labconco冷凍干燥機是一種優質的干燥方法，凍干機作為冷?凍干燥工藝的核心設備， 已經被廣泛應用在制藥、生?物制品、食品加工等領域。筆者結合多年凍干機維修?管理工作，對凍干機在日常生產活動中的制冷系統、?真空系統常見故障進行分析，特別是通過兩個實際案?例進行分析， 對這一類故障提出針對性解決方案。

1?? labconco冷凍干燥原理及凍干機組成

物質在自然界中以氣、液、固三種形態存在， 其 構成大部分是水， 水在維持其構造、機能方面起著重?要作用，提取出水分或降低水的活動即可降低物質?活性。冷凍干燥是將物質先預凍結為固態， 然后使其?中的水從固態升華為氣態， 以除去物質 95% ~ 99.5%?的水分的保存方法。冷凍干燥分為預凍結、升華干燥?(第一期干燥) 、解吸干燥(第二期干燥) 三個過程。

凍干機主要由凍干箱體、擱板、冷凝器、制冷系?統、真空系統、氣動系統、液壓系統、CIP 系統、SIP 系?統、主控系統等組成。

2 ??制冷系統的組成

制冷系統被稱為凍干機的“心臟”，普遍采用機?械式動力制冷，一般采用制冷壓縮機作為制冷的動?力，也有采用液氮制冷的方式。以制冷壓縮機作為制?冷動力的凍干機制冷系統由壓縮機 (螺桿式壓縮機?或活塞式壓縮機) 、冷凝器(水冷凝器或風冷凝器) 、?膨脹閥(熱力膨脹閥或電子式膨脹閥) 和蒸發器(冷?阱或板式換熱器) 所構成， 主要為凍干工藝過程中產?品前期預凍結提供冷量，以及為后期冷阱盤管捕集升華水汽的凝華提供冷量。

冷阱的主要功能是吸附凍干箱內升華的水蒸汽，?一般按凍干機擱板面積的 0.9 ~ 1.4 倍來匹配冷阱的?冷凝表面積，結構為圓筒型容器， 位于凍干箱后面， 分?立式冷阱和臥式冷阱兩種。冷阱上有制冷接口、抽空?閥接口?、溫度探頭接口、化霜管道接口、視鏡等。

在設計凍干機時，考慮到凍干機對制冷要求的?特殊性，其主要由以下部件組成： 壓縮機、制冷劑、水

冷凝器、油分離器、電磁閥、膨脹閥、冷阱、干燥過濾?器、能量調節器(CPCE) 、安全閥、制冷管路等組成。

3 labconco凍干機真空系統的組成

凍干機真空系統由真空泵組、前箱、后箱(冷凝?器) 、蘑菇閥、蝶閥、真空儀表、真空閥門和真空管道?等組成。

產品中的水分只有在真空狀態下才能很快升華，?達到干燥的目的。真空泵通過抽空閥抽冷阱， 再通過?主閥抽凍干箱， 使冷阱、凍干箱形成真空， 一方面促使?凍干箱內的水分在真空狀態下蒸發(升華) ，另一主面?該真空系統在冷凝器和凍干箱之間形成一個真空梯?度(壓力差)?，使前箱水分升華后被冷凝器捕獲。真空?系統的真空度應與產品的升華溫度和冷凝器的溫度?相匹配，真空度過高、過低都不利于升華。

4 ? labconco凍干機常見故障維修

 

4.1 ?制冷系統泄漏故障

制冷系統泄漏主要表現為：

(1) 低壓端與高壓端泄漏：原因是設備在運行過程中的震動及壓縮機起停時的沖擊導致銅管裂縫、?接口端喇叭口、法蘭盤螺絲松動及密封墊圈破損、老化失去彈性而不密封等。

(2) 高壓端泄漏表現為：設備運行時高壓壓力走?低，制冷劑越來越少， 如不能找到漏點會導致設備制冷效果不好或不制冷。

(3) 低壓端泄漏表現為：設備運行時因漏點系統?會吸入大量空氣， 導致高壓壓力不斷升高、高壓指針?擺動大， 從而設備無法運行。處理這類故障首先要判斷出泄漏發生在哪些位?置才好找出漏點， 也才能完全解決問題， 不停地添加?制冷劑只能短暫解決問題但會帶來更大的隱患。檢?漏方法很多但常用方法是充氮氣打壓，在可疑部位?噴肥皂水進行檢漏。

