Verfahren und Vorrichtung zur Gefriertrocknung Verfahren zur Gefriertrocknung
von in eingefrorenem Zustand zerkleinertem Einsatzgut, bei dem die Teile gewünschter
Partikelgrößen von den anfallenden Feinteilen innerhalb der Vakuumtrocknungskammer
durch einen Gasstrom getrennt transportiert werden0 Bei den bekannten Gefriertrocknungsverfahren,
bei denen das Einsatzgut in Granulatform der Gefriertrocknung unterzogen wird, ist
eine entsprechende Vorbereitung des Trocknungsgutes wesentlich für den nachfolgenden
TrocknungsverlaufO Zur Verbringung des Trocknungsgutes in kleinstückige bzwo in
Granulatform sind je nach der Beschaffenheit des Ausgangsproduktes verschiedene
Methoden bekannt, die in der Regel das Zerkleinern des einge- -frorenen Trocknungsgutes
in herkömmlichen Zerkleinerungsvorrichtungen gemeinsam haben, Handelt es sich beim
Ausgangsprodukt um wasserhaltige Produktstücke fester Beschaffenheit, so wird dieses
Produkt zO Bo nach einer erfolgten Vorzerkleinerung in - -entsprechenden Einfriervorrichtungen
eingefroren und anschließend in der Zerkleinerungseinrichtung auf die gewünschte
Partikelgröße zerkleinert. Liegt das Ausgangsprodukt in flüssiger oder pastöser
Form vor, so erfolgt das Einfrieren beispielsweise in entsprechenden Behältern oder
Schalen, aus denen das eingefrorene Produkt im Anschluß an den Einfriervorgang entnommen,
vorgebrochen und daran anschließend in der Zerkleinerungseinrichtung, die zO Bo
aus einer Hammermühle bestehen kann, auf die gewünschte Partikelgröße gebracht wird0
In allen Fällen, in denen eine mechanische Zerkleinerung des eingefrorenen Produktes
vorgenommen wird, ist als wesentliches Hindernis für die nachfolgende Gefriertrocknung
die Tatsache zu werten, daß in mechanischen Zerkleinerungseinrichtungen nicht nur
Produktteile der gewünschten Partikelgröße, sondern auch kleinere Produktteilchen
- die sogen. Feinteile - anfallen. Werden diese Feinteile zusammen mit den Produktteilen
der gewünschten Partikelgröße der Gefriertrocknung unterzogen, so läßt sich aufgrund
der
gegebenen Vol-umendifferenz zwischen den einzelnen Produktteilen
seElr leicht feststellen, daß die Feinteile aufgrund der konstant zugeführten Verdampfungswärme
lange vor den Produktteilen der geT-zSnschten Partikelgröße den Trockenzustand erreichen
ts besteht damit die Gefahr, daß die trockenen Feinteile durch den aus den größeren
Produktteilen weiterhin austretenden Wasserdampf mitgerissen werden und die Einrichtungen
zur Konden-C rung des Wasserdampçesl z B Oberflächenkondensatoren, kontamnnieren.
Aunh die an die Gefriertrocknungskammer angeschlossenen Vakuumpumpeneinrichtungen
können durch mitgerissene Feinteile verunreinigt werden Neben diesen Gefahren ist
der Produktverlust durch mitgerissene Feinteile nicht unerheblich, da die Feinteile
im Anschluß an den Zerkleinerungsvorgang bis zu 30 t des Gesamtproduktes betragen
können0 Ein weiterer wesentlicher Nachteil der gemeinsamen Trocknung von Feinteilen
mit den Produktteilen der gewünschten Partikelgröße ist darin zu sehen, daß die
im trocknenden Produkt verbleibenden Feinteile infolge der konstanten Zuführung
der Sublimationswärme überhitzt werden, wobei neben auftretenden Aromaverlusten
Denaturierungserscheinungen zu beobachten sind, welche zO Bo das Aussehen des Endproduktes
und dessen geschmackliche Eigenheiten so nachteilig beeinflussen können, daß eine
wirtschaftliche Verwertbarkeit des Produktes entfallen kann0 Bei der Herstellung
gefriergetrockneter Produkte im großtechnischen Maßstab wird versucht, diese Nachteile
dadurch zu umgehen, daß im Anschluß an den Zerkleinerungsvorgang ein Verfahrensschritt
eingeschoben wird, bei dem die Produktteile der gewünschten Partikel größe von den
Feinteilen durch mechanisches Aussieben getrennt werden0 Die auf diese Weise abgetrennten
Feinteile werden in der Regel bei flüssigen Ausgangsprodukten der vorgekühlten Ausgangsflüssigkeit
als Impfkristalle wieder zugeführt, Bei festen Ausgangsprodukten werden die Feinteile
entweder als Abfall ausgesondert oder in einem s eingerichteten Trockner getrocknet0
Das
geschilderte Absieben der Feinteile als besonderer Verfah ensschritt ist jedoch
wirtschaftlich aufwendig, besonders im Hinblick darauf, daß das Absieben in einem
Kühlraum erfolgen nuß, dessen Temperatur unterhalb der Gefriertemperatur des zu
behandelnden Produktes liegen muß9 um ein Auftauen der Partikel zu vermeiden Ferner
kann das Produkt nicht unmittelbar im Anschluß an den Zerklelnerungsvorgang der
Gefriertrocknung zuge führt werden, so daß unerwünschte Zeitversehiebungen in Kauf
genommen werden müssen, während derer das Produkt in gekühltem ustand gehalten werden
mußO Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und
ein Verfahren sowie eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
anzugeben, wonach der zusätzliche Verfahrensschritt des mechanischen Absiebens entfällt
und das Produkt unmittelbar im Anschluß an den Zerkleinerungsvorgang zur eiterverarbeitung
