DE1629023B1

DE1629023B1 - Process for defrosting the cooling tubes of the ice condensers of a vacuum freeze-drying chamber and steam supply to it

Info

Publication number: DE1629023B1
Application number: DE19641629023
Authority: DE
Inventors: Manuel E Fuentevilla
Original assignee: Pennsalt Chemical Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1964-02-06
Filing date: 1964-02-06
Publication date: 1971-04-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen und Vorkühlen der Kühlrohre von zwei wechselseitig an eine Vakuum-Gefriertrocknungskammer angeschlossenen Eiskondensatoren mit je einem, die Kühlrohre umgebenden Niederschlagraum, das mit Hilfe von jeweils diesen durchströmendem Dampf arbeitet und eine Dampfführung dazu.The invention relates to a method for defrosting and pre-cooling the Cooling tubes of two alternately connected to a vacuum freeze-drying chamber Ice condensers each with a precipitation space surrounding the cooling pipes, which with The help of steam flowing through each of these works and a steam guide to it.

Bei den Gefriertrocknungsverfahren werden im allgemeinen die gefrierzutrocknenden Gegenstände gefroren und dann in eine hermetisch dicht verschlossene Kammereingebracht. Es sind Mittel vorgesehen, mit denen die gefrierzutrocknenden Gegenstände erwärmt werden, während diese Gegenstände gleichzeitig einem herabgesetzten Drück '-ausgesetzt werden, so daß in den gefrorenen Gegenständen enthaltenes Eis sublimiert wird. Die durch die Sublimierung des Eises verflüchtigte Feuchtigkeit wird durch einen Kondensator abgezogen.In the freeze-drying processes, generally those to be freeze-dried are used Items frozen and then placed in a hermetically sealed chamber. Means are provided with which the objects to be freeze-dried are heated while these objects are simultaneously exposed to reduced pressure so that ice contained in the frozen items is sublimated. the Moisture volatilized by the sublimation of the ice is passed through a condenser deducted.

Es ist auch eine Kondensationseinrichtung bekannt, die zwei Kondensatoren aufweist, die abwechselnd an die Kammer angeschlossen werden. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Gefriertrocknungseinrichtung erhöht, weil immer nur einer der Kondensatoren mit der Kammer in Berührung steht, während der andere mit einer Einrichtung zum Schmelzen des Eises verbunden ist, das sich auf den Rohrschlangen des Kondensators angesammelt hat. Hierzu wird in den Arbeitspausen jedes Kondensators in demselben Dampf umgewälzt.A condensing device is also known which has two capacitors which are alternately connected to the chamber. This increases the efficiency of the freeze-drying device, because only one of the condensers is ever used is in contact with the chamber, while the other is in contact with a device for Melting of the ice is connected, which is on the coils of the condenser has accumulated. For this purpose, each capacitor is in the work breaks in the same Circulating steam.

Durch die Erfindung soll die Abtauzeit der Kondensatoren verkürzt und damit der Trocknungsvorgang beschleunigt werden. -Diese Aufgabe wird gelöst durch ein. Verfahren zum Abtauen und Vorkühlen der Kühlrohre -von zwei wechselweise- -an- eine Vaknum-Gefriertrock=-nungskammer angeschlossenen-Eiskondensatoren mit je einem, die Kühlrohre umgebenden Niederschlagraum, das mit Hilfe von jeweils diesen durchströmendem Dampf arbeitet, bei dem erfindungsgemäß vor dem vollen Abtauen des Eises auf den Kühlrohren die Dampfzufuhr und Kondensatabfuhr abgesperrt werden und der Niederschlagraum des Kondensators' zur Druckabsenkung darin an die Saugseite einer Vakuumpumpe angeschlossen wird.The invention is intended to shorten the defrosting time of the capacitors and thus the drying process can be accelerated. -This task is solved through a. Procedure for defrosting and pre-cooling the cooling tubes -of two alternately- -an ice condensers connected to a vacuum freeze-drying chamber each one, the cooling pipes surrounding the precipitation space, which with the help of each of these steam flowing through works, in which, according to the invention, before the full defrosting of the Ice on the cooling pipes, the steam supply and condensate drain are shut off and the precipitation space of the condenser to lower the pressure in it on the suction side connected to a vacuum pump.

