EP4063774B1 - Gefriertrocknungsanlage - Google Patents

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EP4063774B1
EP4063774B1 EP21211699.0A EP21211699A EP4063774B1 EP 4063774 B1 EP4063774 B1 EP 4063774B1 EP 21211699 A EP21211699 A EP 21211699A EP 4063774 B1 EP4063774 B1 EP 4063774B1
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EP
European Patent Office
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products
vacuum chamber
drying plant
freeze drying
accordance
Prior art date
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EP21211699.0A
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EP4063774A2 (de
EP4063774A3 (de
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Torsten PÄCHNATZ
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/02—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by using ultrasonic vibrations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/06—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F26B21/086—Humidity by condensing the moisture in the drying medium, which may be recycled, e.g. using a heat pump cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/10—Heating arrangements using tubes or passages containing heated fluids, e.g. acting as radiative elements; Closed-loop systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
    • F26B3/20—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers

Definitions

  • the invention relates to a freeze-drying system for drying liquid-containing products, comprising a vacuum chamber for receiving the liquid-containing products within the vacuum chamber, wherein a receiving device with a receiving plate is provided onto which the liquid-containing products can be placed, and wherein a cooling system with a fluid circuit is set up to cool and/or heat the products by means of the cooling fluid guided in the fluid circuit, and wherein at least one sound generator is provided for emitting ultrasound into the products during a drying phase.
  • Freeze-drying is a process for the gentle evaporation of various solvents, which are used, for example, in Food, medicines and the like are present either as a result of their production or naturally.
  • Freeze-drying systems are used to carry out the freeze-drying process, and drying occurs through the evaporation of the solvent in the product itself.
  • the solvent and by this we mean the frozen liquid in the product, must pass from the frozen to the gaseous state directly and without first changing from the solid phase to the liquid phase; this is known as sublimation.
  • the product is therefore fed into the vacuum chamber in a frozen state or is transferred to the frozen state in the chamber.
  • the liquid can then be sublimated at much lower temperatures, so that the product is not subjected to high thermal stress.
  • the low thermal stress makes it possible to retain the properties of the product, for example the retention of oils, aromas and other preferably taste properties as well as the consistency of the product or the retention of certain temperature-sensitive properties of medicines.
  • freeze-drying A well-known example of the use of freeze-drying is the production of so-called instant coffees, which are produced using freeze-drying, in particular to preserve the aromas in the instant coffee for later consumption.
  • instant coffees which are produced using freeze-drying, in particular to preserve the aromas in the instant coffee for later consumption.
  • the excellent solubility of the freeze-dried product while the liquid is still removed and the storage at room temperature are particularly advantageous.
  • Freeze-drying systems usually have a vacuum chamber for receiving the products, for which coolable and heatable shelves are designed in the vacuum chamber, and there is a condenser which is usually housed in a capacitor chamber that can be separated from the receiving space.
  • the product is first frozen outside the vacuum chamber and then placed in the vacuum chamber, which is then closed and evacuated.
  • the product is then heated under the vacuum created and sublimation energy used up during drying is fed back in.
  • the condenser is cooled to low temperatures using a refrigeration unit in order to condense the liquid sublimated from the product from the vapor phase on the surface of the condenser again, but without the liquid evaporating again.
  • the freeze-drying process involves a wide range of parameters such as the cooling rate, the freezing temperature, the vacuum in the vacuum chamber, the shelf temperature for receiving the products and, for example, the length of the main drying process, which already shows the complexity of the process. Due to the complex process management, precise measurement and control technology for recording the temperature and pressure as well as other parameters is necessary to optimize the freeze-drying process.
  • freeze-drying is divided into three sub-steps that are separated in time, namely freezing, main drying and post-drying.
  • freezing By lowering the temperature in the product, the liquid contained is frozen, whereby it should be noted that the freezing point of the liquid is further lowered by the dissolved substances.
  • the vacuum is then created and the pressure is reduced to a value that lies below the freezing point of the liquid in the phase diagram.
  • the pressure value to be set depends on depends essentially on the liquid temperature to be maintained and is determined using the vapor pressure curve.
  • receiving devices usually have receiving plates and a fluid circuit, and a fluid can be passed through the corresponding fluid channels in the receiving plate via the fluid circuit.
  • Silicone oil for example, is used as a fluid.
  • the layer thickness of the dried product increases from the outside to the inside and the sublimation rate increases.
  • the temperature of the support surface on the top of the support plates is continuously increased, although the maximum temperature is limited so as not to damage the product and, in particular, to prevent the liquid contained in the product from thawing.
