◆ Zachování meziproduktů chemické reakce:
V chemických experimentech se často vytvářejí různé meziprodukty, které mohou mít zvláštní reakční aktivitu nebo dočasnou stabilitu. Použitím kontinuálního sušení zmrazení mohou být tyto meziprodukty rychle lyofilizovány, aby udržely stabilní stav, což poskytuje pohodlí pro následné chemické reakce nebo analytické testování.
◆ Příprava a charakterizace vzorku:
V chemické analýze a výzkumu materiálu jsou zásadními kroky přípravy a charakterizace vzorku. Kontinuální sušení zmrazení může přeměnit vzorky kapaliny na pevné látky, což usnadňuje charakterizaci a analýzu, jako je rentgenová difrakce, infračervená spektroskopie, skenovací elektronová mikroskopie atd. Mezitím změny v morfologii materiálu a struktury během sušení zmrazení mohou také poskytnout cenné informace pro studium vlastností účinků.
◆ Výzkum modifikace materiálu:
U některých materiálů lze jejich fyzikální a chemické vlastnosti regulovat změnou obsahu vlhkosti a krystalickým stavem. Neustálé sušení zmrazení může přesně řídit proces sušení materiálů, čímž se dosáhne jemného ladění vlastností materiálu.
◆ Příprava vzorku malé dávky:
Ve fázi laboratorního výzkumu je obvykle nutné připravit malé dávkové vzorky pro předběžné testování a ověření. Neustálé sušení zmrazení s vysokou účinností a flexibilitou může tuto poptávku uspokojit.
Jak funguje řídicí systém
Kontrolní systémNeustálé sušičky zmrazeníRealizuje automatické provádění procesu mrazivého sušení integrací monitorování hardwaru, softwarovým regulací a mechanismy ochrany bezpečnosti. Následující analýza se provádí ze čtyř aspektů: hardwarové složení, softwarové funkce, proces řízení a mechanismus zabezpečení:
Složení hardwaru a monitorování v reálném čase
Senzorová síť
Systém shromažďuje klíčové parametry v reálném čase prostřednictvím teplotních senzorů, tlakových senzorů, vakuových měřidel atd. Například přesnost senzoru teploty materiálu může dosáhnout ± 0. 1 stupeň a rozsah měření pokrývá 1PA na 1000PA. Senzorový signál je přenášen do PLC prostřednictvím stíněných kabelů, aby se zabránilo elektromagnetickému rušení.
Výkonné tělo
Chladicí systém: Přijímá dvoustupňový kompresor pro chlazení s minimální teplotou -80 stupně a je vybaven elektronickým expanzním ventilem pro regulaci toku chladiva.
Vytápěcí systém: Teplota police je rovnoměrně řízena cirkulujícím médiem (jako je silikonový olej), s teplotním kolísáním menšího nebo rovného ± 0. 5 stupňů.
Vakuový systém: Skládaná z čerpadla a kořenového čerpadla a čerpadla, rychlost čerpání může dosáhnout 500 l\/s a konečné vakuum je menší nebo rovné 5PA.
Pneumatické ventily: Solenoidní ventily se používají k řízení krmení, vypouštění a otevírání a zavírání vakuových motýlů, s dobou odezvy menší nebo rovné 0 5 sekundy.
Softwarové funkce a řízení procesů
Řízení křivky procesu
Systém podporuje předvolbu více než 100 křivek sušení zmrazení a každá křivka může definovat až 20 procesů procesních sekcí (jako je předstihnutí, vytápění, držení atd.). Uživatelé mohou například zadávat parametry dotykové obrazovky:
Stage předvedlo: udržovat -45 stupeň po dobu 2 hodin
Sublimační fáze: teplota police -20 stupeň, vakuový stupeň 10PA, udržovaný po dobu 10 hodin
Fáze analýzy: teplota police +30 stupeň, vakuový stupeň 5PA, údržba po dobu 5 hodin
Systém automaticky generuje grafy křivky procesu a podporuje přiblížení a označení klíčových bodů.
Monitorování a poplach v reálném čase
Dynamicky zobrazují parametry, jako je teplota materiálu, stupeň vakua a vytápění, s aktualizační frekvencí 1Hz.
Nastavte prahové hodnoty tříúrovňového alarmu (varování, alarm, vypnutí), například:
Varování bude vydáno, když teplota materiálu překročí nastavenou hodnotu o ± 2 stupně
Alarm bude znít, když je stupeň vakua nižší než 5PA
Okamžitě se vypněte, když se zapamatujte systém chlazení
Informace o alarmu obsahují časové razítka, hodnoty parametrů a návrhy manipulace a podporují historické dotazy na záznamy.