Dieses Verfahren- wird vorzugsweise verwirklicht durch. eine. Dampfführung - für- die Versoxgung- des jeweiligen Niederschlagraumes für wechselweise an eine Vakuum-Gefriertrocknungskammer angeschlossene Eiskondensatoren mit je einer - absperrbaren Kondensatableitung für die beiden Köndensätören, die eine über absperrbare Leitungen auf ihrer Saugseite mit den Kondensatoren verbundene Dampfstrahlpumpe,- die -durch eine -Leitung an- die Quelle für den Abtaudampf angeschlossen ist, auf-. weist. - -Zur Erläuterung der Erfindung zeigt die Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, doch ist die Erfindung auf die dargestellten Anordnungen und Elemente nicht eingeschränkt.This method is preferably implemented by. one. Steam supply - for - the oxygenation - of the respective precipitation space for ice condensers alternately connected to a vacuum freeze-drying chamber, each with a - lockable condensate drainage for the two condensate, which has a steam jet pump connected to the condensers via lockable lines on their suction side, - which - through a - Line to- the source for the defrost steam is connected to-. shows. To explain the invention, the drawing shows a preferred exemplary embodiment, but the invention is not restricted to the arrangements and elements shown.

F i g. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; F i g. 2 zeigt im Schaubild das Gehäuse, in dem die gefrierzutrocknenden Gegenstände während des Gefriertrocknungsvorgangs angeordnet sind; F i g. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2.F i g. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a device to carry out the method according to the invention; F i g. 2 shows this in the diagram Housing in which the items to be freeze-dried during the freeze-drying process are arranged; F i g. 3 shows a cross section along the line 3-3 in FIG. 2.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente. In F i g.1 ist eine Gefrier--trocknungseinrichtung mit 10 bezeichnet.In the drawings, the same reference numerals denote the same elements. In FIG. 1, a freeze-drying device is denoted by 10.

Die Gefriertrocknungseinrichtung 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das mit einer Isolierung 14 und einer Tür 15 versehen ist, die durch Scharniere mit dem Gehäuse 12 verbunden ist.The freeze-drying device 10 has a housing 12 which is provided with an insulation 14 and a door 15 which is connected to the housing 12 by hinges.

Längs der Seitenwände - des Gehäuses 12 sind mehrere Ständer 16, 18, 20, 22 angeordnet. Sie sind mit mehreren, in Abständen angeordneten Kerben versehen, mit deren Hilfe die Ständer Tragplatten tragen. Die übereinander im Abstand voneinander angeordneten Tragplatten 24 und 26 sind in getrennte Kerben eingesetzt. Die Tragplatten sind hohl, so daß ein Wärmetauschmedium durch sie umgewälzt werden kann. Zu diesem Zweck ist z. B. die Tragplatte 26 mit einer Zuleitung 28 und einer Abflußleitung 30 versehen. A plurality of uprights 16, 18, 20, 22 are arranged along the side walls of the housing 12. They are provided with several, spaced notches, with the help of which the stands support support plates. The support plates 24 and 26, which are arranged one above the other at a distance from one another, are inserted in separate notches. The support plates are hollow so that a heat exchange medium can be circulated through them. For this purpose z. B. the support plate 26 is provided with a supply line 28 and a drain line 30 .

Ein Verteilerrohr 32 steht mit den Zuleitungen aller Tragplatten in Verbindung. Die Abflußleitung 30 der Tragplatte 26 ist mit einem Sammelrohr 34 verbunden, das mit den Abflußleitungen aller Tragplatten in Verbindung- steht. Eine an das Verteilerrohr 32 aügeschlosserie` Leitung 36`- erstreckt sich von diesem Verteilerrohr zur Druckseite einer Pumpe 40. Von dem Sammelrohr 34 erstreckt sich eine Leitung zur Saugseite der Pumpe 40. In der Leitung 36 ist ein Wärmetauscher 42 `vorgesehen: ` Für--das Gehäuse 12 sind zwei Kondensatoren 44 und 46 vorgesehen. Der Kondensator 44 steht mit dem Gehäuse 12 über eine Leitung 48 in Verbindung, die ein Absperrorgan - enthäit: -'Der Kondensator 46 steht- mit-dem-Gehäuse 12 über--eine Leitung 50 in Verbindung, die ein._Absperrgrgan enthält. Die Köridensatoren 44 uüd '4G sind 'mit Rohrschlangen versehen, die mit einer Quelle eines Kühlmittels wie Sole, Ammoniak usw. in Verbindung stehen.A distributor pipe 32 is connected to the feed lines of all support plates. The drainage line 30 of the support plate 26 is connected to a collecting pipe 34 which is connected to the drainage lines of all support plates. A line 36 'closed to the manifold 32' extends from this manifold to the pressure side of a pump 40. A line extends from the manifold 34 to the suction side of the pump 40. A heat exchanger 42 'is provided in the line 36:' For- Two capacitors 44 and 46 are provided in the housing 12. The condenser 44 is connected to the housing 12 via a line 48 which contains a shut-off element: -'The condenser 46 is connected to-the-housing 12 via - a line 50 which contains a shut-off element. The capacitors 44 and '4G' are coiled tubing that are in communication with a source of coolant such as brine, ammonia, and the like.