in die Gefriertrocknungsanlage eingesetzt erden kann0 Erfindungsgemäß wird dazu
vorgeschlagen, daß die rrennung zwischen Teilen gewünschter Partikelgrößen und Beinteil
Len durch eine gerichtete Strömung vor Beginn der Eissublimation in der Gefriertrocknungskammer
erfolgt und daß anschließend die Eissublimation der getrennten Teilmengen unter
der Teilchengröße ngepassten Bedingungen der Beheizung und Durchlaufgeschwindigkeit
in der Gefriertrocknungskammer durchgeführt wird0 Gegenüber ein bekannten Stand
der Technik bringt das erfindungsgemäße Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß
der aus wirtschaftlicher Sicht bestehende Nachteil des Absiebens der Feinteile vor
dem Verbringen in den Trockner entfällt, Dieser Absiebvorgang wird nunmehr innerhalb
des Trockners durch die gerichtete Strömung durchgeführt, wobei die Feinteile von
den Produktteilen der gegewünschten Partikelgröße getrennt werden0 Dadurch lassen
sich neben maschinellen ganz erhebliche zeitliche Vorteile bei der Durchführung
der Trocknung erreichen, so daß die Gesamtbehandlungszeit des Produktes wesentlich
eingeschränkt werden kann0 Nach Verbringen des Produktes in den unter Vakuum stehenden
Trockner ist ein Auftauen der Produkt teile nicht mehr zu befürchten, da außer der
für die Trocknung dem Produkt direkt zugeleiteten Sublimationswärme keine Wärme
an das Produkt abgeführt wird. Gegenüber den ^4»
bekannten Verfahren
entfällt somit die Lagerung der zerkleinerten Produktteile in einem gekühlten Raum0
Vorteilhafterweise werden zur Bildung der erforderlichen Trenngeschwindigkeit Teile
des beim Trocknungsvorgang entstehenden Wasserdampfes benutzt0 Hierzu wird ein Teilstrom
des anfallenden Wasserdampfes durch zO Bo eine Wälzkolbenpumpe angesaugt und über
eine Düse als gerichteter Dampfstrom gegen das fallende Produkt geführt, Durch diese
Kreislaufführung prozeßeigenen Wasserdampfes wird eine Oxidation des Trockengutes
verhindert0 Außerdem wird durch diese Anordnung weder der Eiskondensator noch die
Vakuumpumpe zusätzlich belastet Bei entsprechender Auslegung der Pumpen besteht
jedoch auch die Möglichkeit, Fremdgase, zO Bo Inertgase wie Stickstoff usw, zur
Bildung des Gasstromes zu verwenden, Das Absaugen dieser Gase erfolgt vorteilhaft
durch Vakuumpumpeneinheiten, die entsprechend der anfallenden Gasmenge dimensionierl
sind0 Ein Gefriertrockner, der aus einer Gefriertrocknungskammer mit Einrichtungen
zur Erzeugung des bei der Trocknung erforderlichen Vakuums und Einrichtungen zum
Abführen des während des Trocknungsvorganges entstehenden Wasserdampfes, einer Schleusenvorrichtung
zum Einbringen des granulatförmigen Trocknungsgutes in die Kammer, Einrichtungen
zur Zuführung der Sublimationswärme und einer Auslassschleuse zur Entnahme des trockenen
Gutes besteht, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft
derart aufgebaut, daß innerhalb des Gefriertrockners im Auslaßbereich der Schleusenvorrichtung
ein an sich bekannter Vibrationsverteiler vorgesehen ist, unterhalb d.essen der
Gutaufgabe seit entgegengesetztem Ende wenigstens ein Gaszuführungselement angeordnet
ist, dessen Öffnung gegen die Fallrichtung der Produktteile gerichtet ist, und daß
unterhalb des Gaszuführungselementes wenigstens ein Sammelschacht für die Produktteile
angeordnet ist, welcher als Aufgabevorrichtung für die nachfolgenden Einrichtungen
zur Gefriertrocknung dient
Um eine optimale Trennung des vom Ende
des Vibrationsverteilers herabfallenden Granulats in Feinteile und Produktteile
der gewünschten Partikelgröße zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt,
dem Gaszuführungselement die Breite des Vibrationsverteilers zu geben, Damit ist
sichergestellt, daß alle vom Vibrationsverteiler herabfallenden Produktteile von
dem aus dem Gaszuführungselement austretenden Gas strom erfaßt werden0 Das Gaszuführungselement
kann zweckmäaigerweise aus einem mit der Druckseite einer Wälzkolbenpumpe verbundenen
Rohr bestehen, welches in annähernd rechtem Winkel zur Fallrichtung der Produktteile
Durchbrechungen aufweist Andere Möglichkeiten zur Ausführung des Gaszuführungselementes
sind dadurch nicht ausgeschlossen, So ist es zO Bo denkbar, daß das Gaszuführungselement
von einer die Breite des Vibrationsverteilers aufweisenden Düse gebildet ist0 Bei
Granulaten mit Feinteilen verschiedener Abmessungen erscheint es vorteilhaft, daß
mehrere Gaszuführungaelemente untereinander angeordnet sind, wobei die Geschwindigkeit
der Gasströme unterschiedlich sein kann0 Auf diese Weise ist es möglich, verschie
dene Granulatfraktionen auszusondern, zO Bo in der ersten Strömung Feinteile bis
zu q,5 mm, in der zweiten Strömung Feinteile von o,5 mm bis 1 mm, in der dritten
Strömung Feinteile von 1 mm bis 1,6 mm, so daß lediglich die Produktteile.über 1,6
mm als gewünschte Partikelgröße im ersten Sammelschacht aufgefangen werden0 Bei
dieser Aussonderung ist es erforderlich, daß die erste Strömung, mit der Partikel
