탁상용 동결건조기는 물질을 냉동과 진공 승화 과정을 통해 탈수하는 데 사용되는 설비다.그것은 식품, 약품, 화장품 및 생물 샘플의 보존과 처리에 광범위하게 응용된다.공업형 동결건조기에 비해 부피가 작아 실험실 및 소규모 생산에 더욱 적합하다.본고는 구조 설계와 공정 절차 두 가지 측면에서 분석하고자 한다.

1. 구조 설계

　　데스크탑 동결건조기구조 설계에는 주로 다음과 같은 핵심 부품이 포함됩니다.

1. 냉동 시스템: 냉동 시스템은 그 핵심 부분으로 주로 압축기, 증발기, 응축기로 구성된다.냉동 시스템은 물질을 저온 환경에서 지정된 온도로 냉동하는 역할을 한다.이 과정은 재료의 수분이 얼음으로 동결되도록 보장하여 후속적인 진공승화에 조건을 제공한다.

2. 진공시스템: 진공시스템은 진공펌프와 그 도관을 통해 련결된 설비로서 동결건조실내의 기압을 진공상태에 접근하도록 낮출수 있다.저기압 상태는 재료의 수분이 녹지 않고 승화를 통해 고체에서 기체로 직접 변하는 것을 도와 전통적인 증발 과정 중의 액체 상태의 수분 상실을 피하고 재료의 영양 성분과 활성 물질이 파괴되지 않도록 보장한다.

3. 승화실 (동결건조창고): 승화실은 핵심부분으로서 밀페된 공간으로서 그속에는 온도통제장치와 온도센서가 설치되여있어 동결건조과정에서의 온도를 통제하는데 사용된다.승화 실내의 온도가 비교적 낮아 수분이 승화 형식으로 물질에서 제거되도록 보장한다.

4. 가열판: 가열판은 일반적으로 승화실의 밑부분에 놓여있는데 그 역할은 동결된 물질에 열을 제공하여 물질이 저온조건에서 승화과정을 완성하도록 도와주는것이다.가열판의 온도를 정확하게 조절함으로써 승화 속도를 제어할 수 있어 제품의 품질을 보장할 수 있다.

5. 제어 시스템: 제어 시스템은 중요한 구성 부분으로 온도, 압력, 시간 등 매개 변수의 제어를 포함한다.디스플레이 또는 터치 스크린을 통해 동결 및 건조 프로세스의 매개 변수를 설정하고 모니터링할 수 있습니다.대부분 마이크로컴퓨터 제어 시스템을 채택하여 완전 자동화 조작을 실현한다.

2. 공정 절차

동결건조 공정의 핵심 원리는 물질의 수분을 냉동과 승화를 통해 제거함으로써 물질의 유통기한을 연장하는 동시에 물질의 영양성분과 활성물질을 최대한 보존하는 것이다.일반적으로 데스크탑 동결 건조기 프로세스에는 다음 단계가 포함됩니다.

1. 예처리 단계: 동결 건조하기 전에 재료는 일정한 예처리를 해야 한다.식품은 일반적으로 절단, 세척, 침포 등의 절차를 거쳐야 하며, 약품이나 생물 샘플은 그 pH 값 등을 동결하거나 조절해야 할 수 있다.이 단계의 주요 목적은 불필요한 불순물을 제거하고 동결 건조 효과를 높이는 것입니다.

2. 냉동단계: 재료를 승화실내에 넣고 랭동시스템을 가동하여 재료를 지정된 온도로 랭각시킨다. 일반적으로 -40 ℃ 에서 -80 ℃ 이다.이 온도에서 재료의 수분은 빠르게 얼어 얼음이 된다.냉동의 속도는 적당해야 하며, 너무 빠르거나 너무 느리면 제품의 품질에 영향을 줄 수 있다.

3. 초승화 단계: 냉동이 완료되면 진공펌프를 가동하여 승화 실내의 기압을 낮춘다.이때 동결된 수분이 승화되기 시작한다. 즉 고체에서 직접 기체로 전환되여 재료중의 수분이 액체상태의 물을 형성하는 상황을 피면한다.

4, 2차 승화 단계: 재료의 수분 제거를 확보하기 위해 2차 승화 단계는 더욱 세밀한 진공과 가열 과정을 진행한다.이때 재료의 온도는 점차 상승하여 승화과정의 진행을 촉진한다.이 단계는 일반적으로 재료의 종류와 수분 함량에 따라 몇 시간에서 며칠 정도 걸립니다.

5. 건조 완료 및 포장 단계: 동결 건조 과정이 완료되면 시스템은 자동으로 상온으로 올라가고 점차 상압 상태로 회복됩니다.이때 건조된 재료를 꺼내 포장하고 저장할 수 있다.동결건조후의 재료는 일반적으로 비교적 긴 보존기간을 갖고있을뿐만아니라 형태구조도 기본적으로 원상을 유지하고있다.

데스크탑 동결건조기는 소형 설비로서 조작이 간단하고 설비가 치밀한 특징을 가지고 있으며 실험실과 소규모 생산에 적합하다.합리적인 구조설계와 정확한 공정절차를 통해 재료중의 수분을 능률적으로 제거하고 그 영양성분과 활성을 보존할수 있으며 식품, 약품 등 분야에 널리 응용될수 있다.미래의 연구와 응용에서 동결건조기술은 진일보 최적화되여 생산효률을 높이고 응용범위를 넓힐수 있다.