Funktionsprinzip und Klassifizierung von Vakuumpumpen in Gefriertrocknern
Dieser Artikel stellt die relevanten Grundlagen von Vakuumpumpen für Gefriertrockner vor und konzentriert sich dabei auf deren Funktionsprinzip und Klassifizierung.
I. Funktionsprinzip
Die Hauptfunktion einer Vakuumpumpe in einem Gefriertrockner besteht darin, Luft aus dem Gefriertrockner abzusaugen und so ein Unterdruckumfeld zu schaffen, in dem das im Material enthaltene Wasser bei niedrigen Temperaturen sublimiert und der Trocknungsprozess erreicht wird. Das Funktionsprinzip basiert im Wesentlichen auf der Verdünnung und Kompression von Gasen. Beim Ansaugen von Gas in die Vakuumpumpe sinkt der Druck, wodurch sich die mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle erhöht und die Kollisionen zwischen den Molekülen abnehmen. Dadurch wird das Gas allmählich verdünnt. Sobald ein bestimmter Verdünnungsgrad erreicht ist, kann das Gas durch Kompression aus der Pumpe ausgestoßen werden, wodurch der Vakuumzustand im Gefriertrockner aufrechterhalten wird.
II. Arten von Vakuumpumpen
Basierend auf ihrem Funktionsprinzip und ihren baulichen Merkmalen werden Vakuumpumpen für Gefriertrockner hauptsächlich in ölgedichtete und ölfreie Vakuumpumpen unterteilt.
1. Ölgedichtete Vakuumpumpen
Es gibt zwei Arten von ölgedichteten mechanischen Vakuumpumpen: Drehschieber- und Schieberpumpen. Drehschieberpumpen werden am häufigsten in Gefriertrocknern eingesetzt. Die verschiedenen Teile sind durch einen Ölfilm im Vakuumpumpenöl abgedichtet und geschmiert. Um das Endvakuum zu verbessern, werden in der Regel zwei Pumpen in Reihe geschaltet, um eine zweistufige Pumpe zu bilden.
Im Betrieb komprimieren Drehschieber-Vakuumpumpen Gas. Enthält das Gas viel Wasserdampf, wird dieser zu kleinen Tröpfchen komprimiert und vermischt sich mit dem Vakuumpumpenöl. Dies führt zu einer Emulsion des Pumpenöls und beeinträchtigt die Dichtleistung der Pumpe, wodurch das Endvakuum sinkt. Der Öffnungsgrad des Gasballastventils kann eingestellt oder vollständig geschlossen werden. Bei geöffnetem Gasballastventil sinkt das Endvakuum der Vakuumpumpe, und der Ölverbrauch steigt.
2. Ölfreie Vakuumpumpen
Vakuumpumpen, die ein Arbeitsmedium in der Pumpenkammer verwenden, können das Vakuumsystem verunreinigen, da die Dampfmoleküle des Arbeitsmediums verdampfen und in das System diffundieren. Dies ist für pharmazeutische Maschinen mit hohen Anforderungen inakzeptabel. Trockenpumpen hingegen arbeiten ohne Fördermedium.
Trockenpumpen sind Reinraum-Evakuierungssysteme. Die Pumpenkammer enthält kein Öl oder andere flüssige Medien, wodurch eine Kontamination des Inhalts der evakuierten Behälter ausgeschlossen wird. Der Auslass ist frei von Ölnebel und verhindert so Umweltverschmutzung. Die Pumpe entfernt effektiv kondensierbare Gase wie Alkohol und Wasserdampf und ist wartungsarm, da kein Ölen oder Ölwechsel erforderlich ist.
