一種真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及真空冷凍干燥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]真空冷凍干燥機，首先是使產(chǎn)品凍結(jié)，然后在真空環(huán)境下提供合適的升華熱，使凍結(jié)產(chǎn)品中的水分或其他溶劑轉(zhuǎn)化成氣態(tài)蒸汽，達到產(chǎn)品脫水的目的。
[0003]液體產(chǎn)品的凍結(jié)過程和被凍結(jié)后的固體產(chǎn)品在干燥過程中蒸發(fā)出來的水蒸汽的凝結(jié)過程都需要一個低溫環(huán)境。隨著醫(yī)藥、生物提取工藝技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)許多含有活性細胞成分的制劑，這些制劑需要在低溫或超低溫下保存其理化性能，達到預(yù)防、治療的有效性和持久性。
[0004]現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)采用兩級復(fù)疊系統(tǒng)，其工作流程圖如圖1所示。所述的制冷系統(tǒng)包括第一級壓縮系統(tǒng)和第二級壓縮系統(tǒng)，第一級壓縮系統(tǒng)是由中溫制冷劑R404A為冷媒的制冷系統(tǒng)。第一級壓縮系統(tǒng)由第一級壓縮機a、第一級冷凝器b、第一級節(jié)流器c和第一級蒸發(fā)器d構(gòu)成。第二級壓縮系統(tǒng)是由低溫級制冷劑R23為冷媒的制冷系統(tǒng)。第二級壓縮系統(tǒng)由第二級壓縮機e、第二級冷凝器f、第二級節(jié)流器g和第二級蒸發(fā)器h構(gòu)成。兩個壓縮系統(tǒng)是由蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來，第一級蒸發(fā)器d也就是第二級冷凝器f，故也稱蒸發(fā)冷凝器。
[0005]這個系統(tǒng)能得到一 60°C?一 70°C的蒸發(fā)溫度，基本上能滿足一些產(chǎn)品的保存要求。
[0006]但是，現(xiàn)有的許多生物醫(yī)藥制劑屬于高附加值產(chǎn)品，為了更能有效地穩(wěn)定液體狀態(tài)時的理化性能，常常需要添加一些溶劑作為添加劑或賦形劑。使用較多的添加劑有葡萄糖類、多元醇類如甘露醇、無水溶劑如甘油、乙醇等。這些溶劑的加入，使得干燥過程中所蒸發(fā)的混合蒸汽在凝結(jié)時需要比常規(guī)低溫更低的超低溫，目前的兩級復(fù)疊系統(tǒng)無法達到該要求，嚴重影響了真空干燥機的干燥效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型的目的是提供一種真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)，本實用新型的制冷系統(tǒng)實現(xiàn)了冷阱溫度在-100°C — -1lO0C，促使待干燥制劑中的水分或其他溶劑在升華后快速凝結(jié)，提高了干燥效率。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案:一種真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)，包括第一級壓縮系統(tǒng)和第二級壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一級壓縮系統(tǒng)包括第一壓縮機，第一制冷劑，第一油分離器，第一冷凝器，第一節(jié)流器和第一蒸發(fā)器，所述的第一壓縮機用于將低壓的第一制冷劑壓縮成高壓的第一蒸汽制冷劑，所述的第一壓縮機的輸出端連接第一油分離器的輸入端，所述的第一油分離器用于分離第一蒸汽制冷劑中的冷凍潤滑油，所述的第一油分離器的輸出端連接第一冷凝器的輸入端，所述的第一冷凝器用于將第一蒸汽制冷劑冷凝成第一液體制冷劑，所述的第一冷凝器的輸出端連接第一節(jié)流器的輸入端，所述的第一節(jié)流器用于將第一液體制冷劑降壓降溫至低溫的第一制冷劑，所述的第一節(jié)流器的輸出端連接第一級蒸發(fā)器的輸入端，所述的第一蒸發(fā)器分別與第二級壓縮系統(tǒng)和第一壓縮機連接，用于完成第一制冷劑與第二級壓縮系統(tǒng)的換熱，并將換熱后的第一制冷劑引入第一壓縮機，進行第一級壓縮系統(tǒng)的循環(huán)過程；所述的第二級壓縮系統(tǒng)包括第一溫度控制器，第二制冷劑，第二壓縮機，第二油分離器，第二冷凝器，第二節(jié)流器，第三節(jié)流器，第二蒸發(fā)器和第三蒸發(fā)器，所述的第一溫度控制器分別與第一蒸發(fā)器和第二壓縮機連接，用于檢測并控制從第一蒸發(fā)器進入第二壓縮機的第二制冷劑溫度，所述的第二壓縮機用于將低壓的第二制冷劑壓縮成高壓的第二蒸汽制冷劑，所述的第二壓縮機的輸出端連接第二油分離器的輸入端，所述的第二油分離器用于分離第二蒸汽制冷劑中的冷凍潤滑油，所述的第二油分離器的輸出端連接第二冷凝器的輸入端，所述的第二冷凝器為第一蒸發(fā)器，所述的第二冷凝器的輸出端分別與第二節(jié)流器的輸入端和第三節(jié)流器的輸入端連接，所述的第二節(jié)流器的輸出端連接第二蒸發(fā)器的輸入端，所述的第二蒸發(fā)器用于第二制冷劑與循環(huán)硅油間的換熱，所述的循環(huán)硅油用于對待干燥的制劑進行降溫，完成制劑從液態(tài)到固態(tài)的凝固過程，所述的第三節(jié)流器的輸出端連接第三蒸