เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งแบบสุญญากาศหรือที่รู้จักในชื่อเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็ง มีการใช้งานที่หลากหลายในหลายสาขา มีหลายรุ่นและสามารถจำแนกได้หลายวิธีตามมาตรฐานการจำแนกประเภทที่แตกต่างกัน
จำแนกตามรูปแบบโครงสร้าง
เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศแบบกล่อง-
นี่เป็นรูปแบบโครงสร้างที่ค่อนข้างธรรมดา โดยทั่วไปจะประกอบด้วยห้องทำแห้งเยือกแข็ง- คอนเดนเซอร์ และปั๊มสุญญากาศ ห้องทำแห้ง-แช่แข็งคือที่สำหรับวางวัสดุที่จะแช่แข็ง-ให้แห้ง โดยทั่วไปจะเป็นโครงสร้างกล่องสี่เหลี่ยมที่มีชั้นวางหลายชั้นด้านในเพื่อรองรับถาดวัสดุ ชั้นวางเหล่านี้สามารถ-ควบคุมอุณหภูมิเพื่อให้มีสภาพแวดล้อมการแช่แข็ง-ที่เหมาะสมสำหรับวัสดุ คอนเดนเซอร์มีหน้าที่ดักจับไอน้ำที่ระเหิดแล้วควบแน่นให้เป็นน้ำแข็งผ่านระบบทำความเย็น เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่เป็นสุญญากาศในระหว่างกระบวนการ-ทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง หน้าที่ของหน่วยปั๊มสุญญากาศคือการแยกก๊าซภายใน-ห้องแช่แข็ง{11}}เพื่อสร้างระดับสุญญากาศที่ต้องการ เครื่องทำลมแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศแบบกล่องเหมาะสำหรับการ-ทำแห้งวัสดุต่างๆ แบบแช่แข็ง โดยมีบทบาทสำคัญในการวิจัยในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก-และการผลิตระดับนำร่อง- ในอุตสาหกรรมอาหาร สามารถใช้แช่แข็ง-ส่วนผสมพิเศษบางอย่างให้แห้ง เช่น ชิ้นผลไม้และผักหั่นลูกเต๋า ในสาขาเภสัชกรรม มักใช้สำหรับ-การผลิตยาแห้งแบบแช่แข็งสำหรับชุดย่อยเล็กๆ
เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศต่อเนื่อง
เครื่องทำลมแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศแบบต่อเนื่องมีการออกแบบโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งช่วยให้สามารถป้อนและระบายวัสดุได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก โดยทั่วไปจะประกอบด้วยระบบการป้อน ห้องอบแห้ง และระบบระบาย ระบบป้อนจะลำเลียงวัสดุที่ผ่านการบำบัดล่วงหน้า-ไปยังห้องอบแห้งอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วที่ควบคุม ห้องอบแห้งประกอบด้วยโซนการทำงานหลายโซนที่วัสดุผ่านการแช่แข็ง การทำแห้งแบบระเหิด และกระบวนการอื่นๆ ในระบบระบาย วัสดุที่แห้งสนิทจะถูกระบายออกทันที เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ทำงานอย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ เครื่องทำลมแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศต่อเนื่องมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการผลิตขนาดใหญ่- เช่น ในการผลิตทางอุตสาหกรรมของกาแฟสำเร็จรูปและนมผง วิธีการผลิตอย่างต่อเนื่องทำให้มั่นใจในคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่มั่นคงและความสม่ำเสมอในขณะที่ลดต้นทุนการผลิต
จำแนกตามขนาดการทำงาน
เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบทดลองแบบสุญญากาศ
เครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศรุ่นทดลองใช้เพื่อการวิจัยในห้องปฏิบัติการเป็นหลัก อุปกรณ์เหล่านี้มีขนาดค่อนข้างเล็ก มีโครงสร้างเรียบง่าย และใช้งานและบำรุงรักษาง่าย ความสามารถในการ-ทำแห้งแบบแช่แข็งมีจำกัด โดยทั่วไปสามารถจัดการกับวัสดุในปริมาณเล็กน้อย และโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการสำรวจและค้นคว้า-กระบวนการทำแห้งแบบแช่แข็งสำหรับวัสดุใหม่ ตัวอย่างเช่น ในการพัฒนายาใหม่ในสถาบันการวิจัย จำเป็นต้อง-ทำให้ตัวอย่างแห้งแบบแช่แข็งในปริมาณเล็กน้อยเพื่อกำหนดพารามิเตอร์การทำแห้งแบบแช่แข็งที่เหมาะสมที่สุด- เช่น อุณหภูมิ ระดับสุญญากาศ และเวลา เครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศรุ่นทดลองสามารถตอบสนองข้อกำหนดการทดสอบ-ขนาดเล็กนี้ โดยให้การสนับสนุนข้อมูลและการอ้างอิงกระบวนการสำหรับการผลิต-ขนาดนำร่องและ-ขนาดใหญ่ในภายหลัง ห้องทำแห้งแช่แข็งภายใน-มีขนาดเล็กและมีพื้นที่ชั้นวางจำกัด และการกำหนดค่าของระบบทำความเย็นและสุญญากาศได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการในการทดลองเป็นหลัก โดยไม่จำเป็นต้องใช้กำลังการผลิตสูงเกินไป
ไพล็อต-เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศขนาด
เครื่องทำลมแห้งแช่แข็งสุญญากาศขนาดไพล็อต-เป็นอุปกรณ์ระหว่างแบบจำลองขนาดทดลองและรุ่นการผลิต- ความสามารถในการประมวลผลได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับรุ่นทดลอง แต่ยังค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับอุปกรณ์การผลิตขนาดใหญ่- อุปกรณ์ขนาดนำร่อง-ซึ่งมีโครงสร้างและประสิทธิภาพใกล้เคียงกับอุปกรณ์ขนาดการผลิต- ทำหน้าที่เป็นสะพานสำคัญสำหรับการแปลผลการวิจัยในห้องปฏิบัติการเป็นการผลิตทางอุตสาหกรรม ช่วยให้สามารถ-ตรวจสอบยืนยันกระบวนการทำแห้งแบบแช่แข็ง-ในระดับเพิ่มเติมที่จัดตั้งขึ้นในขั้นตอนการทดลอง โดยตรวจสอบความเสถียรและความเป็นไปได้ของกระบวนการเหล่านี้ในระดับที่ใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการของบริษัทยาที่ย้ายยาใหม่จากการพัฒนาในห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตทางอุตสาหกรรม -เครื่องทำแห้งแช่แข็งสุญญากาศขนาดนำร่องสามารถแช่แข็ง-ยาบางชุดให้แห้งได้ เพื่อยืนยันความน่าเชื่อถือของกระบวนการผลิต และเป็นพื้นฐานสำหรับการเลือกอุปกรณ์และการวางแผนเวิร์กช็อปการผลิต
เครื่องทำแห้งแช่แข็งสุญญากาศขนาดการผลิต
เครื่องอบแห้งแช่แข็งสุญญากาศขนาดการผลิต-ได้รับการออกแบบมาสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่- มีลักษณะโครงสร้างที่ซับซ้อน ฟังก์ชันที่ทรงพลัง และกำลังการผลิตสูง ห้องทำแห้ง-แช่แข็งมีขนาดใหญ่ พร้อมด้วยชั้นวางที่กว้างขวางและจำนวนมาก สามารถรองรับวัสดุจำนวนมากสำหรับการทำแห้งแบบแช่แข็ง-ได้ ระบบทำความเย็นและสุญญากาศยังแข็งแกร่งมากขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการ-อุณหภูมิต่ำและ-สุญญากาศสูงของกระบวนการผลิตขนาดใหญ่- เครื่องอบแห้งแช่แข็งสุญญากาศระดับการผลิตมีบทบาทสำคัญใน-การผลิตขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงอาหาร ยา และชีวเภสัชภัณฑ์ ในอุตสาหกรรมอาหาร ช่วยให้-ผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรแห้งแช่แข็ง{14}}จำนวนมากสามารถผลิตอาหารแห้ง-แช่แข็ง{16}}คุณภาพสูงได้ ในอุตสาหกรรมยา สามารถใช้สำหรับการผลิต-ยาแห้งแช่แข็ง-ขนาดใหญ่ได้ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและการจัดหายา
การจำแนกประเภทโดยวิธีการให้ความร้อน
ติดต่อเครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศ
เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศแบบทำความร้อนแบบสัมผัสจะถ่ายเทความร้อนผ่านการสัมผัสโดยตรงระหว่างวัสดุและชั้นวางที่ให้ความร้อน ส่งเสริมการระเหิดของความชื้นในวัสดุ ชั้นวางแบบให้ความร้อนมักทำจากวัสดุที่มีการนำความร้อนได้ดี เช่น สแตนเลส ในระหว่างการแช่แข็ง-ให้แห้ง วัสดุจะถูกวางบนชั้นวาง และระบบทำความร้อนจะทำความร้อนชั้นวางให้มีอุณหภูมิที่เหมาะสม ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังวัสดุโดยการสัมผัส ทำให้ความชื้นในวัสดุค่อยๆ ระเหิด ข้อดีของวิธีการทำความร้อนนี้คือประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง ซึ่งเพิ่มความเร็วการแช่แข็ง-ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการเช่นกัน สำหรับวัสดุที่มีรูปร่างไม่ปกติหรือวัสดุที่ติดกับชั้นวางได้ง่าย อาจทำให้เกิดความร้อนไม่สม่ำเสมอ ซึ่งส่งผลต่อ-การทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งแบบสุญญากาศแบบใช้ความร้อนแบบสัมผัสถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่รูปร่างของวัสดุไม่สำคัญและจำเป็นต้องมี-การทำให้แห้งแบบแช่แข็งอย่างรวดเร็ว เช่น การทำแห้งแบบแช่แข็ง-ของวัตถุดิบทางเคมีบางชนิด
เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศด้วยรังสีความร้อน
เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศที่ให้ความร้อนด้วยรังสีใช้หลักการของการแผ่รังสีความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุ มีการติดตั้งแหล่งกำเนิดความร้อนจากการแผ่รังสี เช่น หลอดความร้อนอินฟราเรด ภายใน-ห้องทำแห้งเยือกแข็ง เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศโดยใช้รังสี-จะฉายรังสีที่พื้นผิวของวัสดุโดยตรง ส่งผลให้วัสดุดูดซับความร้อนและระเหิดความชื้น ข้อดีของวิธีการทำความร้อนนี้คือ ให้ความร้อนสม่ำเสมอ โดยไม่ได้รับผลกระทบจากรูปร่างหรือตำแหน่งของวัสดุ จึงมั่นใจได้ว่าทุกส่วนของวัสดุจะร้อนสม่ำเสมอ สำหรับวัสดุที่ต้องการการให้ความร้อนสม่ำเสมอสูง เช่น ผลิตภัณฑ์ชีวภาพและยา-ขั้นสูง เครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศแบบฉายรังสีเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า อย่างไรก็ตาม การทำความร้อนด้วยรังสีมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ อาจมีเวลาแช่แข็ง-การทำให้แห้งนานขึ้น และต้นทุนอุปกรณ์ก็สูงขึ้น
การนำ-เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศโดยใช้ความร้อนร่วมด้วยรังสี
เครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศโดยใช้ความร้อนแบบผสมผสานการนำ-ผสมผสานข้อดีของการทำความร้อนแบบสัมผัสและการทำความร้อนแบบฉายรังสีเข้าด้วยกัน โดยจะถ่ายเทความร้อนบางส่วนผ่านการสัมผัสระหว่างชั้นวางที่ให้ความร้อนกับวัสดุ ในขณะเดียวกันก็ใช้แหล่งความร้อนจากการแผ่รังสีเพื่อแผ่ความร้อนออกไป วิธีการทำความร้อนแบบผสมผสานนี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความร้อนและลดระยะเวลาการแช่แข็ง-ในการทำให้แห้ง ในขณะเดียวกันก็รับประกันความสม่ำเสมอของการทำความร้อน ในการใช้งานจริง สำหรับวัสดุที่มีความต้องการสูงสำหรับ-การทำแห้งแบบแช่แข็งด้วยความร้อนแบบแช่แข็ง เช่น -การทำแห้งแบบแช่แข็งของสมุนไพรจีนอันล้ำค่าบางชนิด และ-การทำแห้งแบบแช่แข็งสำหรับอาหารพิเศษ -การนำ-เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งแบบให้ความร้อนแบบคอมโพสิตด้วยรังสีสามารถให้ข้อดีเฉพาะตัวของมันได้อย่างเต็มที่ และให้การบำบัดแบบแช่แข็ง-ที่ดีขึ้นสำหรับวัสดุ