  • pressures of, for example, 1 mbar to 10 mbar are common.
  • the remaining liquid that is still bound in the product matrix is removed.
  • the temperature of the support surfaces on the support plates is increased even further, while the lowest achievable pressure of, for example, 3 mbar to 10 mbar is achieved in the vacuum chamber.
  • Known freeze-drying systems are designed in such a way that the vacuum chamber is separated from the condenser chamber, for example by a partition wall and an intermediate valve installed in the partition wall. Once sublimation has started and the vapor pressure in the vacuum chamber, the valve is opened and the solvent vapor, for example water vapor, can pass into the condenser chamber and condense on the surface of the condenser.
  • the condensers consist of cooling coils, for example, and are cooled to low temperatures using a coolant via a compressor. After the drying process has ended, the vacuum chamber and usually also the condenser chamber are ventilated back to normal pressure.
  • a freeze-drying system for drying liquid-containing products comprising a vacuum chamber for receiving the liquid-containing products within the vacuum chamber, wherein a receiving device with a receiving plate is provided onto which the liquid-containing products can be placed, and wherein a cooling system with a fluid circuit is set up to cool and/or heat the products by means of the cooling fluid guided in the fluid circuit. It is proposed to set up at least one sound generator to emit sound into the cooling fluid itself in order to guide the ultrasound to the product by means of the cooling fluid.
  • a freeze-drying system for drying liquid-containing products comprising a vacuum chamber which is designed to receive the liquid-containing products, wherein a receiving device with at least one receiving plate is provided onto which the liquid-containing products can be placed, and wherein a cooling system with a fluid circuit is set up in order to cool and/or heat the products by means of the cooling fluid guided in the fluid circuit. Furthermore, a sound generator is provided for emitting ultrasound into the products during a drying phase.
  • the object of the invention is to improve a freeze-drying system for drying liquid-containing products.
  • the use of ultrasound as a supporting agent in the drying of liquid-containing products is to be improved, preferably in order to accelerate the drying process and in order to Result in a simpler structure of the freeze-drying plant.
  • the invention provides that the receiving plate is double-walled with an upper plate wall and a lower plate wall, between which the fluid space is formed, and wherein at least one support surface for supporting the products is formed on the upper side of the upper plate wall, and wherein the at least one sound generator is arranged on the underside of the upper plate wall in the fluid space and can be surrounded by cooling fluid.
  • the core of the invention is the arrangement of at least one or more sound generators within a fluid space that is formed in the receiving plate and onto which the products intended for drying can be applied. If the sound generators are integrated directly into the receiving plate, the product can be applied over a surface of an upper plate wall on the top side and the sound generators can be arranged directly on the underside of the same plate wall.
  • the support plate can thus be designed so that it has several storage areas on an upper support surface or the support plate has a raised edge area all around, which allows products to be dried to be placed on the support plate as bulk material.
  • the fluid space enables surface cooling or surface heating of the upper plate wall, so that optimal heat transfer either into or out of the product can be achieved through the cooling fluid.
  • the heat transfer only has to take place through the upper plate wall, so that the heat transfer over the surface is evened out and thus optimized, and the ultrasound irradiation is intensified.
  • This optimization is achieved by using the upper plate wall on the one hand to limit the fluid space and on the other hand as a receiving wall for the sound generators.
  • the fluid wets the entire inside of the upper plate wall so that the remaining area between, for example, several sound generators is wetted or washed with cooling fluid.
  • the support plate has a double-walled structure with an upper plate wall and with a lower plate wall that is preferably spaced parallel, the upper plate wall with the respective arrangements and functions having already been described above.
  • the flat fluid space extends between the upper plate wall and the lower plate wall, the at least one support surface for supporting the products being formed on the upper side of the upper plate wall and the at least one sound generator being arranged on the underside of the upper plate wall.
  • the sound head is considered to be the sound generator, so that the sound head or sonotrode is attached to the underside of the upper plate wall.
  • a unit that stimulates the ultrasound using an electric current can also be arranged outside the fluid space, for example on the underside of the lower plate wall.
  • the freeze-drying system is designed such that a coolable condenser is present, on which liquid extracted from the products of a drying phase of the process can be precipitated from a vapor phase.
  • the condenser on which the liquid extracted from the products from a vapor phase can be precipitated, can be designed as a cooling coil, wherein a condenser unit can be provided outside the freeze-drying system as a peripheral unit, which is fluidically connected to the coolable condenser.
