DE4005525A1 - Gefriertrocknungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gefriertrocknungseinrichtung mit einem Kondensator.

Gefriertrocknungseinrichtungen mit Kondensatoren sind aus den US-Patentschriften 30 77 036 und 40 35 924 bekannt. Die Gefrier­ trocknungskammern weisen jeweils Stellflächen auf, auf denen sich das Produkt während der Durchführung des Trocknungsprozesses befindet. Zur Erzeugung des erforderlichen Vakuums und zur Anlagerung der während des Trocknungsprozesses entstehenden Dämpfe sind Kondensatoren vorgesehen, die sich entweder in der Gefriertrocknungskammer selbst oder in einer separaten Kammer befinden. An diese Kammer ist üblicherweise eine Vakuumpumpe angeschlossen. Die Kondensationskammer ist über einen Leitungs­ abschnitt mit einem Ventil mit der Gefriertrocknungskammer verbunden.

Die Kaltflächen der vorbekannten Kondensatoren werden von Rohr­ schlangen mit wendelförmigen Rohrschleifen gebildet. Um Konden­ satoren dieser Art zu regenerieren, ist es erforderlich, dem Kondensator solange Wärme - sei es von außen oder durch die Rohrschlangen - zuzuführen, bis das den Rohrschlangen anhaftende Eis vollständig abgetaut ist. Derartige Regenerationsprozesse dauern lange und sind energieaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gefriertrocknungseinrichtung mit einem Kondensator zu schaffen, bei der der Regenerationsprozeß wesentlich einfacher durchgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der für den Niederschlag des Kondensats bestimmte Oberflächenabschnitt des Kondensators als glatte Fläche, vorzugsweise eben, ausgebil­ det ist. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Kondensator ist die Entfernung einer darauf befindlichen Eisschicht besonders einfach. Es ist lediglich erforderlich, die Grenzschicht zwischen Kondensator und Eisschicht anzutauen. Danach kann das Eis ohne großen Aufwand entfernt werden.

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

Fig. 1 und 2 schematische Schnitte durch Gefriertrocknungseinrichtungen mit erfindungsgemäß gestalteten Kondensationsflächen und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kondensator-Oberfläche nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Gefriertrocknungseinrichtung 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 befindet sich die Durchtrittsöffnung 5, in der sich ein Klappenventil 6 befindet.

Innerhalb der Gefriertrocknungskammer 2 befindet sich ein Gestell 7 mit Stellplatten 8. Als Kammerwandung 9 ist eine zylindrische Haube vorgesehen, die sich auf der Zwischenplatte 4 abstützt und zweckmäßig aus Acrylglas besteht.

Die Kondensatorkammer 3 wird gebildet von der Zwischenplatte 4 und dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 11, der vorzugsweise ebenfalls aus Acrylglas besteht. Der Gehäuseabschnitt 11 stützt sich auf der Oberfläche 12 eines Gehäuses 13 ab, so daß ein Teil der Oberfläche 12 dieses Gehäuses 13 den Boden der Kondensator­ kammer 3 bildet. Innerhalb des Gehäuses 13 befinden sich Versor­ gungseinrichtungen, wie eine Kältemaschine 14 (schematisch als Block angedeutet). Auch eine Vakuumpumpe zur Evakuierung der Kondensatorkammer 3 und der Gefriertrocknungskammer 2 kann innerhalb des Gehäuses 13 untergebracht sein. Eine andere Mög­ lichkeit besteht darin, die Vakuumpumpe seitlich an den Gehäuse­ wandungen 9 und/oder 12 anzuschließen.

Dichtungen zur Erzielung einer vakuumsicheren Abdichtung der Wandungen 9, 11 gegenüber dem Zwischenteller 4 und der Oberfläche 12 des Gehäuses 13 sind nicht dargestellt.