Eine Vakuumpumpe 52 ist durch eine mit einem Absperrorgan versehene Leitüng-54 reit dem Kondensator 44 und durch eine mit einem Absperrorgan versehene Leitüng-56-mif deni. Kondensator-46 verbunden. Die Kondensatorew44°-uüd 46 stehen über Abflußleitungen 53 bzw.- 55, die mit Absperrorganen versehen sind, mit einem Behälter in Verbindung.A vacuum pump 52 is provided with a shut-off device Leitüng-54 rides the condenser 44 and through one provided with a shut-off device Leitüng-56-mif deni. Capacitor-46 connected. The capacitors w44 ° -uüd 46 stand Via drain lines 53 and 55, which are provided with shut-off devices, with a Container in connection.

Eine Dampfquelle 58 ist mit einer nicht gezeigten Pumpeinrichtung versehen. ~.Ari Stelle von Dampf können natürlich andere Mittel, beispielsweise heißes Wasser verwendet werden. Der Austritt der Dampfquelle 58 verzweigt sich in die mit Absperrorganen versehenen Leixungen.60,._62::und 64. Die Leitung 60 steht . mit deiü"Kondensatoi: 44 und die Leitung 62 mit dem Kondensator 46 in Verbindung.A steam source 58 is provided with pumping means, not shown. ~ .Ari place of steam, of course, other means, such as hot water, can be used. The outlet of the steam source 58 branches into the lines 60, 62 and 64 which are provided with shut-off devices. The line 60 is standing. with the condensator 44 and the line 62 in connection with the condenser 46.

Der Kondensator 44 ist mit einer Leitung 66 und der-Kondensator46 mit--einer Leitung68.-versehen. Diese Leitungen 66 und 68 weisen Absperrorgane -auf und-stehcn-mit der engsten Stelle der Saugstrahlpumpe 70 in Verbindung; - deren Eintritt mit der Leitung 64 und deren Austritt mit einem geeigneten Behälter 72 verbunden ist.. -Die übrigen EIemente` des Ausführungsbeispiels für die Erfindung. werden nachstehend an Hand einer Beschreibung der Wirkungsweise der Einrichtung 10 beschrieben.The capacitor 44 is provided with a line 66 and the capacitor 46 with a line 68. These lines 66 and 68 have shut-off elements - up and down - in connection with the narrowest point of the ejector pump 70; - whose inlet is connected to the line 64 and whose outlet is connected to a suitable container 72 .. -The other elements of the exemplary embodiment for the invention. are described below with reference to a description of the mode of operation of the device 10 .

Durch die Tragplatten wird ein Wärmetauschmedium umgewälzt, um die Temperatur der Tragplatten zu erhöhen. Die Vakuumpumpe 52 wird betätigt. Sie steht über die Leitung 54, den Kondensator 44 und die Leitung 48 mit dem. Inneren des Gehäuses 12 in Verbindung. Durch eine nicht gezeigte Schaltvorrichtung werden die Absperrorgane in den Leitungen 48 und 54 geöffnet, während die Absperrorgane in allen anderen Leitungen geschlossen sind.A heat exchange medium is circulated through the support plates in order to increase the temperature of the support plates. The vacuum pump 52 is operated. It is available via line 54, capacitor 44 and line 48 with the. Inside the housing 12 in connection. The shut-off devices in lines 48 and 54 are opened by a switching device (not shown), while the shut-off devices in all other lines are closed.

Auf Drahtrosten 74 sind auf den Tragplatten Schalen 76 im Abstand voneinander angeordnet, welche das im gefrorenen Zustand befindliche Gut enthalten, das der Gefriertrocknung unterworfen werden soll. Durch das Zusammenwirken der von den Tragplatten abgestrahlten Wärme und des in dem Gehäuse 12 herrschenden, herabgesetzten Druckes wird das in dem gefrorenen Gut befindliche Eis sublimiert.On wire grids 74 shells 76 are spaced on the support plates arranged from each other, which contain the goods in the frozen state, that is to be subjected to freeze-drying. The interaction of the the support plates radiated heat and that prevailing in the housing 12, reduced The ice in the frozen material is sublimated under pressure.

Die durch die Sublimierung des im gefrorenen Gut enthaltenen Eises verflüchtigte Feuchtigkeit wird im Kondensator 44 auf dessen Kühlschlangen als Eis kondensiert. Die Austrittsseite der Vakuumpumpe 52 steht mit der Atmosphäre in Verbindung. Nach einer bestimmten Zeit sammelt sich auf den Rohrschlangen des Kondensators 44 eine derartige Eismenge an, daß der Kondensator 44 nur noch mit geringem Wirkungsgrad arbeitet.The moisture volatilized by the sublimation of the ice contained in the frozen goods is condensed as ice in the condenser 44 on its cooling coils. The outlet side of the vacuum pump 52 is in communication with the atmosphere. After a certain time, such an amount of ice accumulates on the coiled tubes of the condenser 44 that the condenser 44 only operates with low efficiency.