bis zu'o,5 mm ausgesondert werden sollen, so schwach ist, daß nur diese Partikel
aus dem Granulatstrom ausgetragen werden, während die.größeren Partikel die erste
Strömung passieren, Die Dimensionierung der Strömungen nimmt dann von oben nach
unten zu, so daß letztlich nur die Partikel der gewünschten Größe alle Strömungen
passieren, Die einzelnen Strömungen können zO Bo durch Anbringung von entsprechenden
Drosseln in den Druck-.Method and device for freeze-drying. Method for freeze-drying
of comminuted material in the frozen state, in which the parts are more desirable
Particle sizes of the resulting fine particles within the vacuum drying chamber
be transported separately by a gas flow 0 In the known freeze-drying processes,
in which the feed material is subjected to freeze-drying in granulate form
Appropriate preparation of the items to be dried is essential for the following
Drying process O For bringing the goods to be dried in small pieces or in
Granulate forms are different depending on the nature of the starting product
Methods known, which are usually the comminution of the frozen-frozen material to be dried
have in common in conventional shredding devices, they are
Starting product around water-containing product pieces of a solid nature, this becomes
Product zO Bo after pre-shredding in appropriate freezing devices
frozen and then in the shredder to the desired
Particle size crushed. If the starting product is liquid or pasty
Form before, the freezing takes place, for example, in appropriate containers or
Trays from which the frozen product is removed after the freezing process,
pre-broken and then in the shredding device, the zO Bo
can consist of a hammer mill, is brought to the desired particle size0
In all cases where a mechanical crushing of the frozen product
is made is a major obstacle to subsequent freeze-drying
to appreciate the fact that in mechanical crushers not only
Product parts of the desired particle size, but also smaller product particles
- the so-called Fine parts - incurred. Are these fine parts together with the product parts
subjected to the desired particle size of the freeze-drying, so can be due to
the
given volume difference between the individual product parts
SeElr can easily see that the fine particles are due to the constant heat of evaporation supplied
long before the product parts reach the desired particle size
There is therefore a risk that the dry fine particles are caused by the larger ones
Product parts continue to be entrained by escaping water vapor and the facilities
for the condensation of the water vapor, e.g. surface condensers.
Also the vacuum pump devices connected to the freeze-drying chamber
can be contaminated by entrained fine particles. In addition to these dangers
the product loss through entrained fines is not insignificant, since the fines
after the shredding process can amount to up to 30 t of the total product
can0 Another major disadvantage of drying fine particles together
with the product parts of the desired particle size can be seen in the fact that the
Fines remaining in the drying product as a result of the constant feed
the heat of sublimation are overheated, in addition to aroma losses
Denaturation phenomena can be observed, which zO Bo the appearance of the end product
and its taste characteristics can so adversely affect that a
economic usability of the product may be omitted0 during manufacture
Freeze-dried products on an industrial scale are attempted to address these disadvantages
to circumvent that after the comminution process a process step
is inserted, in which the product parts of the desired particle size of the
Fine particles are separated by mechanical sieving0 The separated in this way
Fine parts are usually made of the pre-cooled starting liquid in the case of liquid starting products
returned as seed crystals. In the case of solid raw materials, the fine particles
either discarded as waste or dried in an equipped dryer0
That
However, the screening of the fine particles described as a special procedural step is
economically expensive, especially in view of the fact that the sieving in one
Cold room made nut, the temperature of which is below the freezing temperature of the too
the product to be treated9 in order to avoid thawing of the particles
the product cannot be used immediately after the shredding process
Freeze-drying leads to be added, so that undesirable time delays in purchase
must be taken during which the product is kept in a refrigerated state
mustO The invention has set itself the task of avoiding these disadvantages and
a method and an advantageous device for performing the method
indicate that the additional process step of mechanical screening is omitted
and the product immediately following the crushing process for processing
can be used in the freeze-drying system0 According to the invention, this is done