發(fā)器的輸入端，所述的第三蒸發(fā)器分別與第三級壓縮系統(tǒng)和第二壓縮機連接，用于完成第二制冷劑與第三級壓縮系統(tǒng)的換熱，并將換熱后的第二制冷劑引入第二壓縮機，進行第二級壓縮系統(tǒng)的循環(huán)過程；所述的制冷系統(tǒng)還包括第三級壓縮系統(tǒng)，所述的第三級壓縮系統(tǒng)包括第二溫度控制器，第三制冷劑，第三壓縮機，第三油分離器，第四油分離器，第三冷凝器和第四節(jié)流器，所述的第二溫度控制器分別與第三蒸發(fā)器和第三壓縮機連接，用于檢測并控制從第三蒸發(fā)器進入第三壓縮機的第三級制冷劑溫度，所述的第三壓縮機用于將低壓的第三制冷劑壓縮成高壓的第三蒸汽制冷劑，所述的第三壓縮機的輸出端連接第三油分離器的輸入端，所述的第三油分離器的輸出端連接第四油分離器的輸入端，所述的第三油分離器和第四油分離器用于分離第三蒸汽制冷劑中的冷凍潤滑油，所述的第四油分離器的輸出端連接第三冷凝器的輸入端，所述的第三冷凝器為第二級蒸發(fā)器，所述的第三冷凝器的輸出端與第四節(jié)流器的輸入端連接，所述的第四節(jié)流器的輸出端與冷阱的輸入端連接，所述的冷阱為蒸汽捕集器，所述的冷阱與第三壓縮機連接，用于完成第三制冷劑與冷阱間的換熱，并將換熱后的第三制冷劑引入第三壓縮機，進行第三級壓縮系統(tǒng)的循環(huán)過程。
[0009]通過上述方案，可以保證循環(huán)硅油溫度在_60°C以下，使得待干燥的制劑從液態(tài)快速凝結(jié)成固態(tài)，同時該三級壓縮系統(tǒng)使得冷阱的溫度處于-100°C — -110°c，實現(xiàn)了待干燥制劑中的水分或其他溶劑在升華后快速凝結(jié)的效果，提高了干燥效率。
[0010]優(yōu)選的是，所述的第一制冷劑為中溫制冷劑。
[0011]更為優(yōu)選的是，所述的第一制冷劑為R404A。
[0012]優(yōu)選的是，所述的第二制冷劑為低溫制冷劑。
[0013]更為優(yōu)選的是，所述的第二制冷劑為R23，R508A或R08B中的一種。
[0014]優(yōu)選的是，所述的第三制冷劑為超低溫制冷劑。
[0015]更為優(yōu)選的是，所述的第三制冷劑為R14。
[0016]其中，所述的第一壓縮機為全封閉壓縮機或半封閉壓縮機，所述的第一冷凝器為風機強制冷卻式冷凝器或循環(huán)水冷卻式冷凝器，所述的第一蒸發(fā)器為板式換熱器。
[0017]其中，所述的第二壓縮機為全封閉壓縮機或半封閉壓縮機，所述的第二冷凝器為風機強制冷卻式冷凝器或循環(huán)水冷卻式冷凝器，所述的第二蒸發(fā)器和第三蒸發(fā)器為板式換熱器。
[0018]優(yōu)選的是，所述的第二壓縮機內(nèi)設(shè)置有第一壓力控制器，所述的第一壓力控制器實現(xiàn)了第二制冷劑在壓力< 1.2MPa時，才能進入第二壓縮機，保證了第二級壓縮系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0019]其中，所述的第三壓縮機為全封閉壓縮機或半封閉壓縮機，所述的第三冷凝器為風機強制冷卻式冷凝器或循環(huán)水冷卻式冷凝器。
[0020]優(yōu)選的是，所述的第三壓縮機內(nèi)設(shè)置有第二壓力控制器，所述的第二壓力控制器實現(xiàn)了第三制冷劑在壓力< 1.2MPa時，才能進入第三壓縮機，保證了第三級壓縮系統(tǒng)及第一級壓縮系統(tǒng)、第二級壓縮系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
[0021]其中，所述的第二級油分離器和第二級冷凝器間設(shè)置有冷卻器。所述的冷卻器用于降低第二制冷劑蒸汽的溫度，避免循環(huán)使用的第二制冷劑溫度過高影響第二油分離器的分尚效率和第二級壓縮系統(tǒng)的制冷效率。
[0022]優(yōu)選的是，所述的第二級壓縮系統(tǒng)還設(shè)置有第一膨脹容器，第一毛細管和第一單向閥，所述的第一膨脹容器分別與第一單向閥和第一毛細管連接。
[0023]優(yōu)選的是，所述的第三級壓縮系統(tǒng)還安裝有第二膨脹容器，第二毛細管和第二單向閥，所述的第二膨脹容器分別與第二單向閥和第二毛細管連接。
[0024]其中，所述的冷凍潤滑油為POE聚脂油。
[0025]其中，所述的第一溫度控制器或第二溫度控制器為T型熱電偶。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實現(xiàn)的有益效果:本實用新型的制冷系統(tǒng)采用三級制冷系統(tǒng)，獲得-1oo°c — -110°C超低溫環(huán)境，對于加入添加劑的待干燥制劑也能實現(xiàn)干燥的效果，擴大了真空冷凍干燥設(shè)備的使用范圍。
【附圖說明】
[0027]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步詳細說明本實用新型:
[0028]圖1為現(xiàn)有真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)的工作示意圖；
[0029]圖2為本實用新型真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0030]如圖2所示，一種真空冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)，包括第一級壓縮系統(tǒng)和第二級壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一級壓縮系