Nach einem vorherbestimmten Zeitraum werden die Absperrorgane in den Leitungen 48 und 54 des Kondensators 44 geschlossen und die Absperrorgane in den Leitungen 50 und 56 des Kondensators 46 geöffnet, so daß die in dem Gehäuse 12 befindliche Kammer jetzt über den Kondensator 46 mit der Vakuumpumpe 52 in Verbindung steht.After a predetermined period of time, the shut-off elements in the lines 48 and 54 of the condenser 44 are closed and the shut-off elements in the lines 50 and 56 of the condenser 46 are opened, so that the chamber located in the housing 12 is now connected to the vacuum pump 52 via the condenser 46 Connection.

Wenn das Gehäuse 12 mit dem Kondensator 46 in Verbindung steht, werden die Absperrorgane in den Leitungen 60 und 53 des Kondensators 44 geöffnet. Dadurch wird durch den Kondensator 44 Dampf geleitet und das auf seinen Rohrschlangen befindliche Eis schmilzt. Die sich bildende Flüssigkeit läuft durch die Leitung 53 ab. Ehe das Eis auf den Rohrschlangen des Kondensators 44 vollständig geschmolzen ist, werden die Absperrorgane in den Leitungen 60 und 53 für die Dampfzu- und -abfuhr geschlossen und die Absperrorgane in den Leitungen 64 und 66 der Strahlpumpe 70 geöffnet. Infolgedessen wird Dampf durch die Saugstrahlpumpe 70 geleitet, so daß der Druck in dem Kondensator 44 herabgesetzt wird und seine Rohrschlangen durch das auf diesen verbliebene nun niblimierende Eis abgekühlt werden. Dadurch werden die Rohrschlangen also vorgekühlt, ehe der Kondensator 44 wieder an das Gehäuse 12 angeschlossen wird.When the housing 12 is in communication with the condenser 46 , the shut-off devices in the lines 60 and 53 of the condenser 44 are opened. As a result, steam is passed through the condenser 44 and the ice on its coiled tubes melts. The liquid that forms runs off through line 53. Before the ice on the coiled tubes of the condenser 44 has completely melted, the shut-off devices in the lines 60 and 53 for the steam supply and discharge are closed and the shut-off devices in the lines 64 and 66 of the jet pump 70 are opened. As a result, steam is passed through the ejector pump 70, so that the pressure in the condenser 44 is reduced and its coiled tubes are cooled by the ice that remains on it, which is now nibbling. As a result, the coils are therefore pre-cooled before the condenser 44 is reconnected to the housing 12.

Nun werden die Absperrorgane in den Leitungen 64 und 66 der Strahlpumpe geschlossen und der Kondensator 44 kann an das Gehäuse vor dem Zeitpunkt angeschlossen werden, in dem sich im Kondensator 46 eine beträchtliche Eismenge auf den Rohrschlangen angesammelt hat. Wenn der Kondensator 44 wieder in Betrieb genommen werden soll, werden die Absperrorgane in seinen Leitungen 48 und 54 geöffnet und die Absperrorgane in den Leitungen 50 und 56 des Kondensators 46 geschlossen. Danach wird das auf den Rohrschlangen des Kondensators 46 befindliche Eis, wie vorstehend beschrieben, entfernt.The shut-off devices in lines 64 and 66 of the jet pump are now closed and the condenser 44 can be connected to the housing before the point in time at which a considerable amount of ice has accumulated in the condenser 46 on the coils. When the condenser 44 is to be put back into operation, the shut-off devices in its lines 48 and 54 are opened and the shut-off devices in lines 50 and 56 of the condenser 46 are closed. Thereafter, the ice on the coils of condenser 46 is removed as described above.

Claims

Claims: 1. Method for defrosting and pre-cooling the cooling tubes of two ice condensers connected alternately to a vacuum freeze-drying chamber each with one, the cooling pipes surrounding the precipitation chamber, each with the help of This steam flowing through works, characterized in that before the full Defrosting the ice on the cooling tubes shut off the steam supply and condensate drainage and the precipitation chamber of the condenser to lower the pressure therein on the Suction side of a vacuum pump is connected.

2. Steam feed for the supply of the respective precipitation space for two ice condensers alternately connected to a vacuum freeze-drying chamber, each with a lockable steam supply line and a lockable condensate drain for each of the two condensers, characterized by a lockable line (66, 68) on their suction side with the condensers (44; 46) connected to the steam jet pump (70), which is connected by a line (64) to the source (58) for the defrosting steam.