本發(fā)明涉及一種冷凍干燥機，尤其涉及一種真空等離子體冷凍干燥機，屬于冷凍干燥設備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

冷凍干燥機是一種用于保持物料原有特性不變化，去除水分的機械工具，在真空條件下，當水蒸汽直接升華出來后，物料剩留在凍結(jié)時的冰架中，形成類似海綿狀疏松多孔架構(gòu)，因此它干燥后體積大小幾乎不變。再次使用前，只要加入注射用水，又會立即溶解。而一般的干燥種類比較多，如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥等，所得的產(chǎn)品一般都存在體積縮小、質(zhì)地變硬的問題，易揮發(fā)的成分大部分會損失掉，一些熱敏性的物質(zhì)發(fā)生變性、失活，有些物質(zhì)甚至發(fā)生了氧化。

冷凍干燥設備應用的領(lǐng)域比較廣泛，如生物工程、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、材料科學和農(nóng)副產(chǎn)品深加工等領(lǐng)域。如今的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，對于物料的深入研究已經(jīng)無法深入，如何保持物料前的感染可能，如何保持物料在保持原有特性的情況下的變性可能等等諸多的問題，暫時無法得到解決。

真空等離子體冷凍干燥機是一種新的技術(shù)，它不僅具有冷凍干燥設備所有的功能，而且可以保持物料不變形的情況下的物料變性、可能存在物料細菌感染的滅菌、殺毒，為原有的技術(shù)領(lǐng)域應用與研究提供了更多的可能。有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的冷凍干燥機，以便克服現(xiàn)有冷凍干燥機存在的上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種真空等離子體冷凍干燥機，可對物料消菌殺毒，并可以改變部分物料的特性，同時保持物料其余成分的不變。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種真空等離子體冷凍干燥機，包括制冷系統(tǒng)a、真空干燥系統(tǒng)b、真空等離子體系統(tǒng)c、加熱系統(tǒng)d和控制系統(tǒng)e，所述制冷系統(tǒng)a包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥，所述壓縮機通過冷凝器連接節(jié)流閥；所述節(jié)流閥連接真空干燥系統(tǒng)b中的蒸發(fā)器，通過壓縮機的壓縮、節(jié)流，通過蒸發(fā)器對冷凍干燥箱體進行降溫；所述真空干燥系統(tǒng)b包括真空泵、蒸發(fā)器、冷凍干燥箱體，所述冷凍干燥箱體內(nèi)裝有真空等離子體系統(tǒng)c的真空等離子體發(fā)射裝置上極板、真空等離子體發(fā)射裝置下極板以及加熱系統(tǒng)d中的電加熱器；真空泵的入口與冷凍干燥箱體相連，通過真空泵的負壓對冷凍干燥箱體內(nèi)部空間抽真空處理；冷凍干燥箱體的物料夾層處放置真空等離子體發(fā)射裝置，通過真空等離子體發(fā)射裝置的等離子體的輝光放電對物料進行消菌殺毒與變性處理；所述電加熱器設置在冷凍干燥箱體的物料下部，通過電加熱器的對流與輻射換熱，在低溫、真空的環(huán)境中將物料中的水分進行升華。

所述控制系統(tǒng)e連接制冷系統(tǒng)a、加熱系統(tǒng)d、真空干燥系統(tǒng)b、真空等離子體系統(tǒng)c，將220v交流電源的電量供給制冷系統(tǒng)a、真空干燥系統(tǒng)b、真空等離子體系統(tǒng)c、加熱系統(tǒng)d、所述真空等離子體系統(tǒng)c通過電壓分配器、dcdc升壓將瞬間高壓釋放在等離子體發(fā)射裝置中，并通過顯示屏時時顯示冷凍干燥機的運行工作狀態(tài)。

