中試原位真空凍干機(jī)操作流程(含原位預(yù)凍-干燥全環(huán)節(jié))
1.開(kāi)機(jī)前準(zhǔn)備階段
(1)設(shè)備狀態(tài)檢查
外觀與連接:確認(rèn)設(shè)備外殼無(wú)破損,電源線、真空泵連接線、冷卻水管(若有)連接牢固,無(wú)松動(dòng)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(wú)變形、裂紋。
輔助設(shè)備與物料:確認(rèn)真空泵油位在“高低油位線"之間(油質(zhì)清澈無(wú)渾濁);準(zhǔn)備待凍干物料(需提前分裝至適配托盤(pán)/西林瓶,確保裝載量均勻,避免超出擱板邊緣);準(zhǔn)備U盤(pán)(用于存儲(chǔ)工藝數(shù)據(jù),若需)。
安全檢查:打開(kāi)設(shè)備總電源前,確認(rèn)車(chē)間電壓穩(wěn)定(符合設(shè)備額定電壓,如380V三相電),接地保護(hù)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(kāi)干燥室門(mén),將裝有物料的托盤(pán)平穩(wěn)放置在設(shè)備擱板上(原位凍干無(wú)需后續(xù)轉(zhuǎn)移,需確保托盤(pán)與擱板充分接觸,利于導(dǎo)熱);若為多擱板設(shè)備,需均勻分配物料,避免單擱板過(guò)載。
關(guān)閉干燥室門(mén),順時(shí)針旋緊門(mén)鎖(或扣合氣動(dòng)/電動(dòng)門(mén)鎖),確保門(mén)體與腔室密封面貼合緊密,無(wú)漏氣縫隙(可觀察門(mén)體密封條是否平整,無(wú)異物夾雜)。
(3)系統(tǒng)初始化與參數(shù)設(shè)置
打開(kāi)設(shè)備總電源,啟動(dòng)控制系統(tǒng)(PLC+嵌入式系統(tǒng)),等待系統(tǒng)自檢(約1-3分鐘,自檢通過(guò)后無(wú)報(bào)警提示;若有報(bào)警,需先排查故障,如“門(mén)未關(guān)緊"“真空泵未連接"等)。
工藝參數(shù)設(shè)定:進(jìn)入“工藝編輯"界面,選擇預(yù)設(shè)工藝配方(或新建配方),明確關(guān)鍵參數(shù)——
?預(yù)凍階段:設(shè)定預(yù)凍溫度(通常低于物料共晶點(diǎn)5-10℃,如-40℃~-60℃)、恒溫時(shí)間(根據(jù)物料厚度,一般1-3小時(shí),確保物料全部?jī)?/span>結(jié));
?升華干燥階段:設(shè)定擱板升溫速率(0.5-2℃/min,避免過(guò)快導(dǎo)致物料崩解)、目標(biāo)溫度(通常低于物料共晶點(diǎn)1-2℃)、真空度(一般10-50Pa,根據(jù)物料特性調(diào)整)、恒溫時(shí)間;
?解析干燥階段:設(shè)定擱板目標(biāo)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(shí)間;
輔助參數(shù):設(shè)定真空泵啟動(dòng)溫度(通常低于-40℃,防止水蒸氣進(jìn)入真空泵)、報(bào)警閾值(如真空度異常、溫度超差等)。
2.原位預(yù)凍階段
(1)確認(rèn)參數(shù)無(wú)誤后,點(diǎn)擊“啟動(dòng)工藝",設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入預(yù)凍模式,擱板通過(guò)電加熱反向制冷(或銜接制冷系統(tǒng))開(kāi)始降溫。
(2)實(shí)時(shí)監(jiān)控:在“運(yùn)行監(jiān)控"界面觀察擱板溫度、樣品溫度(通過(guò)標(biāo)配探頭)變化曲線,確保溫度按設(shè)定速率降至預(yù)凍目標(biāo)值,且恒溫階段溫度穩(wěn)定無(wú)波動(dòng)(若樣品溫度未達(dá)標(biāo),需延長(zhǎng)恒溫時(shí)間,避免后續(xù)升華時(shí)物料融化)。