suggested that the separation between parts of desired particle sizes and leg part
Len through a directed flow before the start of the ice sublimation in the freeze-drying chamber
takes place and that then the ice sublimation of the separated subsets under
The heating conditions and flow rate matched to the particle size
is carried out in the freeze-drying chamber 0 Compared to a known state
the technology brings the inventive method the essential advantage that
the disadvantage of sieving the fine particles from an economic point of view
the bringing into the dryer is omitted. This screening process is now carried out within
of the dryer carried out by the directed flow, the fines of
the product parts of the desired particle size can be separated 0 thereby
In addition to the machine, there are considerable time advantages during implementation
achieve drying, so that the total treatment time of the product is significant
can be restricted 0 After the product has been placed in the vacuum
There is no need to worry about defrosting the product parts in the dryer, as apart from the
no heat from the sublimation heat directly supplied to the product for drying
is discharged to the product. Compared to the ^ 4 »
known procedures
This means that there is no need to store the shredded product parts in a refrigerated room
Advantageously, parts are used to form the required separation speed
of the water vapor generated during the drying process is used0 A partial flow is used for this purpose
of the resulting water vapor sucked in by zO Bo a Roots pump and over
a nozzle is directed as a directed stream of steam against the falling product, through this
Circulation of the process's own steam becomes an oxidation of the dry material
In addition, this arrangement prevents neither the ice condenser nor the
Vacuum pump also loaded If the pumps are designed accordingly, there is
however, there is also the possibility of using foreign gases such as inert gases such as nitrogen, etc.
To use formation of the gas flow, the suction of these gases is advantageous
by vacuum pump units, which are dimensioned according to the amount of gas produced
are0 A freeze dryer consisting of a freeze drying chamber with facilities
to generate the vacuum required for drying and facilities for
Discharge of the water vapor generated during the drying process, a lock device
for introducing the granular material to be dried into the chamber, devices
for supplying the heat of sublimation and an outlet lock for removing the dry
If there is good, it is advantageous to carry out the method according to the invention
constructed in such a way that inside the freeze dryer in the outlet area of the lock device
a known vibration distributor is provided, below the d.essen
At least one gas supply element is arranged since the opposite end of the material feed
is whose opening is directed against the direction of fall of the product parts, and that
at least one collecting duct for the product parts below the gas supply element
is arranged, which as a feed device for the subsequent facilities
is used for freeze-drying
To get an optimal separation of the end
granulate falling from the vibration distributor into fine parts and product parts
To achieve the desired particle size, it has been found to be advantageous
to give the gas supply element the width of the vibration distributor, so that is
ensures that all parts of the product falling from the vibration distributor are removed from
the gas flow emerging from the gas supply element can be detected0 The gas supply element
can expediently consist of a connected to the pressure side of a Roots pump
There are tubes, which are at an approximately right angle to the direction of fall of the product parts
Other options for designing the gas supply element have openings
are not excluded, So it is zO Bo conceivable that the gas supply element
is formed by a nozzle having the width of the vibration distributor0 At
Granules with fines of different dimensions, it appears advantageous that
several gas supply elements are arranged one below the other, the speed
the gas flows can be different0 In this way it is possible to
separate granulate fractions, e.g. fines up to in the first flow
to q.5 mm, in the second flow fines from 0.5 mm to 1 mm, in the third
Flow fine parts from 1 mm to 1.6 mm, so that only the product parts. Over 1.6
mm as the desired particle size can be collected in the first collecting shaft 0 At
This segregation requires that the first flow, with the particles
up to'o.5 mm are to be separated out is so weak that only these particles
are discharged from the granulate flow, while the larger particles are the first
Pass current, The dimensioning of the currents then increases from above
down too, so that ultimately only the particles of the desired size all flows
The individual currents can happen zO Bo by attaching appropriate
Chokes in the pressure.
