Verfahren zum Trocknen von Gut unter poröser Deckschicht Die Gefriertrocknung
ist ein Trocknungsverfahren, bei welchem neben dem sublimierenden Wasser andere
Stoffe nur in außerordentlich geringen Mengen aus dem trocknenden Gut entweichen.
Deshalb ist sie z. B. zur Trennung von Festbestandteilen und Wasser in radioaktiven
Abfallstoffen geeignet. Ferner ist sie hervorragend geeignet zur Herstellung von
Fruchtpulvem und zur Trocknung aromatischer Früchte, weil dabei außer dem wäßrigen
Anteil nur außerordentlich wenig andere flüchtige Bestandteile entweichen. Beides
läßt sich im wesentlichen durch die Eigenschaften der Trockenschicht über der Sublimationsoberfläche
erklären. Diese Trockenschicht hat eine große Oberfläche und eine große Anzahl von
Kapillaren. Sie ist demnach ein Tiefenfilter mit ausgesprochener Adsorptionswirkung.Method for drying goods under a porous top layer Freeze-drying
is a drying process in which, in addition to the subliming water, other
Substances only escape from the drying material in extremely small quantities.
Therefore it is z. B. to separate solid components and water into radioactive ones
Suitable for waste materials. It is also ideally suited for the production of
Fruit powder and for drying aromatic fruits, because besides the watery ones
Only extremely few other volatile components escape. Both
can essentially be determined by the properties of the dry layer over the sublimation surface
explain. This dry layer has a large surface area and a large number of
Capillaries. It is therefore a depth filter with a pronounced adsorption effect.
In manchen Fällen hat es sich als Nachteil herausgestellt, daß das
getrocknete Gut nicht stabil genug ist, um es beim Transport und bei der Lagerung
in seiner Form zu halten. Weiterhin ist in manchen Fällen zu beobachten, daß das
getrocknete Gut unerwünscht in den oberen Schichten verklebt oder auf der Unterlage
haftet.In some cases it has been found to be a disadvantage that the
dried goods are not stable enough to be transported and stored
to keep in shape. Furthermore, in some cases it can be observed that the
dried goods undesirably glued in the upper layers or on the base
adheres.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, den an sich geringen Verlust
an festen, flüssigen und dampfförinigen Bestandteilen einerseits zu vermindern bzw.
gänzlich zu verhindern und andererseits dem gefriergetrockneten Material eine stabile
und/oder nichthaftende Oberfläche zu geben. Sie betrifft ein Verfahren zum Trocknen
von Gut unter poröser Deckschicht, bei dem die gestellte Aufgabe gelöst wird durch
Gefriertrocknen des Gutes mit der anfangs dichten, dabei porös werdenden Deckschicht,
die nach dem Trocknen auf dem Gut bleibt und gegebenenfalls wieder ganz oder teilweise
dicht und/oder stabil gemacht wird. So werden beispielsweise Erdbeeren, die gefriergetrocknet
werden sollen, mit einer Schicht fein zerkleinerten Apfelgewebes, also feinem Apfelmus,
möglichst gleichmäßig umgeben. Am Ende der Gefriertrocknung können in der gefriergetrockneten
Apfelmusschicht die geringen Mengen der aus der Frucht entfernten flüchtigen Bestandteile,
z. B. Aromastoffe, nachgewiesen werden. Bei der Herstellung von gefriergetrockneten
Gemüsen nimmt man als filternde Deckschicht beispielsweise Kartoffelpüree oder Stärke.
Die aufgebrachte Deckschicht gefriertrocknet zuerst und wirkt dann als Aromafilter
für den aromahaltigen trocknenden Kern.The invention has set itself the goal of low loss per se
on the one hand to reduce or reduce solid, liquid and vaporous components
To prevent it completely and, on the other hand, to give the freeze-dried material a stable one
and / or to give a non-stick surface. It relates to a method of drying
of good under a porous cover layer, in which the problem is solved by
Freeze-drying of the goods with the initially dense, but becoming porous top layer,
which remains on the property after drying and, if necessary, again in whole or in part
is made tight and / or stable. For example, strawberries are freeze-dried
with a layer of finely chopped apple tissue, i.e. fine applesauce,
Surrounded as evenly as possible. At the end of the freeze-drying process, you can add the freeze-dried
Applesauce layer the small amounts of volatile components removed from the fruit,
z. B. flavorings are detected. In the manufacture of freeze-dried
Vegetables are used as a filtering top layer, for example mashed potatoes or starch.
The applied top layer is first freeze-dried and then acts as an aroma filter
for the aromatic, drying core.
Eine derartige Deckschicht ist noch in anderer Hinsicht vorteilhaft:
Bei Verwendung von Deckschichten aus wenig temperaturempfindlichem Material, wie
beispielsweise stickstofffreier Reisstärke auf Lebensmitteln, können die im allgemeinen
unerwünschten, weil qualitätsmindemden Effekte der Temperaturstrahlung auf die Oberfläche
des Gutes verhindert werden.Such a top layer is also advantageous in other ways:
When using cover layers made of less temperature-sensitive material, such as
For example, nitrogen-free rice starch on foods can be used in general
undesirable, quality-reducing effects of thermal radiation on the surface
of the good can be prevented.
Während für die Herstellung hochwertiger Gefriertrocknungsprodukte
bisher das Prinzip galt, möglichst die wärmezuführenden Elemente nicht auf höhere
Temperaturen als die dem Trocknungsgut zuträglichen zu bringen, erlaubt die erfindungsgemäße
Deckschicht beträchtlich höhere Temperaturen und damit auch wesentlich kürzere Trocknungszeiten.
