一、引言
冻干机是一种在真空环境下，利用升华原理将物质中的水分直接由固态转化为气态，从而达到干燥目的的设备。自从冻干技术问世以来，其干燥方式在多个领域得到了广泛的应用，尤其在食品加工、医药制造、生物制品保存等领域发挥着重要的作用。
二、冻干机的工作原理
冻干机的工作原理基于水的三态变化，即固态、液态和气态之间的转换。当水在三相点(温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa)时，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。冻干机的工作过程大致可分为三个阶段：预冻阶段、升华阶段和解析阶段。
1、预冻阶段：在这一阶段，物质被放入冷冻室中，通过降低温度快速冷冻至物质共晶点以下，使其内部的水分冻结成冰晶。这一步骤对于后续的升华过程至关重要，因为冰晶的均匀分布和细小颗粒有助于升华过程的高效进行。
2、升华阶段：在真空系统的作用下，冻干仓体内形成低气压环境，使冰晶不经过融化过程而直接升华成水蒸气。这一过程中，加热系统为物质提供升华所需的热量，而真空系统则通过真空泵将水蒸气及时排出，以避免在物质表面重新凝结成冰晶。
3、解析阶段：在升华阶段结束后，物质中可能还存在部分结合水或吸附水。此时，需要进一步加热物质，使其中的结合水或吸附水脱离并升华。此阶段同样需要真空系统的支持，以确保水蒸气的及时排出。
三、结构组成
冻干机通常由制冷系统、真空系统、加热系统、物料仓、冷凝器和控制系统等组成。
1、制冷系统：制冷系统通过冷冻机和冷凝器等设备，将物质冷冻至所需温度，确保水分冻结成冰晶。
2、真空系统：真空系统由真空泵、吸附罐等设备组成，负责在冻干过程中创造并保持干燥室内的真空环境，以促进水蒸气的升华和排出。
3、加热系统：加热系统通过加热器和加热板等设备，为升华和解析过程提供必要的热量。
4、物料仓：物料仓是放置待冻干物质的空间，其设计应考虑到物质的均匀受热和易于装卸等因素。
5、冷凝器：冷凝器用于将排出的水蒸气凝结成水，以便于后续处理或排放。
6、控制系统：控制系统是整个冻干机的核心部分，负责设定预冻温度、真空度、运行时间等冻干工艺数据，并监控和调节整个冻干过程。
四、应用领域
1、食品加工领域：冻干技术可以最大限度地保留食品的营养成分、口感和原有特性，同时延长食品的保质期。因此，冻干机在食品加工领域得到了广泛应用，如冻干果蔬、肉类制品、奶制品、咖啡和茶叶等的生产。
2、医药制造领域：冻干技术可以保持药物的活性和稳定性，因此制药冻干机在医药制造领域具有重要地位。它可用于制备各种药品，如抗生素、疫苗、生物制品等，以及医疗用品如敷料、手术器械等。
3、生物制品领域：冻干技术还可用于保存各种生物制品，如蛋白质、酶、抗体等。这些生物制品在医疗、科研等领域具有广泛应用前景。
五、实操机型：Pilot10-15S冻干机使用说明
1、准备工作
(1)准备好待冻干燕窝样品。
(2)准备配套冻干托盘。
(3)准备博医康Pilot10-15S冻干机。
2、燕窝样品摆盘
将待冻干燕窝样品摆放到冻干盘内。
3、冻干机运行前检查操作
(1)冻干机通上电源，打开机身侧门查看电路盘个空气开关是否闭合。
(2)检查真空泵和冻干机机体是否接好。
(3)检查真空泵油位及泵油质量是否正常，如果真空泵自身带开关时应把船型或按钮开关按到开的位置。
(4)拧开钥匙开关，冻干机整机通电后检查触摸屏主界面各个温度及真空度数值是否正常。
4、样品进仓及冻干机运行操作
(1)将样品托盘放在置物车上推至冻干机的冻干仓门前，运输途中应避免磕碰及颠簸以免影响样品冻干后的美观。
(2)打开冻干机仓门将托盘平稳放入隔板上，将样品探头插入样品以检测样品温度。
(3)燕窝样品放好后查看冻干仓门是否关好，侧面观看是否有缝隙。
(4)检查冷阱内部的水分是否已擦干净，如果有水应先放掉并擦拭干净。以免影响真空泵寿命。
(5)检查完毕确认没有问题后点击冻干机主页面的程序冻干按钮，进入冻干曲线设置页面。
6、冻干曲线设置完毕后将程序冻干左侧的手动按钮按下，冻干机将进入自动运行模式，预冻阶段后进入升华干燥阶段。升华干燥阶段时间后转入解析干燥的阶段。
冻干机解析干燥运行完成后通过样品温度及真空度判断燕窝样品已经干燥完毕。退出自动运行状态，关闭压缩机、循环泵、真空泵、冷阱阀，打开回填阀对冻干仓进行洁净空气的填充使仓体内气压与外界气压平衡后打开仓门取出样品封装。实验过程完毕。
技术参数：
| 型号 | Pilot5-8S |
| 冻干面积 | 0.525㎡ |
| 板层数量： | 3+1 |
| 盘装物料量 | 5L |
| 板层尺寸（mm） | 350*500 |
| 冷阱温度（空载） | -55℃ |
| 真空度（空载） | <6Pa |
| 板层温度（空载） | -40℃ |
| 捕水能力 | 8L |
| 冻干效率 | 5L/24H |
| 板层间距 | 50mm |
| 压缩机功率 | 1.5HP |
| 真空泵 | 6L/S |
| 整机尺寸（约） | W760×D1040×H1400 |