所述真空干燥箱體設有可視窗口，用于觀察輝光放電。

所述真空干燥箱體內(nèi)部裝有高速攝像機，用于捕捉物料瞬間的變化過程。

所述真空干燥箱體內(nèi)部裝有無線攝像頭，無線攝像頭無線連接手機或電腦客戶端，通過手機或電腦客戶端時時觀察物料變化情況。

所述真空干燥箱體內(nèi)部裝有熱電偶溫度傳感器，用于時時檢測冷凍干燥箱體內(nèi)物料的溫度變化。

一種真空等離子體冷凍干燥機的控制方法，其步驟為：

1）對物料消菌殺毒或變性處理

通過控制系統(tǒng)e啟動真空干燥系統(tǒng)b，在真空泵的作用下，使冷凍干燥箱體內(nèi)部的壓力保持在pa左右，然后真空等離子體通過電壓分配器、經(jīng)過dcdc的升壓將瞬間高壓釋放在冷凍干燥箱體的真空等離子體發(fā)射裝置上極板與真空等離子體發(fā)射裝置下極板之間，進行輝光放電，對物料進行消菌殺毒或物料的變性處理；

2）對物料加熱處理

將冷凍干燥箱體內(nèi)的壓力降低，通過控制系統(tǒng)e啟動制冷系統(tǒng)a，使冷凍干燥箱體內(nèi)部的溫度降到物料的三相點以下，再次啟動真空泵，將系統(tǒng)內(nèi)部的壓力降到低于pa，對物料進行冷凍干燥處理，為加快物料的處理時間，通過控制系統(tǒng)e啟動加熱系統(tǒng)d，對冷凍干燥箱體內(nèi)部的物料進行加熱處理，通過熱電偶溫度傳感器的采集，時時進行反饋。

3）物料處理完后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)d、制冷系統(tǒng)a、真空泵，取出物料，然后反復進行。

上述步驟1）、2）過程中，控制系統(tǒng)e通過高速攝像機進行拍照處理，同時利用手機或電腦客戶端通過無線攝像頭時時觀察物料的進展情況。

本發(fā)明的有益效果在于：提供真空等離子體冷凍干燥機，可對物料消菌殺毒，并可以改變部分物料的特性，同時保持物料其余成分的不變。真空等離子體冷凍干燥機是一種新的技術(shù)，它不僅具有了冷凍干燥設備所有的功能，而且可以保持物料不變形的情況下的物料變性、可能存在物料細菌感染的滅菌、殺毒，為原有的技術(shù)領(lǐng)域應用與研究提供了更多的可能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利真空等離子體冷凍干燥機的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標注：1、壓縮機，2、冷凝器，3、節(jié)流閥，4、蒸發(fā)器，5、冷凍干燥箱體，6、真空泵的入口，7、真空泵，8、真空泵的出口，9、真空等離子體發(fā)射裝置上極板，10、真空等離子體發(fā)射裝置下極板，11、電加熱器，12、物料，13、控制面板，14、dcdc，15、電壓分配器，16、220v電源，17、可視窗，18、高速攝像機，19、無線攝像頭，20、熱電偶溫度傳感器，a、制冷系統(tǒng)，b、真空干燥系統(tǒng)，c、真空等離子體系統(tǒng)，d、加熱系統(tǒng)，e、控制系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。

實施例一

請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種真空等離子體冷凍干燥機，包括制冷系統(tǒng)a、真空干燥系統(tǒng)b、真空等離子體系統(tǒng)c、加熱系統(tǒng)d和控制系統(tǒng)e。

壓縮機1、冷凝器2、節(jié)流閥3、置于制冷系統(tǒng)a內(nèi)；壓縮機1連接冷凝器2，冷凝器2連接節(jié)流閥3；節(jié)流閥3連接置于真空干燥系統(tǒng)b中的蒸發(fā)器4，通過壓縮機1的壓縮、節(jié)流，在蒸發(fā)器4內(nèi)對冷凍干燥箱體5進行降溫；