4.2 ? labconco凍干機制冷效果不好故障

制冷效果不好主要表現冷阱或凍干箱內溫度達?不到要求，原因也是多方面的，要具體情況具體分?析，常見的原因有：

(1) 泄漏導致制冷劑量不足或膨脹閥開啟不合理。

(2) 制冷系統堵塞， 如過濾器堵塞、電磁閥損壞?失效。

處理這類故障要看設備具體表現情況才好判斷?原因，只有找準原因也才能完全解決故障。如：壓縮?機結霜嚴重，但隔板溫度達不到設定溫度或壓縮機?溫度較高， 而吸氣閥處不見掛霜， 此種現象表示問題?出在膨脹閥上， 處理方法只有調節膨脹閥， 使壓縮機?工作達到最佳狀態； 設備溫度降不下來， 吸氣閥處不?掛霜，且吸氣壓力較低這種現象說明問題出在制冷?劑上，只有適當補充制冷劑才能解決問題； 制冷系統?堵塞一般常見的是油垢堵在某個閥門或過濾器上，?只有找到堵塞部位和原因， 并進行清洗或更換， 問題?才能解決。

4.3 ?高壓端壓力報警故障

凍干機運行過程中高壓端壓力報警屬頻發故?障，當壓縮機的排氣壓力大于高壓繼電器設置壓力?時，報警就會出現， 消除方法是手動復位高壓繼電器?上的復位按鈕。報警消除是容易， 但要保證不再發生?就要找到形成報警的原因，從源頭上解決才是正確的操作。形成高壓報警的原因很多， 常見的有：

(1) 冷卻水溫度高、冷卻水流量低或管道堵塞，?要確認冷卻水工況條件是否滿足工藝要求、定期對冷卻水管道進行清洗等。

(2) 制冷劑添加過多， 也會造成排氣壓力升高，?這時要適量排出多余制冷劑。

(3) 檢查高壓排氣閥是否開啟或損壞，使得凍干?機高壓端排氣不通暢也會造成高壓報警。

4.4 ?壓縮機油壓差低故障

壓縮機起動 90 s?后油壓差繼電器將起作用，若?此時沒有油壓差， 壓縮機會出現油壓差報警并停機。?對于凍干機油壓差低報警情況，應從以下幾方面進行檢查：

(1) 檢查油壓差繼電器是否因故障導致其沒有及?時復位，此時需更換油壓差繼電器或手動按下復位按鈕進行報警消除。

(2) 檢查油路是否存在泄漏現象、曲軸箱內油面?液位，判斷是否需補充油量或是其他原因造成油泵吸不到油， 此時一般需更換新的油分離器。

(3) 檢查冷凍油顏色，是否因運行時間長而變臟， 已造成油泵過濾器堵塞，此時需對冷凍油進行整體更?換并清潔堵塞的過濾器。

4.5 ?真空泵性能下降， 真空度低

對于凍干產品， 真空度至關重要。真空度應與產 品的升華溫度和冷凝器的溫度相匹配， 真空度過高、?過低都不利于升華。這個故障常見的原因有：

(1) 泄漏，只有逐一檢查可能的漏點，如管路、各?類閥門、密封墊圈、冷阱、凍干箱體等，找到了漏點故?障即可解決。

(2) 堵塞，對真空管路、過濾器等進行排查，找到?堵塞位置， 及時清理或更換過濾器濾芯。

(3) 真空泵故障， 對真空泵進行故障維修或更換。

(4) 冷凝器化霜不徹底，導致凍干箱體底部有積?水而影響真空泵抽真空。

5 ??案例分析

5.1 ?凍干機制冷系統故障

(1) 故障描述

凍干機制冷時間延長，壓縮機需工作很長時間?才能將溫度拉到設定溫度。出現這種情況后， 為了保?證生產正常進行維修人員會采取一些應急方法， 如?添加一定量制冷劑，這樣能使凍干機制冷時間恢復正常，但生產幾批后老問題又再次出現。

(2) 故障分析

這種故障表現是典型的制冷劑泄漏問題，并且?可以肯定的是低壓端泄漏問題。壓縮機運行時， 當泄?漏發生在低壓端時，?高壓端壓力表會走高， 甚至指針?會擺動不停； 當泄漏發生在高壓端時， 高壓端壓力表?會偏低， 因為制冷劑在減少。

維修人員添加一定量制冷劑是應急方法，不是?解決之道， 因為不找到泄漏點， 一味地添加制冷劑會?導致壓縮機制冷系統吸入大量空氣，使壓縮機高壓壓力不斷升高從而無法正常運行， 這是得不償失的。

(3) 故障排除

生產間隙， 維修人員用肥皂水進行查漏，最終在 一根銅管接口處發現了漏點。松開接口在喇叭口旁?找到一處約 1 cm 長的裂紋， 估計是做喇叭口時就有 損傷了，只是沒漏， 隨著設備運行時會有震動及長時?間的使用，導致了泄漏。

經過更換銅管，重新加注了新的制冷劑后設備?已正常運行了約 2 個月未在出現這類故障，從而肯?定該故障徹底解決了。

5.2 ?凍干機水冷凝器故障

(1) 故障描述

壓縮機高壓端壓力偏高、高壓報警，制冷效果不好。

(2) 故障分析

凍干機制冷系統中水冷凝器的傳輸介質一般是?冷卻水，其作用是將高溫高壓的氣態制冷劑的熱量?帶走并使制冷劑冷凝成液體。在凍干機設計之初， 對?冷卻水的流量、壓力、進出水溫差等都有明確允許范?圍。冷凝器的換熱效率高低直接關系到凍干機制冷?效果。常用的判斷方法是看冷卻水壓力、用手摸摸冷?凝器的進水與出水端是否有明顯溫差及冷凝器表面?溫度是否異常偏高。眾所周知， 工業化生產狀態螺桿?壓縮機冷卻方式用的都是水冷凝器。為節約生產成?本、節能減排， 冷卻水的供給一般采用一幢樓(或一?個廠區) 集中循環式供應。循環管路一般選用碳鋼?管，隨著使用時間加長碳鋼管內壁會有大量雜質產?生，這些雜質會沉積在循環管道內壁、冷凝器盤管內?壁等從而降低冷凝器換熱效率。

經過檢查冷卻水循環系統循環給水水壓約為?5.5 MPa、溫度為 7.2 ℃，回水水壓約為 6 MPa、溫度?為 10.7 ℃，因此判斷冷卻水循環系統工作是正常的。?用手摸冷凝器進出水管兩端、冷凝器表面發現水管?兩端溫差不大， 但冷凝器表面溫手， 估計是冷凝器盤管堵塞或結垢，?使其換熱效率降低。

(3) ? labconco凍干機故障排除

如圖 1 所示，水冷凝器冷卻水進水管內壁雜質很?多，易造成堵塞， 必須定期清洗。如圖 2 所示凍干機水?冷凝器化學清洗現場及清洗液殘留物，從殘留物可以?看出水冷凝器內部也是非常臟的，盤管內壁雜質、結?垢很嚴重且清洗液殘留物表面有一定的油質， 用自來水循環清洗不容易被清理，必需要用專業的管道清洗?劑或酸堿化學溶液才能將其清洗干凈。

經過維修技術人員對冷卻水循環管路、冷凝器?的化學溶液清洗， 冷凝器工作正常， 壓縮機的高壓端?壓力降低、制冷效果也得到大大提高。

通過這個案例維修制訂了針對冷水機組、冷卻?水循環管道、冷凝器(換熱器) 等設備(施) 的定期化?學溶液清洗文件。對于效益較好采用產品附加值較?高的企業，建議在冷卻水循環管的選擇上是 304 不?銹鋼管而不是碳鋼管。

6???結論

在設備運行過程中發生故障在所難免，當故障?發生時維修人員應當保持清醒意識，透過現象看到?本質，找到故障根源， 采取有效可行措施，只有這樣?才能避免故障進一步擴大， 才能徹底解決問題。對于凍干機的常見故障， 結合多年實踐經驗， 凍干機在使?用過程中企業應重視每月定期的日常維護保養工作?及每?2 年左右邀請凍干機廠家工程師對設備制冷、?真空、液壓等系統進行檢查或維護保養工作。

只有做好設備清潔、制冷劑定期檢查、冷動油和?過濾器定期更換等工作才能最大程度降低設備故?障，使設備隨時處于最佳工作狀態， 這也才能為企業?帶來更大的效益。