  • a condenser chamber can be provided to accommodate the condenser, which is connected to the vacuum chamber by means of an intermediate valve. If the vapor pressure of the sublimated liquid within the vacuum chamber rises to a certain value, the intermediate valve can be opened at the appropriate time so that the liquid can be precipitated from the vapor phase on the condenser. The liquid vapor then flows from the vacuum chamber through the intermediate valve into the condenser chamber.
  • an advantageous arrangement has been developed in which the coolable condenser is installed together with the products to be added in the vacuum chamber.
  • a condenser chamber connected to the vacuum chamber via an intermediate valve is omitted.
  • Tests have shown advantageous results in repeated tests. Drying cycles in a very short drying time were shown in which the products could be dried, whereby the liquid was able to condense on the coolable condenser already inside the vacuum chamber.
  • the advantageous arrangement of installing the coolable condenser inside the vacuum chamber results.
  • the support plate forms a base plate of the vacuum chamber, which delimits the vacuum chamber on the underside.
  • the support plate can be integrated into the structure of the vacuum chamber in such a way that both the fluid connections for the flow of cooling fluid through the fluid space and the electrical connection of the sound generators can be installed outside the vacuum chamber.
  • the upper plate wall is designed as part of a housing body enclosing the vacuum chamber. This housing body also includes the base plate, and it is particularly conceivable that a side wall or a ceiling wall is formed by means of the upper plate wall of the support plate, depending on the form in which the product to be dried is present, for example as bulk material.
  • the bulk material is limited from both the bottom and the top by an upper plate wall of a receiving plate, so that both heat exchange and ultrasound irradiation into the product take place from at least two sides or from several sides into the product.
  • the plate wall is designed as a base plate of the vacuum chamber, there is preferably only one receiving plate in the freeze-drying system, in particular in a structural unit with the housing of the vacuum chamber.
  • one receiving plate can form the base plate of the vacuum chamber, and further receiving plates can be located within the vacuum chamber, for example by having the receiving device in the form of a shelf and having several levels formed by the receiving plates, into which the products to be dried can be placed.
  • the receiving device for receiving a large number of products can have several receiving plates arranged one above the other in levels, which are formed with the respective fluid spaces and into which the sound generators are integrated.
  • the plurality of receiving plates are connected to the external fluid circuit of the cooling system via a pipe system, the pipe system thus being set up as part of the fluid circuit within the vacuum chamber.
  • the coolable condenser is located in the vacuum chamber, it can be designed in such a way that the coolable condenser encloses or surrounds the receiving device and thus the products to be dried, for example in a ring shape.
  • the sound generators can be arranged in multiple arrangements next to each other on the underside of the upper plate wall within the fluid space, wherein the sound generators preferably have a plate shape with a sound surface with which the sound generators are arranged on the upper plate wall so that ultrasound can be transmitted across the entire surface of the upper plate wall.
  • the sound generator can be designed to emit ultrasound into the products at an ultrasonic frequency of 10 kHz to 100 kHz.
  • a sound device can be provided to which one or more sound generators can be connected, wherein the sound device is designed in operative connection with the at least one sound generator to emit ultrasound into the products at an ultrasonic frequency of 10 kHz to 100 kHz.
  • the sound device is designed to work in conjunction with the sound generator to transmit pulsed ultrasound into the products.
  • the sound device can be designed to work in conjunction with the sound generator to transmit ultrasound into the products with pulses in the infrasound range of 0.1 Hz to 20 Hz.
  • Figure 1 shows a freeze-drying system 1 which serves for drying liquid-containing products 10, wherein the products 10 are shown as piece goods, and the liquid-containing products 10 can also be designed as bulk goods.
  • the products 10 are received on a receiving device 12, which for example comprises a single receiving plate 13.
  • the receiving plate 13 is constructed like a sandwich and has an upper plate wall 26 and a lower plate wall 27.
  • a fluid space 17 is set up between the upper plate wall 26 and the lower plate wall 27, which is filled with cooling fluid 16.
  • the cooling fluid 16 is connected to a fluid circuit 15 which is either heated or cooled via a unit 25, depending on the phase of cooling or heating of the products 10 in the freeze-drying process of the freeze-drying plant 1.
  • the upper plate wall 26 is designed as a base plate 23 of the housing body 29 of the vacuum chamber 11.
  • the base plate 23 and the upper plate wall 26 of the receiving plate 13 form a single component, with several sound generators 18 being arranged on the underside of the upper plate wall 26.
  • the sound generators 18 are located at a respective position of the flat receiving plate 13, which corresponds to the position of the products 10. If the sound generators 18 are operated, ultrasound can be transmitted directly through the upper plate wall 26 or through the base plate 23 into the products 10. By wetting the underside of the upper plate wall 26 from the direction of the fluid space 17, a favorable heat transfer takes place either into the product 10 when the cooling fluid 16 is heated, or out of the product 10 when the cooling fluid 16 is cooled.
