DE4000913A1 - Verfahren und vorrichtung zum einfrieren eines der gefriertrocknung zu unterwerfenden produktes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einfrieren eines der Gefriertrocknung zu unterwerfenden Produktes, wobei zum Einfrieren und Gefriertrocknen des Produktes eine Gefriertrock­ nungseinrichtung verwendet wird, die eine Gefriertrocknungskammer mit Stellflächen zur Durchführung der Gefriertrocknung und einen Kondensator mit Evakuierungsanschluß (zur Evakuierung der Ge­ friertrocknungskammer) aufweist, dessen Kaltflächen von einer Rohrschlange mit mehreren Rohrschleifen gebildet werden und wobei das Kältepotential des Kondensators für das Einfrieren des Pro­ duktes verwendet wird. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine für die Durchführung dieses Verfahrens geeig­ nete Gefriertrocknungseinrichtung.

Gefriertrocknungseinrichtungen der hier betroffenen Gattung sind aus den US-Patentschriften 30 77 036 und 40 35 924 bekannt. Die Gefriertrocknungskammern weisen jeweils Stellflächen auf, auf denen sich das Produkt während der Durchführung des Trocknungs­ prozesses befinden. Zur Erzeugung des erforderlichen Vakuums und zur Anlagerung der während des Trocknungsprozesses entstehenden Dämpfe sind Kondensatoren mit Evakuierungsanschluß vorgesehen, die sich entweder in der Gefriertrocknungskammer selbst oder in einer separaten Kammer befinden, welche über einen Leitungsab­ schnitt mit einem Ventil mit der Gefriertrocknungskammer verbun­ den ist. Die Kaltflächen des Kondensators werden üblicherweise von Rohrschlangen mit wendelförmigen Rohrschleifen gebildet.

Bei einer weiteren Gefriertrocknungseinrichtung dieser Art ist es bekannt, das vom Kondensator zur Verfügung gestellte Kältepoten­ tial zum Einfrieren des der Gefriertrocknung zu unterwerfenden Produktes zu verwenden. Bei dieser Gefriertrocknungseinrichtung befindet sich die Gefriertrocknungskammer oberhalb der Kondensa­ torkammer und ist von dieser Kondensatorkammer abnehmbar ausge­ bildet. Die Achse der die Kaltflächen des Kondensators bildenden Rohrwendel ist senkrecht angeordnet. Das Einfrieren des Produktes erfolgt in der Weise, daß zunächst die Gefriertrocknungskammer von der Kondensatorkammer abgenommen wird. Dadurch wird der von der wendelförmig gestalteten Rohrschlange gebildete Raum von oben zugänglich. In diesen Raum werden die Behälter mit dem zu ge­ friertrocknenden Produkt eingesetzt. Nachteilig ist, daß zwischen den Behältern und der Rohrschlange keinerlei Kontakt vorhanden ist, so daß der Einfrierprozeß relativ lange dauert. Weiterhin ist das Einfrierverfahren umständlich und nur für relativ kleine Produktmengen geeignet. Zunächst muß die Gefriertrocknungskammer abgenommen werden, um das Produkt in die Einfrierkammer einzu­ setzen. Danach muß die Gefriertrocknungskammer wieder aufgesetzt werden und nach der Durchführung des Einfrierprozesses wieder abgenommen werden, um das eingefrorene Produkt entnehmen zu können. Schließlich muß die Gefriertrocknungskammer wieder aufgesetzt werden, um den eigentlichen Gefriertrocknungsprozeß durchführen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben und eine für die Durchführung dieses Verfahrens geeignete Gefriertrocknungsein­ richtung zu schaffen, mit denen der Einfrierprozeß schneller und einfacher durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Produkt vor der Durchführung des Einfrierprozesses im Normalfall in Schalen gefüllt wird und daß diese Schalen auf die Rohr­ schleifen des in Betrieb befindlichen Kondensators aufgesetzt werden. Aufgrund dieser Maßnahme besteht ein unmittelbarer Kontakt zwischen den Rohrschleifen des Kondensators und den darauf aufgesetzten Schalen, so daß eine Kontaktkühlung vorhanden ist. Der Einfrierprozeß läuft somit wesentlich schneller ab und es sind tiefere Temperaturen im Produkt erreichbar. Außerdem sind keine externen Einfrierhilfen erforderlich.

Bei einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Gefriertrocknungseinrichtung mit einem Kondensator, dessen Kaltflächen von einer Rohrschlange mit mehreren Schleifen gebildet werden, ist die Rohrschlange zweckmäßig derart gestal­ tet, daß zumindest ein Teil der Schleifen zum Absetzen von Schalen mit oder ohne Produktbehältern geeignet ist. Zur Bildung von Absetzebenen erstrecken sich die Rohrschleifen des Kondensa­ tor zweckmäßig horizontal und haben einen solchen Abstand, daß die Schalen zwischen den Schleifen Platz finden. Ist zusätzlich zumindest ein Teil der Kondensatorkammer, welche sich in Höhe der Rohrschleifen befindet, abnehmbar gestaltet, dann sind die Absetzebenen für die Schalen mit den Produktbehältern in ein­ facher Weise zugänglich.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäß gestaltete Gefriertrocknungseinrichtung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäß gestaltete Kondensator- Rohrschlange und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Kondensatorkammer.

Die in Fig. 1 dargestellte Gefriertrocknungseinrichung 1 weist die Gefriertrocknungskammer 2 und die Kondensatorkammer 3 auf. Beide sind zylindrisch gestaltet und übereinander angeordnet. Die Zwischenplatte 4 bildet gleichzeitig den Deckel der Kondensator­ kammer 3 und den Boden der Gefriertrocknungskammer 2. Innerhalb dieser Zwischenplatte 4 befinden sich im einzelnen nicht darge­ stellte, verschließbare Öffnungen, welche es erlauben, die Kammern 2 und 3 miteinander zu verbinden.

