[发明专利]冻干机板层温度控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种冻干机板层温度控制方法及系统，在预冻模式中，控制制冷压缩机工作使板层降温，在升华模式中，控制加热器工作使板层升温，在预冻模式和升华模式中，均通过比较板层出口检测温度T2与系统温升△T之和与设定参照温度值的数值大小，判断制冷压缩机是否需要工作以及加热器是否需要工作，以调节板层入口检测温度T1无限接近设定参照温度值，冻机板层温度控制系统包括与冻干机板层连通的板层换热回路，板层换热回路上设有依次串联的循环泵、加热器和换热器，换热器与制冷压缩机连接，第一温度检测件位于冻干机板层的入口处，第二温度检测件位于冻干机板层的出口处，简单高效、稳定可靠、控制精度高。

技术领域

本发明涉及食品、药品生产领域，尤其涉及一种冻干机板层温度控制方法及系统。

背景技术

冻干过程的物理本质就是低温低压下的传热传质过程，温度控制是其至关重要的环节，温度控制的精度直接影响产品的质量。冻干机控温系统般由压缩机，换热器，加热器，循环泵及换热介质(硅油)组成。由于采用硅油介质进行冷热交换，具有明显的滞后性。现有技术的温度控制过程如下：当板层入口温度检测值大于设定值时，压缩机系统启动，输送制冷剂至换热器中与换热介质(硅油)进行冷量交换，实现降温。当板层入口温度检测值小于设定值时，电加热器启动，实现升温。其中板层入口温度为主要控制对象，电加热器与压缩机供液阀均通过PID算法控制。这种传统的PID控制方法由于是两路独立的控制实现对同一目标的控制，但冻干板层内的温度变化不可控且有滞后性，要在冻干板层内实现热交换以后仍然保持板层入口温度检测值的稳定性，容易造成系统的震荡，即加热器升温与压缩机降温一直持续交替进行，导致系统的温度控制精度较差，甚至破坏药品的成分与外观；此外，压缩机从冷阱降温频繁切换至板层控温，还容易造成冻干机冷阱的制冷量缺失，影响整个冻干工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单高效、稳定可靠、控制精度高的冻干机板层温度控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种冻干机板层温度控制方法，在预冻模式中，控制制冷压缩机工作使板层降温，在升华模式中，控制加热器工作使板层升温，在所述预冻模式和升华模式中，均通过比较板层出口检测温度T2与系统温升△T之和与设定参照温度值的数值大小，判断制冷压缩机是否需要工作以及加热器是否需要工作，以调节板层入口检测温度T1无限接近所述设定参照温度值。

作为上述技术方案的进一步改进：

设定预冻参照温度值为T0，所述预冻模式中，包括以下步骤：

S101、当T1T0后，进入步骤S102；

S102、若T2T0，进入步骤S104，若T2T0，则进入步骤S103；

S103、若T2+△TT0，则进入步骤S104，若T2+△TT0，控制加热器工作使板层升温；

S104、控制制冷压缩机工作使板层降温。

设定升华参照温度值为T0’，所述升华模式中，包括以下步骤：

S201、当T1T0’后，进入步骤S202；

S202、若T2T0’，进入步骤S204，若T2T0’，则进入步骤S203；

S203、若T2+△TT0’，则进入步骤S204，若T2+△TT0’，控制加热器工作使板层升温；

S204、控制制冷压缩机工作使板层降温。

在所述步骤S101和S201之前，还包括以下步骤：

S301、开启循环泵；

S302、若检测循环压差不在设定范围，发出报警信号，若检测循环压差在设定范围，进入步骤S303；