  • the sonic device 31 arranged outside the vacuum chamber 11 generates an ultrasound with the sonic generators 18, wherein the number of sonic generators 18 shown are operated jointly with the one sonic device 31.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a freeze-drying system 1 for drying liquid-containing products 10, wherein a receiving device 12 with several receiving plates 13 arranged one above the other is introduced into the vacuum chamber 11. Furthermore, a condenser 22 is introduced within the vacuum chamber 11, and the condenser 22 is fluidically connected to a condenser unit 30 in order to cool the condenser 22.
  • the products 10 stand on the top of the respective support plates 13, which in turn are constructed in a sandwich-like manner with an upper plate wall 26 and a lower plate wall 27 and the fluid space 17 located therebetween.
  • the sound generators 18 are arranged within the fluid space 17, wherein the fluid space 17 is filled with cooling fluid 16, which is fluidically connected to the unit 25 via the fluid circuit 15.
  • the embodiment shows that the receiving plates 13 with their sandwich structure can also be arranged several times above one another to form the receiving device 12, so that the receiving plates 13 form, in a certain way, floors, each of which is designed like a sandwich.
  • Figure 1 The sound device shown can also, according to this embodiment, control the sound generators 18 individually, in groups or all together in order to transmit the ultrasound with frequencies of, for example, 10 kHz to 100 kHz into the products 10, whereby the sound irradiation is preferably - but not necessarily - pulsed, for example with pulses from the infrasound range, in particular with pulse frequencies of 0.1 Hz to 20 Hz.
  • the invention is defined in claim 1 and is not limited in its implementation to the preferred embodiment given above.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Gefriertrocknungsanlage zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten, aufweisend eine Vakuumkammer zur Aufnahme der flüssigkeitshaltigen Produkte innerhalb der Vakuumkammer, wobei eine Aufnahmevorrichtung mit einer Aufnahmeplatte vorgesehen ist, auf die die flüssigkeitshaltigen Produkte aufgebbar sind, und wobei ein Kühlsystem mit einem Fluidkreislauf eingerichtet ist, um mittels des im Fluidkreislauf geführten Kühlfluids die Produkte zu kühlen und/oder zu heizen, und wobei wenigstens ein Schallgenerator zur Einschallung von Ultraschall in die Produkte während einer Trocknungsphase vorgesehen ist.
    • STAND DER TECHNIK
  • Die an sich bekannte Gefriertrocknung ist ein Verfahren zur schonenden Evaporation von verschiedensten Lösungsmitteln, die beispielsweise in Lebensmitteln, in Arzneien und dergleichen herstellungsbedingt oder auf natürliche Weise vorhanden sind.
  • Zur Ausführung des Verfahrens der Gefriertrocknung dienen Gefriertrocknungsanlagen, und die Trocknung erfolgt durch die Evaporation des Lösungsmittels im Produkt selbst. Das Lösungsmittel, und damit ist die gefrorene Flüssigkeit im Produkt gemeint, muss dabei direkt und ohne vorherigen Übergang von der festen Phase in die flüssige Phase vom gefrorenen in den gasförmigen Zustand über gehen, was als Sublimation bezeichnet wird. Insofern wird das Produkt im gefrorenen Zustand in die Vakuumkammer eingegeben oder in dieser in den gefrorenen Zustand überführt. Durch die Erzeugung eines Vakuums kann die Flüssigkeit anschließend bei deutlich niedrigeren Temperaturen bereits sublimiert werden, sodass das Produkt thermisch nicht hoch belastet wird. Die niedrige thermische Belastung ermöglicht dabei den Erhalt der Eigenschaften des Produktes, beispielsweise den Erhalt von Ölen, Aromen und weiteren vorzugsweise geschmacklichen Eigenschaften sowie der Konsistenz des Produktes oder den Erhalt bestimmter temperatursensibler Eigenschaften von Arzneien.
  • Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz der Gefriertrocknung ist die Herstellung sogenannter Instant-Kaffees, die hergestellt werden unter Verwendung der Gefriertrocknung, insbesondere um die Aromastoffe im löslichen Kaffee auch für den späteren Genuss zu erhalten. Neben der Erhaltung der ursprünglichen Eigenschaften der Produkte sind vor allem die ausgezeichnete Löslichkeit des gefriergetrockneten Produktes bei dennoch entfernter Flüssigkeit und die Lagerung bei Raumtemperatur von Vorteil.
