Dit artikel introduceert de relevante kennis over vacuümpompen voor vriesdrogers, met de nadruk op hun werkingsprincipe en classificatie.
I. Werkingsprincipe
De belangrijkste functie van een vacuümpomp voor een vriesdroger is het afzuigen van lucht uit de vriesdroger, waardoor een lage druk ontstaat die ervoor zorgt dat water in het materiaal bij lage temperaturen sublimeert, wat het droogproces bewerkstelligt. Het principe is hoofdzakelijk gebaseerd op de processen van verdunning en compressie van gassen. Wanneer gas in de vacuümpomp wordt gezogen, neemt de gemiddelde vrije weglengte van gasmoleculen toe naarmate de druk daalt, en neemt het aantal botsingen tussen gasmoleculen af, waardoor het gas geleidelijk wordt verdund. Wanneer het gas tot een bepaalde mate is verdund, kan het door compressie uit de pomp worden geperst, waardoor de vacuümtoestand in de vriesdroger behouden blijft.
II. Soorten vacuümpompen
Op basis van hun werkingsprincipe en structurele kenmerken worden vacuümpompen voor vriesdrogers hoofdzakelijk onderverdeeld in oliegesmeerde vacuümpompen en olievrije vacuümpompen.
1. Oliegesmeerde vacuümpompen
Er zijn twee soorten oliegesmeerde mechanische vacuümpompen: roterende schottenpompen en schuifkleppompen. Roterende schottenpompen worden het meest gebruikt in vriesdrogers. De verschillende onderdelen zijn afgedicht en gesmeerd door een oliefilm in de vacuümpompolie. Om het uiteindelijke vacuüm te verbeteren, worden twee pompen meestal in serie geschakeld om een tweetrapspomp te vormen.
Tijdens bedrijf comprimeren roterende schottenpompen gas. Als het gas veel waterdamp bevat, wordt de waterdamp samengeperst tot kleine druppeltjes die zich mengen met de vacuümpompolie. Dit veroorzaakt emulgering van de pompolie en beïnvloedt de afdichtingsprestaties van de pomp, waardoor het uiteindelijke vacuüm wordt beïnvloed. Daarom zijn oliegesmeerde vacuümpompen uitgerust met gasballastkleppen. Deze kleppen zorgen ervoor dat het gecomprimeerde gas in contact kan komen met de buitenomgeving voordat de compressie zijn einde bereikt. Hierdoor wordt de compressieverhouding verlaagd en wordt de hoeveelheid water die in de vacuümpompolie terechtkomt verminderd. De openingsgraad van de gasballastklep kan worden aangepast of volledig worden gesloten. Wanneer de gasballastklep wordt geopend, zal het uiteindelijke vacuüm van de vacuümpomp afnemen en het verbruik van vacuümpompolie toenemen.
2. Olievrije vacuümpompen
Vacuümpompen die een werkmedium in de pompkamer gebruiken, kunnen het vacuümsysteem vervuilen doordat de dampmoleculen van het werkmedium verdampen en zich erin verspreiden; dit is onaanvaardbaar voor farmaceutische machines met strenge eisen. Droge pompen daarentegen werken zonder werkmedium.
Droge pompen zijn schone vacuümsystemen. De pompkamer bevat geen olie of andere vloeibare media, waardoor de inhoud van de geëvacueerde containers niet wordt verontreinigd; de uitlaatpoort is vrij van olienevel, waardoor milieuvervuiling wordt voorkomen; ze hebben een sterk vermogen om condenseerbare gassen zoals alcohol en waterdamp te verwijderen; en ze hebben lage onderhoudskosten, omdat ze niet hoeven te worden gesmeerd of ververst.