热导传感器用于真空冻干机工作中压力监控

真空冷冻干燥技术起源于十九世纪二十年代,随着消费者对方便食品需求的增加,冻干食品市场日益扩大。冻干食品在发达工业国家已经相当流行,现在广泛应用于食品、、生物制品、药品和活性物质等领域。

冷冻干燥是通过预冷将含有大量水分的物质冷冻成固体,然后,在真空条件下,水蒸气直接从固体中升华,而物质本身则留在冰冻的冰架中,所以干燥后其体积不变,疏松多孔,整个干燥是在较低的温度下进行的。

一般来说,大型真空冷冻干燥机通常干燥速度不均匀,除了搁板温度分布不均匀外,主要原因是大型冷冻干燥机为了提高生产效率和产量,以及提高真空室的体积利用率,往往采用多层大面积搁板的结构布置,搁板之间的间距相对较窄,真空室的吸入口往往设置在真空室的一侧,导致搁板蒸发面到真空室吸入口的流动迁移通道曲折狭窄,产生流动阻力。

大型冷冻干燥机中升华干燥阶段的水蒸气流量相当大,所以实际上在狭窄的通道中会形成明显的水蒸气压差,最终导致冷冻干燥机中不同货架上的物料干燥速度不同,甚至同一货架内外的不同位置。

因此,分析大型冷冻干燥机在冷冻干燥过程中水蒸气的压力分布规律,对正确评价和降低物料干燥速率的不均匀性有很大的帮助。另外,冻干箱的真空度也是需要控制的一个点。之前很多人认为真空度越高越好,现在认为真空度应该在合理的范围内。真空度过高,不利于传热,干燥速度也会降低。在使用中,如果不需要高真空度,可以通过真空度调节装置来控制真空度,从而可以将真空度控制在要求的范围内。

对于真空冻干机工作过程中的真空度压力监控可以使用热导式气体传感器,它也被称为“热导率传感器”。工采网代理的瑞士Neroxis 热导式气体传感器MTCS2601,是由基于 MEMS 技术的 4 个 Ni-Pt 电阻组成的微机械的热导率传感器,遵循没有化学反应的物理皮拉尼原理,基于气体热导率变化来监测压力,适用于恶劣环境下初级压力控制。