วิธีการสร้างเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็ง

การออกแบบเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งเป็นโครงการวิศวกรรมที่ซับซ้อน แม้จะสามารถดำเนินโครงการแบบ DIY ขนาดเล็กได้ แต่เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์จำเป็นต้องมีระบบทำความเย็นที่แม่นยำสูง มีระบบสุญญากาศ และระบบควบคุมคุณภาพระดับสูง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สามารถทำซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอ บริษัท Jiangsu Bolaike Refrigeration Science and Technology Development Co., Ltd. ของเราได้พัฒนาและผลิตอุปกรณ์อบแห้งแบบแช่แข็งมาแล้วกว่า 20 ปี ,ตั้งแต่เครื่องใช้ในครัวเรือน ไปจนถึงสายการผลิตอาหารและยาขนาดใหญ่ ด้านล่างนี้คือคำอธิบายเกี่ยวกับโครงสร้างของเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งระดับมืออาชีพ

1. การออกแบบห้องสุญญากาศและคอนเดนเซอร์

ส่วนสำคัญที่สุดของเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งคือห้องสุญญากาศ ซึ่งต้องสามารถรับแรงดันบรรยากาศภายนอก (14.7 psi) ได้ ในขณะเดียวกันก็ต้องรักษาสภาพภายในให้ใกล้เคียงกับสุญญากาศมากที่สุด สำหรับเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งขนาดเล็กที่ใช้ในห้องปฏิบัติการและในครัวเรือน (พื้นที่ชั้นวาง 0.5 ถึง 5 ตร.ม.) ห้องสุญญากาศมักเป็นทรงกระบอกทำจากสแตนเลสที่เชื่อมติดกัน มีประตูแบบบานพับและกระจกสังเกตการณ์ ²ส่วนเครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและเภสัชกรรมขนาดใหญ่ (30 -ถึง 200+ ตร.ม.) ²พื้นที่ชั้นวาง), ถังรับแรงดันเป็นห้องทรงกระบอกหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งมีชั้นวางหลายชั้น ประตูสำหรับบรรจุวัสดุ และห้องควบแน่นที่สอง คอนเดนเซอร์ประกอบด้วยขดลวดเย็น (ทำจากสแตนเลส) ซึ่งทำหน้าที่แช่แข็งไอน้ำที่ถูกดูดออกจากห้องทั้งหมด พื้นผิวที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์ที่บริษัท Jiangsu Bolaike ใช้ทำจากสแตนเลสเกรดอาหารชนิด 304 หรือ 316 ทั้งหมด ทั้งนี้ ยังออกแบบให้มีพอร์ตสำหรับติดตั้งเซ็นเซอร์สุญญากาศ โพรบที่วัดอุณหภูมิ และข้อต่อไฟฟ้าแบบผ่านผนังไว้ในห้องด้วย

2. การประกอบ เครื่องเย็น และระบบทำความร้อน

ระบบทำความเย็นทำหน้าที่สำคัญสองประการ ได้แก่ การแช่แข็งผลิตภัณฑ์ และการลดอุณหภูมิของขดลวดคอนเดนเซอร์ คอมเพรสเซอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรม (มักเป็นแบบสองขั้นตอนหรือแบบแคสเคด) จะต้องสามารถทำความเย็นได้ถึง -40 °C ถึง -50 °C สำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร และ -85 °C สำหรับการใช้งานด้านเภสัชกรรม ระบบทำความร้อนจัดหาความร้อนที่อ่อนโยนและควบคุมได้ในระหว่างรอบการอบแห้ง ในเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งในโรงงาน ชั้นวางจะเป็นแผ่นกลวงที่บรรจุของเหลวถ่ายเทความร้อน (น้ำมันซิลิโคน) ซึ่งทำได้โดยใช้ฮีตเตอร์ไฟฟ้าให้ความร้อนกับของเหลวนั้น และปั๊มหมุนเวียนของเหลวนั้นผ่านชั้นวาง ระบบชั้นวางควรมีพื้นผิวเรียบมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (เบี่ยงเบนไม่เกิน 0.5 มม.) เพื่อให้ถาดทั้งหมดแห้งอย่างสม่ำเสมอ ในการผลิตพื้นผิวที่เรียบดังกล่าว บริษัท Jiangsu Bolaike ใช้กระบวนการผลิตที่อาศัยการกลึงความแม่นยำสูงและการเชื่อมด้วยหุ่นยนต์

3. การผสานรวม ท่อ ระบบสุญญากาศและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับควบคุม

ระบบสุญญากาศทำหน้าที่กำจัดอากาศและก๊าซที่ไม่ -ก๊าซที่สามารถควบแน่นได้ในห้องปฏิบัติการ ซึ่งช่วยให้เกิดกระบวนการระเหิด (sublimation) ปั๊มแบบโรตารีแวนสองขั้นตอนมีความเหมาะสมสำหรับเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งขนาดเล็ก (สามารถสร้างสุญญากาศได้ต่ำกว่า 10 พาสคาล) เพื่อลดระยะเวลาของแต่ละรอบการผลิต ระบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่จึงใช้การผสมผสานระหว่างปั๊มเบื้องต้น (roughing pumps) กับปั๊มสุญญากาศระดับสูง (เช่น รูทส์บลาวเวอร์) สมองของเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งคือ ระบบควบคุม ซึ่งใช้โปรแกรมเมเบิลโลจิกคอนโทรลเลอร์ (PLCs) ตรวจสอบความดันภายในห้องปฏิบัติการ อุณหภูมิของชั้นวาง อุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ และอุณหภูมิของคอนเดนเซอร์ กระบวนการทำแห้งแบบแช่แข็ง (freeze drying recipe) ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนการแช่แข็ง การทำแห้งขั้นต้น (ระเหิด) และการทำแห้งขั้นที่สอง (การดูดซับออก) จะดำเนินการโดยอัตโนมัติผ่านระบบควบคุมเหล่านี้ ระบบควบคุมที่ใช้ในบริษัทเจียงซู โบไลเค่อ มีหน้าจอสัมผัส สามารถบันทึกข้อมูลได้ และสามารถตรวจสอบระยะไกลได้ ประตูของเครื่องมีระบบล็อกความปลอดภัยเพื่อป้องกันไม่ให้เปิดขณะห้องปฏิบัติการอยู่ภายใต้สุญญากาศ

4. คุณภาพ การควบคุม, การทดสอบและการรับรอง

การประกอบเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็ง (freeze dryer) จริงๆ แล้วไม่ถือว่าเสร็จสมบูรณ์เพียงแค่การติดตั้งเท่านั้น แต่เครื่องทุกเครื่องจะต้องผ่านการทดสอบอย่างเหมาะสมก่อนใช้งาน ระบบสุญญากาศจะถูกตรวจสอบหาการรั่วซึม (โดยรักษาระดับสุญญากาศไว้เป็นเวลา 24 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น โดยไม่มีการเพิ่มขึ้นของความดันเกิน 5 พาสคัล) การทำความเย็นจะถูกวัดจากอัตราการลดอุณหภูมิและอุณหภูมิสุดท้าย (เช่น ลดลงถึง -50 °C ภายใน 60 นาที พร้อมคอนเดนเซอร์) ระบบทำความร้อนจะถูกตรวจสอบเพื่อให้มั่นใจว่ามีความสม่ำเสมอทั่วทุกชั้นวาง (โดยทั่วไปอยู่ในช่วงความเบี่ยงเบนไม่เกิน ±1°C ) สุดท้ายนี้ เครื่องจะถูกใช้ในการแช่แข็งและทำแห้งตัวอย่างน้ำหรือสารจำลองผลิตภัณฑ์อย่างสมบูรณ์ เพื่อตรวจสอบระยะเวลาของแต่ละรอบการผลิต (cycle time) และปริมาณความชื้นสุดท้ายที่เหลืออยู่ โรงงานขนาด 12,000 ตารางเมตรของบริษัท Jiangsu Bolaike ได้รับการรับรองมาตรฐานการจัดการคุณภาพ ISO9001 และเครื่องจักรของเราได้รับการรับรองมาตรฐาน CE ด้วย ซึ่งทำให้สามารถส่งออกไปยังยุโรป เอเชีย และทวีปอเมริกาได้ ²ทีมวิศวกรของเราได้รับสิทธิบัตรระดับชาติมากกว่า 56 ฉบับ และยังคงพัฒนาปรับปรุงส่วนต่างๆ ของเครื่องอย่างต่อเนื่อง รวมถึงปั๊มสุญญากาศที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และระบบละลายความเย็น (defrost system) ที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น

บทสรุป

การผลิตเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งมืออาชีพต้องอาศัยความแม่นยำในการออกแบบและสร้างห้องสุญญากาศ ระบบทำความเย็นและให้ความร้อน ปั๊มสุญญากาศ และอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ การจัดส่งเครื่องแต่ละเครื่องจะผ่านการทดสอบการรั่วซึม การทำความเย็น การให้ความร้อน และการทดสอบวงจรอย่างละเอียด บริษัท Jiangsu Bolaike เป็นผู้ผลิตเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งสำหรับใช้ในครัวเรือน ห้องปฏิบัติการ อุตสาหกรรมยา และอุตสาหกรรมอาหาร มีประสบการณ์มากกว่า 20 ปี ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO9001 และ CE รวมทั้งมีสิทธิบัตรระดับชาติมากกว่า 56 ฉบับ ท่านสามารถเข้าชมกระบวนการผลิตเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็ง หรือทัศนศึกษาโรงงานที่เมืองฉางโจว ประเทศจีน ติดต่อเราได้ทันทีในวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการด้านการผลิตเครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งของท่าน หรือเพื่อนัดหมายเข้าชมโรงงาน