Im speziellen Falle kann man dabei so weit gehen, daß infolge der Temperatureinwirkung
sogar eine erwünschte chemische Veränderung der Deckschicht eintritt, beispielsweise
eine Mehlbräunung, wie man sie bei der Speisebereitung häufig absichtlich durchführt.While for the production of high quality freeze-drying products
So far the principle has been that if possible, the heat-supplying elements should not be on higher ones
Bringing temperatures than those conducive to the material to be dried allows the inventive method
Top layer considerably higher temperatures and therefore significantly shorter drying times.
In special cases one can go so far that as a result of the temperature effect
even a desired chemical change in the top layer occurs, for example
a browning of flour, as is often done on purpose when preparing food.
Die Deckschicht muß nicht unbedingt gleichmäßig sein und das ganze
gefrierzutrocknende Gut bedecken. So kann es zweckmäßig sein, die Deckschicht unregelmäßig
aufzutragen, sie aus mehreren Schichten und/oder aus unzusammenhängenden Deckstücken
zu bilden, die z. B. dann als Abstandshalter zwischen dem gefriertrocknenden Gut
und den geheizten Gutgefäßen dienen können. Die Deckschicht kann bei z. B. stark
zuckerhaltigem Gut ein Verkleben der einzelnen gefriertrocknenden Stücke untereinander
und ein Ankleben an den Einsatzgefäßen verhindern. In diesem Falle hat es sich bewährt,
an Stelle von breiartiger Substanz verdünnte wäßrige Lösungen als Deckschicht aufzufrieren.
Bei
der Gefriertrocknung von wäßrigen radioaktiven Abfällen, bei denen die Gefriertrocknung
zur Trennung von radioaktiver Festsubstanz und dem nicht radioaktiven wäßrigen Anteil
dient, hat die Deckschicht vornehmlich die Aufgabe, den Dekontaminationsfaktor für
das Wasser zu steigern und die Gefriertrocknungsanlage sowie die Anlagen, die dieser
im Dekontaminationsprozeß nachgeschaltet sind, vor Kontamination zu schützen. Dadurch
hat die Deckschicht wenigstens teilweise die Funktion von Verpackungsmaterial.The top layer does not necessarily have to be uniform and the whole
Cover the items to be freeze-dried. So it can be useful to make the top layer irregular
to apply them from several layers and / or from disjointed cover pieces
to form the z. B. then as a spacer between the freeze-drying material
and can serve the heated containers. The top layer can be at z. B. strong
Sugar-containing goods cause the individual freeze-drying pieces to stick together
and prevent sticking to the insert vessels. In this case it has proven useful
to freeze on dilute aqueous solutions as a top layer instead of a pulpy substance.
at
the freeze-drying of aqueous radioactive waste, in which the freeze-drying
for the separation of radioactive solid matter and the non-radioactive aqueous part
serves, the top layer primarily has the task of providing the decontamination factor for
to increase the water and the freeze-drying system as well as the systems that support this
are downstream in the decontamination process to protect against contamination. Through this
the cover layer has at least partially the function of packaging material.
In einer Weiterführung des Erfindungsgedankens kann z.B. die äußere
Deckschicht auch als Verpackungsmaterial für langfristige Lagerung des Gutes ausgeführt
werden. Dies geschieht z. B. in der Weise, daß das gefrierzutrocknende Material
mit einer Schicht umgeben wird, die fein verteilte Thermoplaste oder sinterfähige
Stoffe enthält, un - d durch Erhitzen die zunächst noch poröse Deckschicht
undurchlässig gemacht wird. Dabei kann es zweckmäßig sein, in die Deckschicht elektrisch
gut leitendes Material aufzunehmen und die Erhitzung wenigstens teilweise durch
Hochfrequenzheizung, z. B. induktive Heizung, vorzunehmen. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, daß man die noch poröse Deckschicht unter Vakuum imprägniert.In a continuation of the concept of the invention, for example, the outer cover layer can also be designed as a packaging material for long-term storage of the goods. This happens e.g. B. in such a way that the material be lyophilized is surrounded with a layer containing finely divided thermoplastics or sinterable materials, un - d the initially porous coating layer is made impermeable by heating. It can be expedient to include material with good electrical conductivity in the cover layer and to increase the heating at least partially by high-frequency heating, e.g. B. inductive heating to make. Another possibility is that the still porous cover layer is impregnated under vacuum.
Besonders bei der Behandlung radioaktiver Ab-
fallstoffe kann
es zweckmäßig sein, in die Deckschicht eine Komponente eines aushärtbaren Gießharzes
aufzunehmen und nach der Gefriertrocknung diese Schicht mit der zweiten Komponente
zu imprägnieren.Particularly when treating radioactive waste , it can be useful to include a component of a curable casting resin in the cover layer and, after freeze-drying, to impregnate this layer with the second component.
Das erfindungsgemäße Verfahren erstreckt sich nicht nur auf Gefriertrocknungsprozesse,
bei welchen Wasser sublimiert wird, sondern schließt auch Gefriertrocknungsprozesse
ein, die auf der Sublimation nicht wäßriger anorganischer oder organischer Bestandteile
beruhen.The method according to the invention does not only extend to freeze-drying processes,
at which water is sublimated, but also includes freeze-drying processes
one that is based on the sublimation of non-aqueous inorganic or organic components
are based.