(3)預(yù)凍結(jié)束判斷:若設(shè)備無(wú)自動(dòng)判斷功能,可通過(guò)樣品溫度曲線確認(rèn)——樣品溫度穩(wěn)定在預(yù)凍目標(biāo)值且與擱板溫度基本一致,視為預(yù)凍完成。
3.真空升華干燥階段
(1)預(yù)凍結(jié)束后,設(shè)備自動(dòng)觸發(fā)真空泵啟動(dòng)(或手動(dòng)點(diǎn)擊“開(kāi)真空泵")——需等待真空度降至設(shè)定值(如<50Pa)后,再啟動(dòng)擱板電加熱升溫(避免物料表面融化)。
(2)過(guò)程監(jiān)控:重點(diǎn)觀察以下參數(shù):
真空度:若真空度突然升高,可能是物料升華速率過(guò)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(wěn)定在-60℃(標(biāo)準(zhǔn)版)或-80℃(定制版)以下,若溫度升高,需檢查制冷系統(tǒng)是否正常;
樣品溫度:升華階段樣品溫度應(yīng)始終低于共晶點(diǎn),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(tǒng)問(wèn)題。
(3)升華結(jié)束判斷:當(dāng)擱板溫度升至解析階段目標(biāo)值、樣品溫度與擱板溫度基本一致、真空度穩(wěn)定無(wú)波動(dòng)時(shí),視為升華結(jié)束,設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入解析干燥階段(或手動(dòng)切換)。
4.解析干燥階段
(1)保持高真空度(如<20Pa),通過(guò)擱板電加熱將物料溫度升至設(shè)定值(如30℃),恒溫一段時(shí)間(根據(jù)物料殘留水分要求,一般2-4小時(shí))。
(2)殘留水分判斷:可通過(guò)以下方式輔助判斷:
重量法:若設(shè)備支持在線稱(chēng)重,當(dāng)物料重量連續(xù)1-2小時(shí)無(wú)變化時(shí),視為干燥完成;
經(jīng)驗(yàn)法:根據(jù)同類(lèi)物料工藝經(jīng)驗(yàn),設(shè)定固定解析時(shí)間,或觀察真空度曲線無(wú)波動(dòng)、樣品外觀無(wú)收縮變形時(shí),視為完成。
(3)解析結(jié)束后,點(diǎn)擊“停止加熱",保持真空泵運(yùn)行10-20分鐘(進(jìn)一步去除殘留水分),再關(guān)閉真空泵。
5.停機(jī)與物料取出階段
(1)破真空:關(guān)閉真空泵后,打開(kāi)“進(jìn)氣閥"(緩慢通入潔凈氮?dú)饣蚋稍锟諝猓苊鈿饬鬟^(guò)快導(dǎo)致物料吹散),待腔室壓力恢復(fù)至大氣壓后,關(guān)閉進(jìn)氣閥。
(2)取出物料:打開(kāi)干燥室門(mén),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(shè)備清潔與關(guān)機(jī):用潔凈抹布擦拭擱板、干燥室腔壁(若有物料殘留,可用無(wú)水乙醇擦拭,禁止使用尖銳工具刮擦);關(guān)閉設(shè)備控制系統(tǒng)電源、總電源,斷開(kāi)真空泵連接線;若長(zhǎng)期不用,需排放真空泵內(nèi)的油(或更換新油),清潔設(shè)備表面。
(4)數(shù)據(jù)導(dǎo)出:將工藝曲線、運(yùn)行參數(shù)通過(guò)USB接口導(dǎo)出至U盤(pán),存檔備用(便于后續(xù)工藝優(yōu)化或質(zhì)量追溯)。
6.關(guān)機(jī)后整理
•清理操作現(xiàn)場(chǎng),將物料、工具歸位;
•記錄設(shè)備運(yùn)行日志:包括本次凍干物料名稱(chēng)、裝載量、工藝參數(shù)、運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備異常情況(若有)等。