食品冷凍干燥機(jī)加熱系統(tǒng)是真空冷凍干燥機(jī)的主要組成部分。它的功能是滿足凍干過程冰升華所需的熱能。加熱系統(tǒng)主要由加熱板組件、加熱罐、板式換熱器、熱媒泵、三通合流調(diào)節(jié)閥(以下稱三通調(diào)節(jié)閥)閥門及管道組成。

 

    食品冷凍干燥機(jī)加熱系統(tǒng)采用15kw電加熱器對加熱罐內(nèi)的介質(zhì)(無離子水以下稱水)進(jìn)行加熱.在正常情況下,當(dāng)加熱罐中350L的水達(dá)到需要的溫度130℃后，可蓄能46KW·h。在5.8m³/h的流量下，可在10min內(nèi)將加熱板從30℃加熱到100℃并可滿足連續(xù)工作的要求。

 

    根據(jù)需要，水在加熱罐中被加熱到一定的溫度（一般比工藝要求的高工作溫度高約10℃即可），熱水順管道流經(jīng)三通調(diào)節(jié)閥，與來自板式換熱器的溫度較低的冷卻回水相混合。三通調(diào)節(jié)閥能自動調(diào)整來自于加熱罐的高溫水和來自板式換熱器的低溫水的比例，達(dá)到工藝要求的合適溫度，然后由熱媒泵驅(qū)動進(jìn)入干燥倉中的加熱板。熱水在加熱板內(nèi)，將部分熱量通過板壁的傳導(dǎo)和表面的輻射（初期包括部分的對流）傳遞給干燥倉內(nèi)的物料和其它結(jié)構(gòu)件。從加熱板流出的降溫水，離開干燥倉后分成三部分，一部分水（與從加熱罐流出的水等量）直接回到加熱罐。一部分水經(jīng)板式換熱器冷卻后變成更低溫的水進(jìn)入三通調(diào)節(jié)閥，與第三部分從干燥倉流出不經(jīng)板式換熱器冷卻直接到三通調(diào)節(jié)閥的水相匯合后，再與來自加熱罐的熱水混合。達(dá)到符合工藝要求溫度的水給加熱板加熱，如此循環(huán)。此過程中板式換熱器是否進(jìn)行冷卻由PID表根據(jù)工藝要求自動控制。

 

    根據(jù)凍干工藝的要求，不同的物料，加熱板的工作溫度是不同的。一般在50-120℃之間，因此加熱罐工作溫度一般不高于,130℃。為了保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，希望運(yùn)行過程中系統(tǒng)內(nèi)不出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，所以加熱罐內(nèi)正常工作壓力應(yīng)維持在0.2-0.5MPa。

 

    食品冷凍干燥機(jī)板式換熱器的主要功能是用于加熱板的降溫，及對流入加熱板熱水的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在干燥過程中，當(dāng)需要加熱板降溫時，三通調(diào)節(jié)閥關(guān)閉來自于加熱罐熱水的主路。打開來自于板式換熱器的低溫水的支路，使板式換熱器與熱媒泵和干燥倉中的加熱板形成一個閉合回路。靠循環(huán)冷卻水通過板式換熱器的熱交換將系統(tǒng)的剩余熱量帶走，達(dá)到降溫的目的。在冷卻水溫度為20℃時，1h以內(nèi)可以把加熱板從80℃降到30℃。

 

    為了提高干燥倉加熱板的溫度均勻性，本系統(tǒng)采用大流量小溫差的設(shè)計(jì)方案，在額定功率的工況下，回路流量5.8m³/h，加熱板出入口溫差小于2℃。