中試原位真空凍干機操作流程(含原位預凍-干燥全環節)
1.開機前準備階段
(1)設備狀態檢查
外觀與連接:確認設備外殼無破損,電源線、真空泵連接線、冷卻水管(若有)連接牢固,無松動或老化;檢查真空管路接口(如KF快接卡箍)密封墊是否完好,無變形、裂紋。
輔助設備與物料:確認真空泵油位在“高低油位線"之間(油質清澈無渾濁);準備待凍干物料(需提前分裝至適配托盤/西林瓶,確保裝載量均勻,避免超出擱板邊緣);準備U盤(用于存儲工藝數據,若需)。
安全檢查:打開設備總電源前,確認車間電壓穩定(符合設備額定電壓,如380V三相電),接地保護正常,緊急停止按鈕(急停鍵)功能完好。
(2)物料裝載與腔室密封
打開干燥室門,將裝有物料的托盤平穩放置在設備擱板上(原位凍干無需后續轉移,需確保托盤與擱板充分接觸,利于導熱);若為多擱板設備,需均勻分配物料,避免單擱板過載。
關閉干燥室門,順時針旋緊門鎖(或扣合氣動/電動門鎖),確保門體與腔室密封面貼合緊密,無漏氣縫隙(可觀察門體密封條是否平整,無異物夾雜)。
(3)系統初始化與參數設置
打開設備總電源,啟動控制系統(PLC+嵌入式系統),等待系統自檢(約1-3分鐘,自檢通過后無報警提示;若有報警,需先排查故障,如“門未關緊"“真空泵未連接"等)。
工藝參數設定:進入“工藝編輯"界面,選擇預設工藝配方(或新建配方),明確關鍵參數——
?預凍階段:設定預凍溫度(通常低于物料共晶點5-10℃,如-40℃~-60℃)、恒溫時間(根據物料厚度,一般1-3小時,確保物料全部凍結);
?升華干燥階段:設定擱板升溫速率(0.5-2℃/min,避免過快導致物料崩解)、目標溫度(通常低于物料共晶點1-2℃)、真空度(一般10-50Pa,根據物料特性調整)、恒溫時間;
?解析干燥階段:設定擱板目標溫度(通常20-40℃,需低于物料熱變形溫度)、真空度(5-20Pa,更高真空度利于殘留水分去除)、恒溫時間;
輔助參數:設定真空泵啟動溫度(通常低于-40℃,防止水蒸氣進入真空泵)、報警閾值(如真空度異常、溫度超差等)。
2.原位預凍階段
(1)確認參數無誤后,點擊“啟動工藝",設備自動進入預凍模式,擱板通過電加熱反向制冷(或銜接制冷系統)開始降溫。
(2)實時監控:在“運行監控"界面觀察擱板溫度、樣品溫度(通過標配探頭)變化曲線,確保溫度按設定速率降至預凍目標值,且恒溫階段溫度穩定無波動(若樣品溫度未達標,需延長恒溫時間,避免后續升華時物料融化)。
(3)預凍結束判斷:若設備無自動判斷功能,可通過樣品溫度曲線確認——樣品溫度穩定在預凍目標值且與擱板溫度基本一致,視為預凍完成。
3.真空升華干燥階段
(1)預凍結束后,設備自動觸發真空泵啟動(或手動點擊“開真空泵")——需等待真空度降至設定值(如<50Pa)后,再啟動擱板電加熱升溫(避免物料表面融化)。
(2)過程監控:重點觀察以下參數:
真空度:若真空度突然升高,可能是物料升華速率過快、冷阱捕水能力不足,需降低擱板升溫速率;
冷阱溫度:確保冷阱溫度穩定在-60℃(標準版)或-80℃(定制版)以下,若溫度升高,需檢查制冷系統是否正常;
樣品溫度:升華階段樣品溫度應始終低于共晶點,若樣品溫度異常升高,需立即暫停升溫,排查真空度或制冷系統問題。
(3)升華結束判斷:當擱板溫度升至解析階段目標值、樣品溫度與擱板溫度基本一致、真空度穩定無波動時,視為升華結束,設備自動進入解析干燥階段(或手動切換)。
4.解析干燥階段
(1)保持高真空度(如<20Pa),通過擱板電加熱將物料溫度升至設定值(如30℃),恒溫一段時間(根據物料殘留水分要求,一般2-4小時)。
(2)殘留水分判斷:可通過以下方式輔助判斷:
重量法:若設備支持在線稱重,當物料重量連續1-2小時無變化時,視為干燥完成;
經驗法:根據同類物料工藝經驗,設定固定解析時間,或觀察真空度曲線無波動、樣品外觀無收縮變形時,視為完成。
(3)解析結束后,點擊“停止加熱",保持真空泵運行10-20分鐘(進一步去除殘留水分),再關閉真空泵。
5.停機與物料取出階段
(1)破真空:關閉真空泵后,打開“進氣閥"(緩慢通入潔凈氮氣或干燥空氣,避免氣流過快導致物料吹散),待腔室壓力恢復至大氣壓后,關閉進氣閥。
(2)取出物料:打開干燥室門,快速取出凍干后的物料(避免物料在空氣中吸潮),密封保存。
(3)設備清潔與關機:用潔凈抹布擦拭擱板、干燥室腔壁(若有物料殘留,可用無水乙醇擦拭,禁止使用尖銳工具刮擦);關閉設備控制系統電源、總電源,斷開真空泵連接線;若長期不用,需排放真空泵內的油(或更換新油),清潔設備表面。
(4)數據導出:將工藝曲線、運行參數通過USB接口導出至U盤,存檔備用(便于后續工藝優化或質量追溯)。
6.關機后整理
•清理操作現場,將物料、工具歸位;
•記錄設備運行日志:包括本次凍干物料名稱、裝載量、工藝參數、運行時間、設備異常情況(若有)等。