冷凍干燥機(jī)是一種利用冷凍和真空技術(shù)將物質(zhì)中的水分從固態(tài)直接升華到氣態(tài)的設(shè)備。通常用于食品、藥品、生物制品的保存，因為凍干可以有效地保持原有物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和成分不變。
冷凍干燥機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是確保整個凍干過程順利進(jìn)行的關(guān)鍵組成部分，其工作原理如下：
1、預(yù)凍階段：首先，需要將待干燥的產(chǎn)品降溫至其共晶點以下，即產(chǎn)品中所有自由水和部分結(jié)合水都被凍結(jié)成冰的溫度。這一階段的溫度控制要非常精確，以避免細(xì)胞結(jié)構(gòu)受到損害。
2、主干燥階段(一次干燥)：在預(yù)凍完成后，系統(tǒng)會降低腔室內(nèi)的壓力并逐漸升溫，使冰直接從固態(tài)升華為氣態(tài)。這一階段的溫度控制需要保證足夠的熱量供給，以促進(jìn)冰的升華，但又不能過高，以免造成產(chǎn)品的熱損傷。
3、后干燥階段(二次干燥)：當(dāng)大部分水分被移除后，系統(tǒng)會繼續(xù)降低溫度和壓力，以去除剩余的結(jié)合水。這一階段的溫度控制同樣重要，需要維持在一定范圍內(nèi)，以確保水分的移除而不損傷產(chǎn)品。
4、溫度傳感器和控制器：冷凍干燥機(jī)內(nèi)部裝有溫度傳感器，如熱電偶或電阻溫度探測器，這些傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測樣品和腔室的溫度。溫度數(shù)據(jù)會被發(fā)送到控制系統(tǒng)，通常是微處理器或PLC。
5、加熱系統(tǒng)：溫度控制系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定的程序和傳感器反饋調(diào)節(jié)加熱元件的工作，可能是電熱絲或其他加熱裝置，以維持所需的溫度曲線。
6、冷卻系統(tǒng)：在某些設(shè)計中，還可能包括冷卻系統(tǒng)，用于在必要時降低樣品的溫度，通過制冷劑循環(huán)實現(xiàn)。
總之，冷凍干燥機(jī)的溫度控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的閉環(huán)控制系統(tǒng)，它通過精確的溫度監(jiān)測和調(diào)節(jié)，確保凍干過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。正確的溫度控制對于實現(xiàn)高效、高質(zhì)量的凍干至關(guān)重要。