真空泵7、蒸發(fā)器4、真空等離子體發(fā)射裝置上極板9、真空等離子體發(fā)射裝置下極板10、電加熱器11置于真空干燥系統(tǒng)b內(nèi)；真空泵入口6與冷凍干燥箱體5相連，通過真空泵7的負壓對冷凍干燥箱體5內(nèi)部空間抽真空處理；真空等離子體發(fā)射裝置放置在冷凍干燥箱體5的物料12夾層處，通過等離子體的輝光放電對物料12進行消菌殺毒與變性處理；電加熱器11放置在冷凍干燥箱體5的物料12下部，通過電加熱器11的對流與輻射換熱，在低溫、真空的環(huán)境中將物料12中的水分進行升華；

控制系統(tǒng)e中220v交流電將電量供給制冷系統(tǒng)a、加熱系統(tǒng)d、真空干燥系統(tǒng)b、真空等離子體系統(tǒng)c，所述真空等離子體系統(tǒng)c通過電壓分配器（內(nèi)含交直流逆變器）15、等離子體系統(tǒng)c經(jīng)過一定的dcdc14升壓將瞬間高壓釋放在等離子體發(fā)射裝置中；顯示屏上時時顯示整個系統(tǒng)的運行工作狀態(tài)。

本發(fā)明的真空等離子體冷凍干燥機的控制方法，具體操作包括幾個方面：

（1）通過控制系統(tǒng)e啟動真空系統(tǒng)，在真空泵7的作用下，使冷凍干燥箱體5內(nèi)部的壓力保持在500pa左右，然后真空等離子體通過電壓分配器（內(nèi)含交直流逆變器）15、經(jīng)過dcdc14一定的升壓將瞬間高壓釋放在冷凍干燥箱體5的雙極板之間，進行輝光放電，對于物料12進行消菌殺毒或物料12的變性處理。

（2）將冷凍干燥箱體5內(nèi)的壓力適當降低，通過控制系統(tǒng)e啟動制冷系統(tǒng)a，使冷凍干燥箱體5內(nèi)部的溫度降到物料12的三相點以下，再次啟動真空泵7，將系統(tǒng)內(nèi)部的壓力降到低于500pa，對物料12進行冷凍干燥處理，為加快物料12的處理時間，通過控制系統(tǒng)e啟動加熱系統(tǒng)d，對冷凍干燥箱體5內(nèi)部的物料12進行加熱處理，通過熱電偶溫度傳感器20的采集，時時進行反饋。

（3）通過控制系統(tǒng)e對步驟（1）、（2）部分過程的變化，通過高速攝像機18進行拍照處理，同時利用手機或電腦客戶端通過無線攝像頭19時時觀察物料12的進展。

（4）物料處理完后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)d、制冷系統(tǒng)a、真空泵7，取出物料12，然后反復進行。

實施例二

以豆腐為例，用刀將豆腐切成塊狀，為解決豆腐與刀接觸所帶來的細菌感染，通過控制系統(tǒng)e啟動真空系統(tǒng)，在真空泵7的作用下，使箱體內(nèi)部的壓力保持在500pa左右，然后真空等離子體通過電壓分配器（內(nèi)含交直流逆變器）15、經(jīng)過dcdc14一定的升壓將瞬間高壓釋放在冷凍干燥箱體5的雙極板之間，進行輝光放電，對于豆腐12進行消菌殺毒。將真空箱體內(nèi)的壓力適當降低，通過控制系統(tǒng)e啟動制冷系統(tǒng)a，使箱體內(nèi)部的溫度降到豆腐12的三相點以下，再次啟動真空泵7，將系統(tǒng)內(nèi)部的壓力降到低于500pa，對豆腐12進行冷凍干燥處理，為加快豆腐12的處理時間，通過控制系統(tǒng)e啟動加熱系統(tǒng)d，對箱體內(nèi)部的豆腐12進行加熱處理，通過熱電偶20的采集，時時進行反饋。通過高速攝像機18進行拍照處理，同時利用手機或電腦客戶端通過無線攝像頭19時時觀察豆腐12的變化情況。豆腐處理完后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)d、制冷系統(tǒng)a、真空泵7，取出豆腐。

上述對本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。