rohren vor den Düsen der jeweiligen Gaszuführungselemente den.Anforderungen
entsprechend dimensioniert werden0 Vorteilhaft ist
dabei jedem Gaszuführungselement
einen Sammelschacht zuzuordnen, in dem die ausgesonderten Feinteile aufgefangen
werden Es erscheint ferner zweckmäßig, jedem Gaszuführungselement oberhalb des entsprechenden
Sammelschachtes ein Prallblech zuzuordnen, so daß sicher gestellt ist, daß'die entsprechende
Fraktion in den Sammelschacht geführt und nicht z 5 B über dessen Rand hinausgeblasen
wird3 Neben der Verwendung verschiedener Gaszuführung°sel.emente und verschieden
dimensionierter Strömungen kann die Trennung verschiedener Partikelgrößen auch mit
einem einzigen Gaszuführungselement erfolgen, wobei eine Anzahl entsprechend angeordneter
Prallbleche verwendet werden mußO In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Einrichtung schematisch dargestellt; es zeigen Figo 1 einen Schnitt
durch eine Gefriertrocknungsanlage mit vibrierenden Trocknungsbetten Figo 2 eine
vergrößerte Darstellung der Verteilerelemente mit Gaszuführungselementen Figo 3
ein Schema des gesamten Gefriertrocknungsvorganges In Figo 1 ist eine Gefriertrocknungsanlage
1 zu erkennen, welche über einen Zuführbunker 12, der über ein Ventilelement 11
mit dem Inneren der Gefriertrocknungsanlage 1 verbindbar ist, beladen wird0 Der
Zuführbunker 12 ist mit einer Vakuumpumpeinrichtung 13 verbunden, über die ein in
der Anlage 1 erzeugtes Vakuum auch im Zuführbunker 12 erzeugt werden kann0 Bei geschlossenem
Ventilelement 11 ist der Zuführbunker belüftbarO Im Inneren der Gefriertrocknungsanlage
1 ist unterhalb des Ventilelements 11 ein Vorratsbunker 2 für das in die Kammer
1 eingeschleuste Material angeordnet, dessen Auslass auf ein Verteilerelement 3
führt.pipes in front of the nozzles of the respective gas supply elements
be dimensioned accordingly0 is advantageous
each gas supply element
to assign a collecting shaft in which the separated fine particles are collected
It also appears expedient to place each gas supply element above the corresponding
A baffle plate to be assigned to the collecting shaft, so that it is ensured that the corresponding
Fraction led into the collecting shaft and not, for example, 5 B blown out over its edge
wird3 In addition to using different gas supply ° sel.emente and different
dimensioned flows can also with the separation of different particle sizes
a single gas supply element, with a number correspondingly arranged
Baffle plates must be usedO In the drawing are exemplary embodiments of the
device according to the invention shown schematically; Figure 1 shows a section
through a freeze-drying system with vibrating drying beds Figo 2 a
enlarged view of the distributor elements with gas supply elements Figo 3
a scheme of the entire freeze-drying process In Figo 1 is a freeze-drying system
1 can be seen, which via a feed hopper 12, which is via a valve element 11
is connectable to the interior of the freeze-drying system 1, is loaded0 The
Feed hopper 12 is connected to a vacuum pump device 13 via which an in
The vacuum generated by the system 1 can also be generated in the feed hopper 12
Valve element 11, the feed hopper can be ventilated inside the freeze-drying system
1 is below the valve element 11, a storage bunker 2 for the into the chamber
1 introduced material is arranged, the outlet of which is directed to a distributor element 3
leads.
Vorratsbunker 2 und Verteilerelement 3 können durch einen in der Zeichnung
nicht dargestellten Vibrationsantrieb bewegt werden0
Unterhalb der
Fallkante des Verteilerelementes 3 ist das Gas zu führungselement 4 angeordnet Die
Düse des Gaszuführungselementes 4 ist an eine Rohrleitung 6 angeschlossen, welche
über eine vakuumdichte Durchführung 61 in eine außerhalb der Kammer 1 angeordnete
Wälzkolbenpumpe 5 führt Die Wälzkolbenpumpe 5 ist an ihrem Einlass mit einem anderen
Teilstück der Rohrleitung 6 verbunden9 welchesebenfalls über eine vakuumdichte Durchführung
61 in den Innenraum der Kammer 1 zurückgeführt isto Unterhalb und im Abstand vor
der Düse des Gaszuführungselementes sind Prallbleche 8, 81 angeordnet, welche in
Form eines Sammelschachtes die aussortierten Partikel auf die zugehörigen beheizbaren
Trocknungsbetten 7, 71 leiten, Die Trocknungsbetten 7, 71, 72, 73, 74 und 75 sind
mit in der Zeic; S nung nicht dargestellten Vibrationsantrieben versehen, Am Ende
des Trocknungsbettes 7 ist ein Falltrichter 14 vorgesehen, dessen Auslass in einen
kammerseitigen Sammelbehälter 15 führt0 über ein Ventilelement 151 ist der Sammelbehälter
15 mit einem außerhalb de Kammer 1 angeordneten Aufnahmebehälter 16 verbindbar,
welcher über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vakuumpumpe bei geöffnete
Ventil 161 und geschlossenem Ventil 162 evakuierbar und bei umgekehren Öffnungs-
