CN201476472U - 单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备 - Google Patents

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彭宝良
王海鸥
陈有庆
钟挺
吴峰
王建楠
胡良龙
谢焕雄
张会娟
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Abstract

本实用新型涉及一种单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备，属于食品药品机械技术领域。该设备含有冷阱和冻干仓；所述冷阱中装有与制冷系统连通的盘管；所述冻干仓的仓壁安装有微波发生装置，仓内安置有物料承载装置；所述冻干仓至少有两个，并分别通过水蒸气通道与冷阱连通；所述冷阱和冻干仓之间的水蒸气通道内装有屏蔽过流板，所述屏蔽过流板由具有通孔的金属板构成。采用本实用新型后，可以通过合理设计多个冻干仓的尺寸，使之分别保证物料干燥的均匀性，而多个冻干仓共用1个冷阱，结构简单，干燥效果一致，一个干燥周期的生产能力就能比单个冻干仓配单个冷阱的方式提高至多倍，从而满足规模化生产需要。

Description

单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备
技术领域
本实用新型涉及一种冷冻干燥设备，尤其是一种单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备，属于食品药品机械技术领域。
背景技术
真空冷冻干燥的工作原理是先将湿物料冻结到其共晶点温度以下，使其中的水分变成固态的冰，然后在适当的真空度下，使冰直接升华为水蒸气，再用捕水器将水蒸气冷凝，从而获得干燥制品。
目前，冷冻干燥已广泛用于食品、药品及生物制品的保存，但是现有冷冻干燥设备通常采用电、蒸汽等常规加热方式，难以克服速率低、时间长、能耗大等缺点，因此制约了其进一步的发展。
微波真空冷冻干燥可以克服以上缺点，因为微波是立体加热，能量以电磁波的形式进入物料内部进行加热，从而提高干燥速率。检索发现，申请号为03249124.7、200520079220.4、200520136546.6的中国实用新型专利分别公开了几种典型的微波真空(冷冻)干燥设备，且各具优点。但实践证明，目前的微波真空冷冻干燥设备在工作过程中存在批次生产能力低，以及干燥不均匀、难以保证物料品质等问题，限制了微波真空冷冻干燥技术应用前景。
研究和实践表明，冻干仓仓体越大，物料干燥的均匀性越难以保证，因为远离微波馈入口的物料干燥速度慢，其完成干燥时，靠近微波溃入口的物料有可能已经发生过干或焦糊现象，因此微波真空冷冻干燥设备不能像常规真空冷冻干燥设备一样将冻干仓体截面积做大，设备的批次生产能力就无法提高，结果限制了微波真空冷冻干燥技术的推广应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，通过结构改进，提出一种干燥均匀、批次生产能力高的单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备。
为了达到以上目的，本实用新型的单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备含有与抽真空设备连通的冷阱和冻干仓；所述冷阱中装有与制冷系统连通的盘管；所述冻干仓的仓壁安装有微波发生装置，仓内安置有物料承载装置；所述冻干仓至少有两个，并分别通过水蒸气通道与冷阱连通；所述冷阱和冻干仓之间的水蒸气通道内装有屏蔽过流板，所述屏蔽过流板由具有通孔的金属板构成。
采用本实用新型后，可以通过合理设计多个冻干仓的尺寸，使之分别保证物料干燥的均匀性，而多个冻干仓共用1个冷阱，结构简单，干燥效果一直，一个干燥周期的生产能力就能比单个冻干仓配单个冷阱的方式提高至多倍，从而满足规模化生产需要。
