Máy sấy phun sương lạnh thử nghiệm là một thiết bị tách hiệu quả cao được thiết kế đặc biệt cho quy mô phòng thí nghiệm, chủ yếu được sử dụng để chuyển đổi vật liệu lỏng thành bột khô bằng cách phun sương nhiệt độ thấp và đóng băng nhanh chóng. Thiết kế kết hợp của nó cho phép chuyển đổi nhẹ nhàng từ chất lỏng sang chất rắn, đặc biệt thích hợp để xử lý các chất nhạy cảm với nhiệt, dễ oxy hóa hoặc hoạt tính cao. Dưới đây là cấu trúc thành phần chi tiết của thiết bị và phân tích chức năng tương ứng của nó:

I. Các thành phần cốt lõi - Hệ thống phun

Trên cùng của thiết bị được cấu hình với một thiết bị vòi phun hai chất lỏng được điều khiển bởi bơm đo lường chính xác, có thể trộn chất lỏng vật liệu với khí nén để tạo thành một giọt sương mù cấp micron. Thiết kế kênh đôi này đảm bảo sự ổn định và tính đồng nhất của hiệu ứng nguyên tử: vật liệu lỏng được vận chuyển dọc theo mao mạch trung tâm, và khoảng cách vòng ngoài được truyền vào luồng không khí tốc độ cao làm nguồn năng lượng. Khi cả hai gặp nhau ở lối ra, một lực cắt mạnh được tạo ra để phá vỡ dòng chảy thành các hạt nhỏ, ngay lập tức đi vào môi trường nhiệt độ thấp để bắt đầu quá trình chuyển pha. Hệ thống được trang bị bộ điều khiển lưu lượng có thể điều chỉnh, cho phép người dùng linh hoạt điều chỉnh tốc độ thức ăn và các thông số áp suất không khí theo đặc điểm mẫu, do đó kiểm soát chính xác sự phân bố kích thước giọt sương mù.

II. Thiết bị bẫy lạnh nhiệt độ thấp cho máy sấy phun đông thử nghiệm

Các bức tường bên trong của khoang chân không hình trụ bao quanh khu vực phun được khảm với một thiết bị đóng băng nhanh được tạo thành bởi một mảng các tấm làm lạnh bán dẫn. Mô-đun này cho phép làm mát nhanh chóng thông qua hiệu ứng Palpath, giảm nhiệt độ bên trong khoang xuống dưới -50 ° C trong một thời gian rất ngắn. gradient nhiệt độ mạnh mẽ này thúc đẩy các giọt nhỏ sau khi nguyên tử hóa ngay lập tức đông cứng thành các hạt tinh thể băng rắn, ngăn chặn hiệu quả các phản ứng thoái hóa hoặc thoái hóa xảy ra với các chất đại phân tử do tiếp xúc với nhiệt. Các bức tường bên trong của bẫy lạnh được xử lý bằng cách đánh bóng gương, làm giảm sự bám dính của vật liệu trong khi thuận tiện cho việc quan sát quá trình thí nghiệm. Ngoài ra, thiết kế của lớp cách nhiệt động đảm bảo sử dụng năng lượng lớn hơn và giảm chi phí tiêu thụ năng lượng.

III. Hệ thống con chân không

Một hệ thống thu hút chân không thứ cấp bao gồm một máy bơm cơ khí trục vít và một máy bơm khuếch tán song song là chìa khóa để duy trì môi trường khô ráo. Máy bơm chính chịu trách nhiệm bơm hầu hết các phân tử không khí và thiết lập chân không cơ bản; Máy bơm thứ cấp tiếp tục loại bỏ các phân tử khí còn sót lại và cuối cùng ổn định áp suất bên trong khoang ở mức 10Pa. Điều kiện chân không cực cao như vậy làm giảm đáng kể nhiệt độ điểm ba pha của nước, cho phép quá trình thăng hoa diễn ra ở nhiệt độ thấp hơn. Dụng cụ giám sát thời gian thực độ chân không kết hợp với van điều chỉnh tự động để đảm bảo dao động áp suất trong toàn bộ chu kỳ sấy được kiểm soát trong phạm vi ± 5Pa, đảm bảo tính lặp lại giữa các lô.

IV. Đơn vị thăng hoa nhiệt cho máy sấy phun lạnh thử nghiệm

Tấm sưởi ấm màng điện nằm ở đáy thiết bị cung cấp một đường cong tăng nhiệt độ có thể kiểm soát để truyền nhiệt đồng đều đến pallet tàu sân bay thông qua hệ thống tuần hoàn dầu dẫn nhiệt. Mô-đun điều khiển nhiệt độ chương trình hỗ trợ cài đặt chiến lược làm nóng nhiều phần, cả hai đều có thể tránh hiện tượng thiêu kết sản phẩm do nhiệt độ cao đột ngột gây ra, và cũng có thể đảm bảo sự thăng hoa đầy đủ của các tinh thể băng mà không để lại dung môi. Cảm biến đo nhiệt độ hồng ngoại phản hồi nhiệt độ thực tế của bề mặt vật liệu trong thời gian thực, tạo thành vòng điều khiển vòng kín với giá trị cài đặt, độ chính xác có thể đạt ± 0,5 ℃. Quá trình này mô phỏng nguyên tắc băng tan trong tự nhiên, nhưng được thực hiện một cách có kiểm soát hơn.

V. Hệ thống bảo vệ thu thập

Máy tách lốc xoáy được chế tạo đặc biệt sử dụng nguyên tắc lực ly tâm để tách bột khô nhẹ khỏi khí thải và các hạt nặng hơn lắng xuống đáy chai thu. Bộ lọc HEPA hiệu quả cao chặn bụi tinh tế thoát ra và ngăn nó xâm nhập vào máy bơm chân không gây hao mòn. Tất cả các bộ phận tiếp xúc với vật liệu được sản xuất bằng vật liệu thép không gỉ 316L, bề mặt được xử lý bằng đánh bóng điện phân để ngăn chặn nguy cơ ô nhiễm ion kim loại. Thiết kế cấu trúc có thể tháo rời thuận tiện cho việc làm sạch và khử trùng, đáp ứng các yêu cầu sản xuất sạch GMP.

VI. Hệ thống điều khiển thông minh cho máy sấy phun lạnh thử nghiệm

Giao diện người-máy của màn hình cảm ứng tích hợp tất cả các chức năng cài đặt thông số hoạt động, bao gồm điều khiển chương trình thời gian cho các biến quan trọng như áp suất phun, tốc độ cho ăn, độ chân không, tốc độ gia nhiệt, v.v. Tính năng lịch sử tích hợp có thể lưu trữ lên đến hàng trăm bộ sơ đồ thử nghiệm, tạo điều kiện cho các cuộc gọi nhanh chóng trong các thử nghiệm lặp lại tiếp theo. Cơ chế khóa liên động an toàn giám sát trạng thái hoạt động của từng hệ thống con và ngay khi phát hiện các điều kiện bất thường (chẳng hạn như quá nhiệt, mất nước, rò rỉ điện), báo động âm thanh và ánh sáng được kích hoạt và bảo vệ dừng tự động. Giao diện mạng hỗ trợ giám sát và truyền dữ liệu từ xa, thuận tiện cho nhân viên nghiên cứu khoa học thiết lập hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu.