Cấu tạo máy đông khô phòng thí nghiệm, thiết bị sấy âm sâu

Trong một nội dung gần đây tác giả đã phân tích về cấu tạo máy sấy đông khô, tuy nhiên trong nội dung này cũng với chủ đề tương tự là cấu tạo máy đông khô, vậy có gì khác biệt để cần phân tích riêng. Chắc chắn là có sự khác biệt bởi máy đông khô là thiết bị sử dụng cho phòng thí nghiệm với tính năng sấy nhiều sản phẩm số lượng nhỏ cùng lúc, mức độ lạnh sâu hơn, cách thức vận hành cũng khác với các thiết bị sấy thông thường.

Với các máy sấy đông khô sử dụng trong dân dụng và công nghiệp như sấy khô rau củ quả, thực phẩm, dược liệu với khối lượng lớn vài chục tới vài trăm kg nguyên liệu mỗi lần sấy, chúng ta đã được tìm hiểu chi tiết trong nội dung về máy sấy thăng hoa hoặc trên web maysaythanghoa.com. Các công đoạn sấy đầy đủ trên máy sấy thông dụng gồm giai đoạn cấp đông sản phẩm tại độ lạnh -40^oc, tiếp đến là chuyển lạnh sang buồng ngưng, sau đó quá trình hút chân không mới bắt đầu, 8 bước cuối là giai đoạn thăng hoa của nước đá trong sản phẩm và nhiệt độ sản phẩm cũng tăng dần, khi kết thúc các giai đoạn sấy cuối thì máy dừng hoạt động để người vận hành lấy sản phẩm ra khỏi máy.

Tuy vậy, đối với máy đông khô phòng thí nghiệm thì cách vận hành sẽ khác đi, cụ thể là máy đông khô chỉ làm lạnh buồng ngưng ở mức độ lạnh -80 ∼ -60^oc và hút chân không liên tục để quá trình thăng hoa sấy khô của sản phẩm được diễn ra liên tục, tức là các bình chứa mẫu sấy có thể tháo lắp liên tục. Giai đoạn cấp đông mẫu vật cần sấy thì được thực hiện tại tủ lạnh âm sâu riêng biệt. Do vậy cấu tạo máy đông khô phòng thí nghiệm sẽ khác với máy sấy đông khô thông thường.

Thiết bị sấy dùng cho phòng thí nghiệm sẽ không có giai đoạn cấp đông sản phẩm, do vậy chúng ta sẽ không thấy vị trí làm đông lạnh sản phẩm ở hình 1, chỉ có vị trí để sản phẩm cho quá trình thăng hoa diễn ra ngay lập tức khi đưa sản phẩm vào. Cơ bản là như này, trên hình đầu tiên sẽ thấy 1 bình thủy tinh bên trong có các giá đỡ sản phẩm và các bình hình tròn lắp bên ngoài. Các bình tròn đó chứa các mẫu sấy thí nghiệm trước đó đã được làm đông lạnh trong tủ lạnh âm sâu riêng biệt, như vậy các mẫu thí nghiệm có thể lấy ra lắp vào thường xuyên trên máy đông khô, còn các hệ thống lạnh và hút chân không hoạt động liên tục trong ngày, chỉ có các bình chứa mẫu vật là tháo lắp thường xuyên.

Hình ảnh trên chính là cấu tạo máy đông khô bên trong lớp vỏ kim loại sau khi đã tháo ra. Khoang ngưng tụ nước có hình dạng giống như lòng nồi cơm điện vậy, tại đây, bề mặt kim loại có độ lạnh tới -60^oc hoặc thấp hơn sẽ ngưng tụ hơi nước thoát ra từ sản phẩm đặt tại buồng kính trong phía trên, không khí khô được hút qua các lỗ nhỏ trên thanh tròn ở giữa bình ngưng. Các bộ phận xung quanh là các thiết bị điện và điều khiển, hệ thống lạnh âm sâu được đặt ở khoang dưới.

Khi nói tới hệ thống lạnh của máy đông khô, mặc dù cũng là dòng máy sấy nhưng độ lạnh âm của thiết bị phòng thí nghiệm này cần độ lạnh sâu hơn so với máy sấy thăng hoa, do vậy hệ thống lạnh sẽ có 2 cấp làm lạnh. Trong đó:

Cấp làm lạnh 1 (cấp sơ cấp) chịu trách nhiệm làm lạnh tới khoảng -40 ∼ -20^oc, với các thiết bị gồm dàn nóng, quạt dàn nóng, máy nén, van tiết lưu, gas lạnh R404a, dàn lạnh (chính là 1 nửa của bộ trao đổi nhiệt). Tại cấp này, nhiệt nóng từ gas tại dàn nóng sẽ được thổi ra ngoài môi trường, còn dàn lạnh sẽ hấp thụ nhiệt từ dàn nóng của cấp làm lạnh 2.

Cấp làm lạnh 2 (cấp thứ cấp) chịu trách nhiệm làm lạnh tới -80 ∼ -60^oc, với các thiết bị gồm dàn lạnh (quấn quanh bình ngưng), máy nén, van tiết lưu, gas lạnh R507, dàn nóng (chính là phần còn lại của bộ trao đổi nhiệt). Tại cấp này, nhiệt nóng sẽ được dàn lạnh của cấp 1 hấp thụ, còn dàn lạnh quấn quanh bên ngoài bình ngưng để cung cấp độ lạnh sâu cho bình ngưng tụ hơi nước.

Đây là một dòng thiết bị sấy rất nhỏ, do vậy bơm chân không được đặt bên ngoài cho gọn nhẹ thiết bị hơn, nhìn các hình trên là chúng ta cũng thấy phần hút chân không là khá đơn giản. Như vậy qua các thông tin cơ bản trên, Độc giả cũng đã hiểu thêm được cấu tạo máy đông khô dùng cho phòng thí nghiệm, tất nhiên đi sâu vào chi tiết sẽ phức tạp hơn nhiều, trong các nội dung sau homecare sẽ dần dần phân tích các vấn đề liên quan, cảm ơn các Bạn đã tham khảo thông tin chia sẻ.