本实用新型进一步的完善是，所述冷阱呈横向延伸的管状，所述冻干仓呈纵向延伸的管状；所述水蒸气通道呈由冻干仓两端附近向冷阱上端渐缩的漏斗状。这样可以在保证冻干效果的前提下，最大限度扩大冻干仓的容积，提高冻干生产效率。
本实用新型更进一步的完善是，所述微波发生装置的磁控管在冻干仓仓壁上呈螺旋线布置。这样有利于形成均匀的微波场，使加热均匀，且工艺方便。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备如图1和图2所示：1、冷阱；2、盘管；3、水蒸气通道；4、冻干仓；5、物料承载装置；6、磁控管；7、端盖；8、屏蔽过流板；9、抽真空系统。
冷阱1呈纵向延伸的管状，截面为宽度大于高度的四边形，各边由外凸的曲面板构成，与串联罗茨泵和旋片泵构成的抽真空设备9连通。冷阱1中装有与热泵式制冷系统连通的盘管2。该制冷系统中含有压缩机、毛细管、冷凝器等，与现有技术相同。冻干仓4共有五个，分别呈沿纵向延伸的圆管状，以均匀间隔分布在冷阱的上方，作为微波发生装置的磁控管6沿冻干仓4的轴向呈螺旋线分布，仓内安置有物料承载装置——多层托盘5。各冻干仓4分别通过水蒸气通道3与冷阱1连通，水蒸气通道3呈由冻干仓4两端附近向冷阱1上端渐缩的漏斗状，水蒸气通道3内装有由具有通孔的不锈钢板构成的屏蔽过流板8。
实践证明，五个冻干仓物料承载装置面积之和与冷阱盘管表面积之间具有合理的匹配关系，有利于在确保冻干效果的前提下，最大限度扩大冻干仓容积。本实施例中冷阱盘管面积约为五个冻干仓物料承载装置面积之和的1.5倍。
工作时，首先将托盘中的物料放入冷库冻结，待完全冻结后，把装有物料的托盘分别移到5个冻干仓内，启动制冷系统，同时开启旋片泵，对5个冻干仓和冷阱抽真空，真空度达到一定值时，开启罗茨泵，此时旋片泵和罗茨泵同时工作，使5个冻干仓和冷阱内的压力降至100Pa以下，再启动微波系统。此时，微波对被干燥物料产生内外同时加热效果，使冰直接升华为水蒸气，经屏蔽过流板、水蒸气通道进入冷阱，被冷阱盘管冷凝捕集。物料中释放出的不凝性气体由抽真空系统抽除。
理论和实践都可以证明，微波真空冷冻干燥仓仓体不能过大，否则容易造成物料干燥品质下降，因此目前的微波冻干设备普遍存在干燥仓体小、批次生产能力低等问题。资料检索发现，目前只存在小型实验用微波冻干设备，还没有适用于大规模生产微波冻干设备，因此为了满足大规模生产需要，本实施例巧妙采取了合理增加冻干仓仓体个数的技术途径以及相应的配套技术措施，5个冻干仓共用1个捕集水蒸气的冷阱。这种采用单个冷阱多个冻干仓式结构不仅可以有效解决物料干燥均匀性问题，同时也能显著提高批次生产能力和效率。从而使本实施例具有以下特点：多个冻干仓与一个冷阱组配，既能保证物料的干燥品质，又能显著提高批次生产能力。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备，含有与抽真空设备连通的冷阱和冻干仓；所述冷阱中装有与制冷系统连通的盘管；所述冻干仓的仓壁安装有微波发生装置，仓内安置有物料承载装置；其特征在于：所述冻干仓至少有两个，并分别通过水蒸气通道与冷阱连通；所述冷阱和冻干仓之间的水蒸气通道内装有屏蔽过流板，所述屏蔽过流板由具有通孔的金属板构成。
2.根据权利要求1所述的单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述冷阱呈横向延伸的管状，所述冻干仓呈纵向延伸的管状；所述水蒸气通道呈由冻干仓两端附近向冷阱上端渐缩的漏斗状。
3.根据权利要求2所述的单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述微波发生装置的磁控管在冻干仓仓壁上呈螺旋线布置。
4.根据权利要求3所述的单冷阱多冻干仓式微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述所述冻干仓有五个，以均匀间隔分布在冷阱的上方。
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