Der für den Niederschlag des Kondensats (Eisschicht 16) bestimmte Oberflächenabschnitt des Kondensators ist ein glatter, ebener Abschnitt 17 der Oberfläche 12 des Gehäuses 13, welcher sich innerhalb der Kondensatorkammer 3 befindet. Dieser Oberflächen­ abschnitt 17 ist Bestandteil einer metallischen Platte oder Scheibe 18, vorzugsweise aus Edelstahl oder Aluminium, welche mit einem Rohrsystem 19 für den Durchtritt des Kältemittels ausgerü­ stet ist. Diejenigen Oberflächenabschnitte der Scheibe oder Platte 18, welche nicht für den Niederschlag des Kondensats bestimmt sind, sind von einer thermischen Isolierung 21 umgeben, welche zweckmäßig aus einem synthetischen Kautschukmaterial besteht. Insgesamt ist die Anordnung so getroffen, daß der glatt und eben ausgebildete Oberflächenabschnitt 17 und die Begrenzung der thermischen Isolierung 21 in der Oberfläche 12 des Gehäuses 13 liegen. Diese Maßnahme erlaubt es, die Eisschicht 16 nach einem kurzen Antauen der dem Oberflächenabschnitt 17 aufliegenden Grenzschicht zu verschieben und abzunehmen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Haube 23 auf die Oberfläche 12 des Gehäuses 13 aufgesetzt und bildet die Konden­ satorkammer 3. Auf der Haube 23 ist ein Rechen 24 angeordnet, dessen Innenraum über die Durchtrittsöffnung 25 mit der Konden­ satorkammer 3 verbunden ist. Mit den Anschlüssen 26 des Rechens 24 wird der jeweilige Innenraum von nicht dargestellten Behältern verbunden, in denen sich das zu gefriertrocknende Produkt befin­ det.

Der für den Niederschlag des Kondensats bestimmte Oberflächenab­ schnitt 17 des Kondensators wird wieder von einer Platte 18 gebildet. Der Durchtrittskanal 19 für das Temperiermedium ist als relativ großer Hohlraum ausgebildet.

Der Oberflächenabschnitt 17, auf dem sich die Eisschicht 16 befindet, liegt etwas höher als die Oberfläche 12 des Gehäuses 13. Der die Isolierung 21 bildende Werkstoff weist eine entspre­ chende, den Oberflächenabschnitt 17 umgebende Schräge 27 auf. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Eisschicht 16 nach kurzem Antauen der dem Oberflächenabschnitt 17 aufliegenden Grenzschicht in einfacher Weise entfernt werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfin­ dung. Die Oberfläche 17 der Platte 18, also der für den Nieder­ schlag des Kondensats bestimmte Flächenabschnitt des Kondensa­ tors, weist eine eine Vertiefung 28 bildende Verformung auf. Diese Verformung hat die Form eines Abschnittes einer Kugelober­ fläche. Auch von einer in dieser Weise ausgebildeten Kondensa­ toroberfläche kann eine darauf befindliche Eisschicht in ein­ facher Weise entfernt werden, nachdem die Grenzschicht angetaut wurde. Auch andere konvexe oder auch konkave Wölbungen im Bereich des Oberflächenabschnittes 17 sind denkbar. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß die Eisschicht 16 nach dem Antauen der Grenzschicht in einfacher Weise abgenommen werden kann.

Um die dem Oberflächenabschnitt 17 aufliegende Grenzschicht des gefrorenen Kondensats anzutauen, besteht die Möglichkeit, durch die Kanäle 19 der Platte 18 für kurze Zeit ein Heizmedium strömen zu lassen. Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Platte 18 mit Heizdrähten 29 ausgerüstet, welche sich zweckmäßig im unmittelbaren Bereich des Oberflächenabschnittes 17 befinden.

Claims (11)

1. Gefriertrocknungseinrichtung (1) mit einem Kondensator (18), dadurch gekennzeichnet, daß der für den Niederschlag des Kondensats bestimmte Oberflächenabschnitt (17) des Kondensators (18) als glatte Fläche ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenabschnitt (17) eben gestaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator die Form einer Platte oder Scheibe (18) hat.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht für den Niederschlag des Kondensats bestimmten Ober­ flächenbereiche der Platte oder Scheibe (18) von einer thermischen Isolierung (21) umgeben sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator auf der Oberseite (12) eines Gehäuses (13) mit Versorgungseinrichtungen (14) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Niederschlag des Kondensats bestimmte Oberflächen­ abschnitt (18) des Kondensators (18) in der Ebene der Oberfläche (12) des Gehäuses (13) liegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Niederschlag des Kondensats bestimmte Oberflächen­ abschnitt (17) des Kondensators (18) gegenüber der Oberfläche (12) des Gehäuses (13) erhöht angeordnet ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Niederschlag des Kondensats bestimmte Oberflächenabschnitt (17) eine konvexe oder konkave Wölbung aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenabschnitt (17) so gestaltet ist, daß er eine Vertiefung (28) bildet.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenabschnitt (17) die Form eines Kugeloberflächen­ abschnittes hat.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mit einer zweckmäßig im Bereich des Oberflächenabschnittes (17) befindlichen elek­ trischen Heizung (29) ausgerüstet ist.