bzwO Schließstellungen der Ventile 161, 162 belüftbar ist0 Das Trocknungsbett 71
ist Teil einer längeren Trocknungsstrecke, welche sich bei dem in der Zeichnung
dargestellten Beispiel aus den Trocknungsbetten 71, 72, 73 74 und 75 zusammensetzt0
Diese Trocknungsbetten sind innerhalb der Kammer 1 derart angeordnet, daß die in
Produktförderrichtung gesehene Endseite des einen Trock nungsbettes 71 als Aufgabeeinrichtung
für das nächstfolgende Trock nungsbett 72 dient usw, Unter dem Ende des Trocknungsbettes
75 ist ein kammerseitiger Sammelbehälter 17 angeordnet, welcher über ein Ventilelement
121 mit einem außerhalb der Kammer 1 angeordneten Aufnahmebehälter 18 verbindbar
ist0 Die Evakuierung und Belüftung des Aufnahmebehälters erfolgt über die Ventilelemente
181 und 182, und zwar in gleicher Weise, wie bereits beim Aufnahmebehälter 16 geschildert0
ur
Abführung des während der Trocknung in der Gefriertrocknungskammer 1 anfallenden
Wasserdampfes ist an dieser ein Eis kondensator 9 bekannter Bauart angeschlossen,
welcher mit liner Vakuumpumpe lo verbunden sein kann0 Figo 2 zeigt einen in einer
vergrößerten Darstellung innerhalb er Gefriertrocknungskammer 1 unterhalb der nicht
dargestellten Einlaßschleuse 11 angeordneten Vorratsbunker 2 der, wie aus er Zeichnung
ersichtlich, durch Vibrationselemente 21 bewegbar usgestaltet sein kann0 In diesem
Fall ist der Vorratsbunker 2 lurch Aufhängerelemente 22 an den Wandteilen der Gefriertrocknungskammer
1 abgestütztO Der am Auslaß des Vorratsbunkers 2 angeordnete Vibrationsverteiler
3 ist in der Darstellung an die Vibrationselemente 21 zur Bewegung des Vorratsbunkers
2 angeschlossen, In der Zeichnung ist dargestellt9 daß durch die aus ein unterhalb
der Rutschkante 31 des Vibrationsverteilers 3 angeordneten Gaszuführungselement
4 austretende Strömung die Fallrichtung des vom Vibrationsverteiler 3 herabfallenden
Granulats derart verändert wird> daß die kleineren Partikel stärker, ie größeren
Partikel dagegen weniger stark abgelenkt werden0 nnerhalb des durch die Rutschvorrichtung
81 und des als Verteierelement wirkenden Prallbleches 8 gebildeten Sammelschachtes
gelangen die größeren Partikel auf den Anfang der durch die Gutbetten 71, 72 usw
D gebildeten Trocknungsstrecke, während die stärker abgelenkten kleineren Partikel
die sogen, Feinteile, über den durch das Verteilerelement 8 und das Prallblech 82
gebildeten Sammelschacht auf den Anfang des Trocknungsbettes 7 gelangen, Aus den
in der vergrößerten Darstellung lediglich abschnitt eise wiedergegebenen Trocknungsbetten
7, 71 ist teilweise die Vibrationsanordnung 711 zum Antri.eb der Trocknungsbetten
ersichtlicht Figo 3 zeigt einen Verfahrensablauf des gesamten Gefriertrocknungsvorganges,
aus dem zu erkennen ist, daß der nach den herkömmlichen Verfahren erforderliche
Schritt des mechanischen Absiebens er Feinteile bei einer Einrichtung gemäß der
Erfindung entfällt
Der Ablauf einer Gefriertrocknung unter Verwendung
der erfindungsgemäßen-Einrichtung soll wie folgt kurz beschrieben werden: Das Ausgangsprodukt,
welches als wasserhaltiges Festprodukt oder fließfähiges Produkt vorliegen kann,
wird zunächst in herkömmlicher Weise eingefroren0 Im Anschluß an den Einfriervorgang
erfolgt das Zerkleinern, das sich in der Regel aus Vorbrechen und Verbringen des
Produktes in die gewünschte Partikelgröße unter Verwendung handelsüblicher Zerkleinerungseinrichtungen
zusammensetzt, Das zerkleinerte Produkt wird anschließend bei geschlossener Einlaßschleuse
11 in den Lagerbunker 12 eingebracht0 Der Lagerbunker 12 besitzt in der Regel eine
herkömmliche Außenkühlung um ein Auftauen des eingebrachten Produktes zu vermeiden,
Ferner kann innerhalb des Lagerbunkers 12 eine Rühreinrichtung angeordnet sein,
um die einzelnen Partikel intermittierend mit der gekühlten Außenwand des Lagerbunkers
in Verbindung zu bringen, Nach dem vakuumdichten Verschließen des Lagerbunkers 12
wird über die angeschlossene Vakuumpumpeneinrichtung 13 ein dem Druck in der Gefriertrocknungskammer
1 entsprechendes Vakuum im Lagerbunker 12 hergestellt0 Danach wird die Einlaßschleuse
11 geöffnet, so daß das im Lagerbunker 12 befindliche Granulat in den Vorratsbunker
2 fallen kann0 Ist der Lagerbunker 12 auf diese Weise geleert, wird die Einlaßschleuse
11 wieder geschlossen, der Lagerbunker 12 belüftet und zur Aufnahme einer neuen
Charge vorbereitet0 Das im Vorratsbunker 2 befindliche Mischgranulat, bestehend
aus.Storage bunker 2 and distribution element 3 can by one in the drawing
vibration drive not shown are moved0
Below the
Falling edge of the distributor element 3, the gas is arranged to guide element 4
The nozzle of the gas supply element 4 is connected to a pipe 6, which
Via a vacuum-tight feedthrough 61 into one arranged outside of the chamber 1
Roots pump 5 leads The Roots pump 5 is at its inlet with another
Part of the pipeline 6 connected9 which also via a vacuum-tight bushing
