土壤冷凍干燥機通常由干燥倉、冷凝器(捕水器)、加熱系統、真空系統、制冷系統和電氣控制系統六大部件組成。
1、干燥倉：集抽真空與加熱干燥功能為一體的的密閉容器，物料的升華干燥過程在干燥倉內完成的，物料是放在干燥室內擱板上的不銹鋼托盤內的，按每平方托盤面積8~12公斤的比例裝料，每一層擱板上都有一個可供測量物料溫度的探頭，用以監測整個凍干過程中的物料溫度。
2、捕水器(冷井)：是凝結升華水氣的密閉裝置，通常位于干燥倉后部，內部有一個較大面積的金屬吸附面，從干燥倉物料中升華出來的水蒸氣可凝結吸附在其金屬表面上，吸附面的工作溫度可達-45℃~-65℃，冷凝器外形是不銹鋼或鐵制成的圓筒，內部盤有冷凝管，分別與制冷機組相連，組成制冷循環系統。
3、加熱系統：凍干機加熱系統的作用是對干燥倉內物料進行加熱，使物料不斷的受熱升華，從而達到規定的含水率要求。凍干機加熱系統的加熱方法主要分為接觸式加熱與輻射式加熱。在接觸式加熱中，采用的是循環介質加熱法，當加熱系統工作時，先對循環液進行加熱，液溫通過液箱控制調節儀選定的溫度自動控制加熱,管道泵開啟后，可將循環液送入干燥箱內擱板中，對擱板加熱，然后返回液箱進行加熱循環。而在輻射式加熱中我們通常采用蒸氣加熱，當循環介質為硅油時，隔板溫度可達+120℃。
4、真空系統：真空系統由多級真空泵或水環泵及羅茨真空泵組成，羅茨泵為增壓泵不能單獨使用，必須先啟用真空泵或水環泵，使其工作一段時間，當系統中的真空度達到1Kpa 以下時，再自動啟動羅茨泵。真空泵結構、羅茨泵結構等見說明書。真空系統的真空表可使用電接點真空表，可根據預先選定的真空度值，自動控制羅茨泵的啟動。
5、制冷系統：凍干機制冷系統由制冷壓縮機組，R22或R404a制冷劑組成。通常凍干設備的速凍制冷系統和捕水器制冷系統共用一套制冷系統。當系統工作，接觸加熱方式中擱板溫度可降至-35℃。當制冷系統工作時，冷凝盤管的表面溫度可達-35～-65℃，可根據客戶需求采用低溫螺桿式或雙級活塞式制冷壓縮機組，通常雙級活塞式壓縮機制冷效果更好，制冷溫度更低。
6、電氣控制系統：本設備電氣控制系統由PLC、觸摸屏、控制柜、控制儀表、調節儀表等自動裝置和電路組成。它的功能是對凍干機進行手動或自動控制，控制設備正常運轉。
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