Wie man eine Gefriertrocknungsanlage baut

Die Konstruktion eines Gefriertrockners ist ein komplexes technisches Projekt. Kleine DIY-Projekte sind zwar möglich; kommerzielle Gefriertrockner müssen jedoch sorgfältig gekühlt sein, über Vakuumsysteme verfügen und eine hochwertige Prozesskontrolle aufweisen, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Bei der Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. haben wir seit über 20 Jahren Gefriertrocknungsanlagen entwickelt und produziert. ,Haushaltsgeräte bis hin zu großen Produktionslinien für Lebensmittel und Pharmazeutika. Im Folgenden wird der Aufbau professioneller Gefriertrockner beschrieben.

1. Konstruktion der Vakuumkammer und des Kondensators

Der Kern jedes Gefriertrockners ist die Vakuumkammer. Sie muss dem äußeren atmosphärischen Druck (14,7 psi) standhalten, gleichzeitig jedoch einen nahezu vakuumartigen Innenraum aufweisen. Bei kleinen Labor- und Haushaltsgeläten (0,5 bis 5 m ²Shelf-Fläche) besteht die Kammer üblicherweise aus einem geschweißten Edelstahlzylinder mit einer klappbaren Tür und einem Sichtfenster. Bei großen Gefriertrocknern für Lebensmittel und Pharmazeutika (30 -200+ m ²Regalbereich), ist der Druckbehälter eine zylindrische oder rechteckige Kammer mit mehreren Regalen, einer Ladeöffnung und einer zweiten Kondensorkammer. Der Kondensator besteht aus einer Reihe kalter Rohrschlangen (aus Edelstahl), die Wasserdampf einfrieren, der aus der Kammer abgesaugt wird. Alle Produktberührungsflächen bei Jiangsu Bolaike bestehen aus lebensmittelechtem Edelstahl der Qualitätsstufen 304 oder 316. In die Kammer sind zudem Anschlüsse für Vakuum-Sensoren, Temperaturfühler und elektrische Durchführungen integriert.

2. Montage der Kühlung und Heizsysteme

Das Kühlsystem erfüllt zwei wichtige Aufgaben: das Einfrieren des Produkts und das Abkühlen der Kondensorspulen. In der Industrie verwendete Kompressoren (meist zweistufig oder Kaskadenkompressoren) müssen in der Lage sein, Temperaturen von −40 °C bis −50 °C bei Lebensmitteln und −85 °C mit pharmazeutischer Anwendung. Das Heizsystem liefert milde und regulierte Wärme während der Trocknungszyklen. Bei industriellen Gefriertrocknern bestehen die Ablagen aus hohlen Platten, die mit einem Wärmeträgerfluid (Silikonöl) gefüllt sind. Dies erfolgt durch eine elektrische Heizung, die das Fluid erwärmt, sowie eine Pumpe, die es durch die Ablagen zirkulieren lässt. Das Ablagensystem sollte möglichst eben sein (weniger als 0,5 mm), um eine gleichmäßige Trocknung aller Behälter zu gewährleisten. Um diese Ebenheit zu erreichen, verfügt Jiangsu Bolaike über Präzisionsbearbeitung und Roboter-Schweißverfahren in seinem Fertigungsprozess.

3. Integration die Vakuum-System und Steuerelektronik

Das Vakuum-System entfernt Luft und nicht -kondensierbare Gase in der Kammer, die die Sublimation ermöglichen. Für kleine Gefriertrockner ist eine zweistufige Drehschieberpumpe ausreichend (Erreichen von <10 Pa). Um die Zykluszeiten zu verkürzen, werden in großen industriellen Anlagen Kombinationen aus Vorpumpen und Hochvakuum-Pumpen (Roots-Gebläse) eingesetzt. Das Herzstück des Gefriertrockners ist das Steuerungssystem. SPS-Steuerungen (Programmable Logic Controllers) überwachen den Druck in den Kammern, die Temperatur der Ablagen, die Produkttemperatur sowie die Temperatur der Kondensatoren. Das Gefriertrocknungsrezept (Einfrieren, Primärtrocknung (Sublimation) und Sekundärtrocknung (Desorption)) wird automatisch von diesen Steuerungen ausgeführt. Die in Jiangsu Bolaike verwendeten Steuerungssysteme verfügen über Touchscreen-Oberflächen, Datenaufzeichnungsfunktionen und die Möglichkeit einer Fernüberwachung. Die Tür ist mit Sicherheitsverriegelungen ausgestattet, um ein Öffnen bei Unterdruck in der Kammer zu verhindern.

4. Qualität Steuung, Prüfung und Zertifizierung

Der eigentliche Aufbau eines Gefriertrockners ist nach der Montage noch nicht abgeschlossen; alle Maschinen müssen sorgfältig getestet werden. Das Vakuumsystem wird auf Leckagen überprüft (das Vakuum wird 24 Stunden oder länger ohne einen Anstieg um mehr als 5 Pa gehalten). Die Kühlleistung wird anhand der Abkühlgeschwindigkeit und der Endtemperatur gemessen (z. B. −50 °C innerhalb von 60 Minuten mit dem Kondensator). Das Heizsystem wird geprüft, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf allen Ablagen sicherzustellen (üblicherweise innerhalb einer Toleranz von ±1°C ). Schließlich wird die Maschine vollständig mit Wasser oder einem Produktersatz eingefroren und getrocknet, um die Zykluszeit sowie den endgültigen Feuchtigkeitsgehalt zu überprüfen. Die 12.000-m²-Fabrik von Jiangsu Bolaike arbeitet nach dem Qualitätsmanagementsystem ISO 9001, und unsere Maschinen sind zudem CE-zertifiziert, um sie nach Europa, Asien und in die Amerikas exportieren zu können. Unser Ingenieurteam hält über 56 nationale Patente und entwickelt kontinuierlich sämtliche Komponenten weiter – von effizienteren Vakuumpumpen bis hin zu intelligenteren Abtausystemen. ²factory of Jiangsu Bolaike is under ISO9001 quality management and our machines are also CE certified to export them to Europe, Asia and the Americas. Our engineering team has over 56+ national patents and is constantly advancing every part, including more efficient vacuum pumps to smarter defrost systems.

Fazit

Der Bau eines professionellen Gefriertrockners erfordert eine präzise Konstruktion der Vakuumkammer sowie der Kälte- und Heizsysteme, der Vakuumpumpen und der Steuerelektronik. Die Auslieferung jeder Maschine unterliegt Leck-, Kühl-, Heiz- und Zyklustests. Jiangsu Bolaike ist ein Hersteller von Haushalts-, Labor-, pharmazeutischen und Lebensmittel-Gefriertrocknern mit über 20 Jahren Erfahrung, ISO9001- und CE-Zertifizierung sowie mehr als 56 nationalen Patenten. Gefriertrocknung oder Werksbesichtigung in Changzhou, China. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihre Anforderungen an die Gefriertrocknung zu besprechen oder eine Werksbesichtigung zu vereinbaren.