61 is led back into the interior of the chamber 1 below and at a distance in front
the nozzle of the gas supply element are arranged baffles 8, 81, which in
In the form of a collecting shaft, the sorted out particles are transferred to the associated heatable
Drying beds 7, 71 conduct, The drying beds 7, 71, 72, 73, 74 and 75 are
with in the time; S nung provided vibration drives, not shown, at the end
of the drying bed 7, a fall funnel 14 is provided, the outlet of which into a
Chamber-side collecting container 15 leads via a valve element 151 is the collecting container
15 can be connected to a receptacle 16 arranged outside the chamber 1,
which via a vacuum pump not shown in the drawing when open
Valve 161 and closed valve 162 can be evacuated and with reversed opening
or the closed positions of the valves 161, 162 can be ventilated 0 The drying bed 71
is part of a longer drying section, which is shown in the drawing
The example shown is composed of the drying beds 71, 72, 73, 74 and 75
These drying beds are arranged within the chamber 1 in such a way that the in
Product conveying direction seen end side of a drying bed 71 as a feed device
for the next following drying bed 72 is used, etc., under the end of the drying bed
75 a chamber-side collecting container 17 is arranged, which via a valve element
121 can be connected to a receptacle 18 arranged outside the chamber 1
ist0 The evacuation and ventilation of the receptacle takes place via the valve elements
181 and 182, in the same way as already described for the receptacle 16
ur
Discharge of the accumulating in the freeze drying chamber 1 during drying
Water vapor is connected to this an ice condenser 9 of known design,
which can be connected to a vacuum pump lo0 Figo 2 shows one in one
enlarged view within the freeze-drying chamber 1 below the not
illustrated inlet lock 11 arranged storage bunker 2, as shown in the drawing
can be seen, can be designed to be movable by vibrating elements 21 in this
The case is the storage bunker 2 by hanging elements 22 on the wall parts of the freeze-drying chamber
1 supportedO The vibration distributor arranged at the outlet of the storage bunker 2
3 shows the vibration elements 21 for moving the storage bunker
2 connected, In the drawing it is shown that through the from a below
the sliding edge 31 of the vibration distributor 3 arranged gas supply element
4 exiting flow the direction of fall of the falling from the vibration distributor 3
Granulate is changed in such a way that the smaller particles are stronger, ie larger
Particles, on the other hand, are less strongly deflected within the by the slide device
81 and the baffle 8, which acts as a distribution element, is formed
the larger particles get to the beginning of the material beds 71, 72, etc.
D formed drying section, while the more strongly deflected smaller particles
the so-called fines, via the distribution element 8 and the baffle plate 82
Formed collecting shaft reach the beginning of the drying bed 7, From the
in the enlarged illustration only section of the drying beds shown
7, 71 is partly the vibration arrangement 711 for driving the drying beds
visible Figo 3 shows a process sequence of the entire freeze-drying process,
from which it can be seen that the amount required by the conventional method
Step of mechanical screening of the fines in a facility according to FIG
Invention is not applicable
The process of freeze drying using
the device according to the invention should be briefly described as follows: The starting product,
which can be in the form of a water-containing solid product or a flowable product,
is first frozen in the conventional way0 Following the freezing process
comminution takes place, which usually consists of pre-breaking and moving the
Product in the desired particle size using commercially available crushing equipment
composed, the comminuted product is then with the inlet lock closed
11 brought into the storage bunker 12 The storage bunker 12 usually has a
conventional external cooling to avoid thawing of the introduced product,
Furthermore, a stirring device can be arranged within the storage bunker 12,
around the individual particles intermittently with the cooled outer wall of the storage bunker
after the vacuum-tight sealing of the storage bunker 12
the pressure in the freeze-drying chamber is increased via the connected vacuum pump device 13
1 A corresponding vacuum is established in the storage bunker 12. The inlet lock is then opened
11 opened so that the granules located in the storage bunker 12 in the storage bunker
2 can fall 0 If the storage bunker 12 is emptied in this way, the inlet lock
11 closed again, the storage bunker 12 ventilated and to accommodate a new one
Batch prepared 0 The mixed granulate in storage bunker 2, consisting
the end.