Innerhalb der Gefriertrocknungskammer 2 befindet sich ein Gestell 5 mit den Stellplatten 6. Als Kammerwandung 7 ist eine zylin­ drische Haube vorgesehen, die sich auf der Zwischenplatte 4 abstützt und zweckmäßig aus Acrylglas besteht. Die Kondensator­ kammer 3 wird gebildet von der Zwischenplatte 4, der Grundplatte 8 und dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 9, der vorzugsweise ebenfalls aus Acrylglas besteht. Innerhalb der Kondensatorkammer 3 befindet sich der Kondensator 11. Die Grundplatte 8 stützt sich auf einem im einzelnen nicht dargestellten Gehäuse ab, in dem sich - wie schematisch angedeutet - eine Kältemaschine 12 zur Versorgung des Kondensators 11 und eine Vakuumpumpe 13 zur Evakuierung der Kondensatorkammer 3 befinden.

Der Kondensator 11 wird von einer Rohrschlange 14 mit den ein­ zelnen Rohrschleifen 15 gebildet, welche derart gestaltet sind, daß sie zum Absetzen von Schalen mit oder ohne Produktbehältern geeignet sind. Dazu erstrecken sich die einzelnen Schleifen 15 im wesentlichen horizontal. Die die einzelnen Schleifen 15 mitein­ ander verbindenden Übergangsabschnitte 16 sind übereinander angeordnet, so daß die von den horizontalen Schleifen 15 gebil­ deten Ebenen im wesentlichen frei zugänglich sind. Die Versorgung des Kondensators 11 erfolgt über die vertikalen Anschlußrohre 16 und 17, von denen das der Zufuhr des Kältemittels dienende Anschlußrohr 16 in die oberste Rohrschleife 15 mündet und das dem Rückfluß des Kältemittels dienende Rohr 17 mit der untersten Rohrschleife 15 verbunden ist. Die Anschlußrohre 16, 17 durch­ setzen die Grundplatte 8 und stützen den Kondensator 11 darauf ab. Das Anschlußrohr 16 ist mit einer Hülse 18 ausgerüstet, welche verhindert, daß das kalte Rohr 16 die Grundplatte 8 unmittelbar berührt.

Fig. 3 zeigt die Kondensatorkammer 3 während eines Einfriervor­ ganges. Auf den Rohrschleifen 15 befinden sich Schalen 21, in denen sich das einzufrierende Produkt befindet. Gestell 5 und Haube 7 der Gefriertrocknungskammer 2 befinden sich nicht auf dem Zwischenteller 4. Der Kondensatorkammer 3 ist eine Haube 23 aus wärmeisolierendem Material zugeordnet, welche das Einfrieren beschleunigt und tiefere Temperaturen ermöglicht.

Die Beschickung der Schleifen 15 mit den Schalen 21 erfolgt in der Weise, daß der Zylinder 9 vom Grundteller 8 abgehoben wird. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Zylinder 9 mit einer seitlichen Öffnung (nicht dargestellt) zu versehen, welche vakuumdicht verschließbar ist.

Claims (9)

1. Verfahren zum Einfrieren eines der Gefriertrocknung zu unterwerfenden Produktes, wobei zum Einfrieren und Gefrier­ trocknen des Produktes eine Gefriertrocknungseinrichtung (1) verwendet wird, die eine Gefriertrocknungskammer (2) mit Stellflächen (6) zur Durchführung der Gefriertrocknung und einen Kondensator (11) aufweist, dessen Kaltflächen von einer Rohrschlange (14) mit mehreren Rohrschleifen (15) gebildet werden und wobei die vom Kondensator (11) erzeugte Kälte für das Einfrieren des Produktes verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Produkt in Schalen (21) befindet und daß diese Schalen auf die Rohrschleifen (15) des in Betrieb befindlichen Kondensators (11) aufge­ setzt werden.

2. Für die Durchführung des Einfrierverfahrens nach Anspruch 1 geeignete Gefriertrocknungseinrichtung (1) mit einer Ge­ friertrocknungskammer (2) und einem Kondensator (11), dessen Kaltflächen von einer Rohrschlange (14) mit mehreren Rohr­ schleifen (15) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kondensator (11) bildende Rohrschlange (14) derart gestaltet ist, daß zumindest ein Teil der Schleifen (15) zum Absetzen von Schalen (21) mit Produktbehältern (22) geeignet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein Teil der Rohrschleifen (15) des Konden­ sators (11) zur Bildung von Absetzebenen überwiegend hori­ zontal erstreckt und daß der Abstand zwischen diesen Schleifen (15) und den jeweils darüber liegenden Schleifen größer ist als die Höhe der Produktbehälter (22).

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des den Kondensator (11) umgebenden Gehäuses (9) abnehmbar ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorgehäuse (9) in Höhe der den Kondensator (11) bildenden Rohrschleifen (15) eine verschließbare Belade­ öffnung aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorgehäuse eine den Boden bildende Grundplatte (8) und einen darauf dicht aufsetzbaren, abnehmbar gestalteten zylindrischen Gehäuseabschnitt (9) aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der zylindrische Gehäuseabschnitt (9) des Konden­ sators durchsichtig ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensatorgehäuse eine Haube (23) aus wärmeisolierendem Material zugeordnet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine separate Gefriertrocknungskammer (2) vorgesehen ist und daß diese Kammer abnehmbar auf die Kondensatorkammer aufgesetzt ist.