Záznam a analýza dat
Automaticky zaznamenejte parametry procesu, protokoly provozu a události alarmu s úložnou kapacitou větší nebo rovnou 10 let.
Poskytuje funkce exportu dat (jako je formát CSV) a podporuje analýzu Excelu.
Generujte zprávu o procesu, včetně spotřeby energie, doby cyklu a ukazatelů kvality produktu.
Proces kontroly a logika
Fáze předstihování
Spusťte chladicí systém a snižte teplotu materiálu pod eutektickým bodem (například -40 stupeň).
Frekvence kompresoru je upravena prostřednictvím algoritmu pro řízení PID a fluktuace teploty je menší nebo rovná ± 1 stupni.
Vakuový stupeň je udržován na přibližně 100PA, aby se zabránilo varu povrchu materiálu.
Sublimační fáze
Zapněte vakuové čerpadlo a snižte tlak systému pod 10PA.
Postupně zvyšujte teplotu police (např. Z -20 stupně na -10 stupeň), aby zajistil teplo pro sublimaci.
Průtok vodní páry je monitorován hmotnostním průtokem pro stanovení rychlosti sublimace.
Fáze analýzy
Dále zvyšujte teplotu police (například +30 stupeň), aby se rozbily vazebné vodní vazby.
Snižte vakuový stupeň pod 5PA pro podporu difúze vlhkosti.
Dokončení sušení je stanoveno prostřednictvím algoritmů úsudku koncových bodů (jako jsou testy nárůstu tlaku).
Vypouštění a zotavení
Vypněte vakuové čerpadlo a naplňte jej suchým dusíkem, abyste rozbili vakuum.
Začněte rozmrazovat systém vytápění a vyčistěte kondenzátor.
Generujte dávkové zprávy pro zaznamenávání výkonu a spotřeby energie.
Bezpečnostní mechanismy a reakce na mimořádné situace
Ochrana řetězce
Chladicí systém a systém vytápění jsou propojeny, aby se zabránilo současnému spuštění.
Vytápění je zakázáno, když stupeň vakua nedosáhne nastavené hodnoty.
Pokud je průtok chladicí vody nedostatečný, je kompresor zakázán fungovat.
Nouzová operace
Přepínání ručního\/automatického režimu, podpora nouzového vypnutí.
Když dojde k poruše, aktuální stav se automaticky uloží pro snadné zotavení.
Poskytněte pokyny pro údržbu a seznamy náhradních dílů.
Správa povolení
Nastavte tříúrovňová oprávnění operátora, inženýra a správce.
Klíčové operace vyžadují ověření hesla a protokoly operace by měly být zaznamenány.
Podpořte vzdálenou diagnostiku a upgrade.
Případy a výhody aplikací
V oblasti biofarmaceutik přijal určitý podnik tento systém k zamrznutí vakcín. Optimalizací křivky procesu byla doba sušení zkrácena o 20%, zbytkový obsah vlhkosti v produktu byl menší nebo roven 1,5%a míra udržení aktivity byla větší nebo rovná 98%. V potravinářském průmyslu systém umožňuje nepřetržité produkci ovocného a rostlinného prášku, což zvyšuje výrobní kapacitu s jedním šarží o 30% a sníží spotřebu energie o 15%. Jeho výhody spočívají v:
Vysoce přesná kontrola:Malé výkyvy teploty a stupně vakua zajišťují konzistentní kvalitu produktu.
Inteligentní řízení:Snižte ruční zásah a snížte riziko provozních chyb.
Design úspory energie:Spotřeba energie je snížena technologií obnovy tepla, splňuje požadavky GMP a FDA.
Trend vývoje
S neustálým rozvojem vědy a technologií a rostoucím požadavkem na kvalitu produktu v různých průmyslových odvětvích se toto vybavení vyvíjí směrem k efektivnějšímu, inteligentnímu a ekologickému směru. V budoucnu,souvislé sušičky zmrazeníbude věnovat více pozornosti automatizaci a úrovni inteligence zařízení za účelem zlepšení efektivity výroby a kvality produktu. Současně bude kladen větší důraz na ochranu životního prostředí a úsporu energie, aby se snížily provozní náklady na vybavení.
Stručně řečeno, toto vybavení je důležitým průmyslovým zařízením a má široké vyhlídky na aplikace v mnoha oborech. Během procesu nákupu a používání by mělo být vybráno vhodné zařízení na základě skutečných potřeb a provoz a údržba by měla být prováděna přísně v souladu s provozními postupy.