Feinteilen und Teilen der gewünschten Partikelgröße,-gelangt infolge
der vibrierenden Bewegung des Vorratsbunkers 2 nach und nach auf den Vibrationsverteiler
3, über dessen Rutschkante 31 das Granulat weiter in die Gefriertrocknungskammer
fällt0 Unmittelbar nach Verlassen der Rutschkante 31 gelangt das Granulat in den
Einfluß der aus dem Gaszuführungselement 4 austretenden Strömung, wobei die Feinteile
stärker, die Teile der gewünschten Partikelgröße weniger stark abgelenkt werden0
Die Teile der gewünschten Partikelgröße fallen in den durch die Rutschvorrichtung
81 und das y-förmige Verteilerelement 8 gebildeten Spalt undgelangen so auf den
Beginn der aus den Trocknungsbetten 71, 72 usw,
gebildeten Trocknungsstreckeo
Die Feinteile werden durch den gasstrom so weit abgelenkt, daß sie in den Spalt
zwischen dem Prallblech 82 und dem Verteilerelement 8 eintreten und von dort auf
den Beginn der Trocknungsstrecke 7 gelangen, Da auf dieser Trocknungsstrecke 7 lediglich
die Feinteile behandelt werden, ist für die Trocknung zO Bo keine so hohe Wärmezuführung
erforderlich wie bei der Trocknung der Produktteile mit der gegewünschten Partikelgröße0
Andererseits kann zO Bo auch bei gleicher Wärmezuführung die Durchlaufgeschwindigkeit
erhöht werden, Die Feinteile fallen am Ende der Trocknungsstrecke 7 in den Sammelraum
15, aus dem sie bei geöffneter Auslaßschleuse 151 in den Entnahmebehälter 16 gelangen,
in dem über die angeschlossenen Vakuumpumpeinrichtungen ein dem Kammerdruck entsprechendes
Vakuum erzeugt worden ist0 Nach Füllung des Entnahmebehälters 16 und Schließen der
Auslaßschleuse 151 können die getrockneten Feinteile zur weiteren Verwendung über
die Entnahmeöffnung 162 entnommen werden0 Die Produktteile der gewünschten Part
ikel größe gelangen nach Durch laufen des Trocknungsbettes 71 auf das gegenläufig
angetriebene Trocknungsbett 72, von dem sie auf das wiederum in entgegengesetzter
Richtung angetriebene Trocknungsbett 73 fallen usw, Nach Durchlaufen des letzten
Trocknungsbettes werden die Granulatteile im Sammelraum 17 gesammelt und in der
für die Feinteile geschilder ten Weise über die Auslaßschleuse 171 und den Entnahmebehälter
18 als getrocknete Partikel entnommen0 Die beschriebene Einrichtung ist zur Trocknung
von granuliertem Gut jeglicher Art geeignet, Es wird besonders darauf hingewiesen,
daß der in der Zeichnung und im Text beschriebene Aufbau keine Beschränkung darstellt,
Vielmehr können Anlagen mit unterschiedlicher Zahl und Anordnung der Trocknungsbetten
aufgebaut werden0 Es kann ferner aus produktabhängigen Gründen erforderlich sein,
mehrere Gaszuführungselemente mit unterschiedlichen Gasaustrittsge schwindigkeiten
untereinander anzuordnen, so daß verschiedene Frak tionen des zu behandelnden Produktes
auf jeweils zugeordneten Troc -nungsbetten bzwo Trocknungsstrecken innerhalb der
gleichen An-(lage getrocknet und nach Abschluß des Trocknungsvorganges
über
jeweils zugeordnete Entnahmestationen aus der Gefriertrocknungskammer entnommen
werden0 Die in der Zeichnung und im Text dargestellten Aufbauten stellen nur Ausführungsbeispiele
dar und sind beliebig variierbar,Fine particles and parts of the desired particle size arrive as a result
the vibrating movement of the storage bunker 2 gradually on the vibration distributor
3, via its sliding edge 31, the granulate continues into the freeze-drying chamber
falls0 Immediately after leaving the sliding edge 31, the granules enter the
Influence of the flow emerging from the gas supply element 4, the fines
stronger, the parts of the desired particle size are deflected less strongly0
The parts of the desired particle size fall into the through the slide device
81 and the Y-shaped distributor element 8 formed and thus reach the
Beginning of the drying beds 71, 72, etc.,
formed drying section o
The fine particles are deflected so far by the gas flow that they get into the gap
enter between the baffle plate 82 and the distributor element 8 and from there on
get to the beginning of the drying section 7, since on this drying section 7 only
the fine parts are treated, the heat input for the drying zO Bo is not so high
required as when drying the product parts with the desired particle size0
On the other hand, zO Bo can also reduce the throughput speed with the same heat input
The fines fall at the end of the drying section 7 into the collecting space
15, from which they get into the removal container 16 when the outlet lock 151 is open,
in the one corresponding to the chamber pressure via the connected vacuum pump devices
Vacuum has been created0 After filling the removal container 16 and closing the
Outlet lock 151 can transfer the dried fines for further use
the removal opening 162 can be removed 0 The product parts of the desired part
After passing through the drying bed 71, the article size reaches the opposite direction
driven drying bed 72, from which it is in turn in opposite
Direction of driven drying bed 73 drop etc, after passing through the last one
The granulate parts are collected in the collecting chamber 17 and in the drying bed
for the fine parts geschilder th way via the outlet lock 171 and the removal container
18 removed as dried particles 0 The device described is for drying
suitable for granulated material of any kind, it is particularly pointed out
that the structure described in the drawing and in the text is not a limitation,
Rather, systems with different numbers and arrangements of drying beds can be used
0 It may also be necessary, for product-dependent reasons, to
several gas supply elements with different gas outlet speeds
to be arranged one below the other, so that different fractions of the product to be treated
on the respectively assigned drying beds or drying sections within the
same plant (plant dried and after completion of the drying process
above
respectively assigned removal stations taken from the freeze-drying chamber
werden0 The structures shown in the drawing and in the text are only examples
and can be varied as required,