空度对物质的冻干效率具有一定的影响。对此，在利用真空系统进行干燥的过程中，应该控制好真空度，使真空室的压力值根据不同的物质变化不同的幅度以及频率，强化物质的干燥效率[2]。

此外，应该改进设备的加热方式。现阶段，比较常见的冻干机加热方式主要是辐射或导热两种。这两种方法分别通过直接向物质传导热量以及均匀辐射的方式对物质的温度进行控制。但这两种方法很容易导致干燥物质的受热不均或变形。目前，微波加热的方式已经在冻干机的加热系统中开始了应用。利用电磁波的加热作用，冻干机能够更快、更环保的对物质进行加热处理，切实降低设备的能源消耗。

2.2优化设备设计

我国现阶段常用的间歇式冻干机因为其运行特点方面的缺陷，使得在运行的过程中会产生大量的额外能源消耗。对此，应该对冻干机的设计进行优化，以此克服冻干机的缺陷，减少二次消耗。在冻干机的制冷系统方面，应该结合实际的冻干工作内容，有效的增加系统的负荷能力，使其可以在较大的的范围内对工作的相关参数进行调整，以此实现高精度的制冷控制，降低物质冻干的能源消耗。在加热系统方面，应该从加热的均匀性以及加热的稳定性方面着手，使设备能够进行更加平稳的加热工作，实现大流量、小温差的加热处理。

2.3优化操作系统

通过操作系统，能够实现对冻干机各环节加工的准确控制，因此，要想切实降低冻干机运行中的能源消耗，就必须对设备的控制系统进行优化。一方面，设备的操作人员要充分的了解系统运行的原理以及规律，并掌握一定的检修以及维护的办法，降低设备故障的发生概率。另一方面，应该根据物质的实际情况以及生产的客观需要，科学、合理的设置操作程序，并根据实际情况的变化，及时的对相关参数进行调整，使设备始终处于最佳运行状态，提高冻干的效率，降低能源的消耗。

结束语：

综上所述，现阶段，随着社会经济的高速发展，各生产行业的生产规模不断扩大。作为重要生产加工手段的冻干机设备，其能源浪费的问题已经引起了社会各界的广泛关注。对此，相关的企业以及科研人员应该立足实际，结合现代化的科学技术，不断优化设备的运行工艺，实现冻干工艺的节能环保。

参考文献：

[1]谢堃，陈天及.冻干机的运行特性与节能分析[J].粮油加工，2015，08：128-130.

[2]李强.冻干机温度控制系统算法研究[D].哈尔滨理工大学，2016，12：147-148.

作者简介：白胜伟（1987.03）男，汉族，浙江省金华市人，2009年毕业于湖南衡阳南華大学 制药工程专业，现供职于浙江金华康恩贝生物制造有限公司 设备主管，学士学位，研究方向：设备管理。endprint