  • Gefriertrocknungsanlagen weisen in der Regel eine Vakuumkammer zur Aufnahme der Produkte auf, wofür in der Vakuumkammer kühlbare und heizbare Stellflächen ausgebildet sind, und es ist ein Kondensator vorgesehen, der in der Regel in einer vom Aufnahmeraum trennbaren Kondensatorkammer untergebracht ist.
  • Das Produkt wird beispielsweise zunächst außerhalb der Vakuumkammer eingefroren und in die Vakuumkammer eingebracht, die anschließend verschlossen und evakuiert wird. Das Produkt wird daraufhin unter dem erzeugten Vakuum erwärmt und im Verlauf der Trocknung verbrauchte Sublimationsenergie wird wieder zugeführt. Der Kondensator wird dabei mit einem Kälteaggregat auf tiefe Temperaturen gekühlt, um die aus dem Produkt sublimierte Flüssigkeit aus der Dampfphase auf der Oberfläche des Kondensators wieder zu kondensieren, jedoch ohne dass die Flüssigkeit wieder verdampft.
  • In den Gefriertrocknungsprozess gehen vielseitige Parameter wie die Abkühlgeschwindigkeit, die Einfriertemperatur, das Vakuum in der Vakuumkammer, die Stellflächentemperatur zur Aufnahme der Produkte und beispielsweise die Länge der Haupttrocknung ein, wodurch die Komplexität des Verfahrens bereits deutlich wird. Aufgrund der komplexen Verfahrensführung ist zur Optimierung des Gefriertrocknungsprozesses eine präzise Mess- und Regeltechnik für die Erfassung der Temperatur und des Druckes sowie weiterer Parameter notwendig.
  • Grundsätzlich wird die Gefriertrocknung in drei zeitlich voneinander abzugrenzende Teilschritte unterteilt, nämlich dem Einfrieren, der Haupttrocknung und der Nachtrocknung. Durch das Senken der Temperatur im Produkt wird die enthaltene Flüssigkeit gefroren, wobei zu beachten ist, dass der Gefrierpunkt der Flüssigkeit durch die gelösten Stoffe weiter abgesenkt wird. Danach wird das Vakuum erzeugt und der Druck auf einen Wert abgesenkt, der im Phasendiagramm unterhalb des Gefrierpunktes der Flüssigkeit liegt. Der einzustellende Druckwert richtet sich im Wesentlichen nach der einzuhaltenden Flüssigkeitstemperatur und wird mit Hilfe der Dampfdruckkurve ermittelt.
  • Der eigentliche Trocknungsvorgang findet ausschließlich durch Sublimation von Flüssigkeit im Produkt unter dem eingestellten Druckvakuum statt. Die zur Entfernung der Flüssigkeit aus dem Produkt verbrauchte Sublimationsenergie in der Haupttrocknung wird dem Produkt in der Aufnahmevorrichtung in Form von Wärme wieder zugeführt. Hierzu weisen Aufnahmevorrichtungen in der Regel Aufnahmeplatten und eine Fluidkreislauf auf, und über den Fluidkreislauf kann ein Fluid durch entsprechende Fluidkanäle in der Aufnahmeplatte hindurchgeführt werden.
  • Als Fluid wird beispielsweise Silikonöl verwendet. Mit fortschreitender Trocknung des Produktes wächst dabei auch die Schichtdicke des getrockneten Produktes von außen nach innen und die Sublimationsrate sind. Um die Sublimation aufrecht zu erhalten, wird die Stellflächentemperatur auf der Oberseite der Aufnahmeplatten kontinuierlich erhöht, wobei jedoch die maximale Temperatur begrenzt ist, um das Produkt nicht zu schädigen, insbesondere dass es nicht zu einem Antauen der im Produkt enthaltenen Flüssigkeit kommt. In der Haupttrocknung sind dabei Drücke von beispielsweise 1 mbar bis 10 mbar üblich. Bei der Nachtrocknung wird die verbleibende Flüssigkeit abgezogen, die noch in der Produktmatrix gebunden ist. In der Praxis wird dabei die Temperatur der Stellflächen auf den Aufnahmeplatten noch weiter erhöht, während der niedrigste erreichbare Druck in der Vakuumkammer von beispielsweise 3 mbar bis 10 mbar realisiert wird.
  • Bekannte Gefriertrocknungsanlagen sind so aufgebaut, dass die Vakuumkammer beispielsweise über eine Zwischenwand und einem in der Zwischenwand eingebrachten Zwischenventil von der Kondensatorkammer getrennt ist. Hat die Sublimation eingesetzt und steigt der Dampfdruck in der Vakuumkammer, so wird das Ventil geöffnet und der Lösungsmitteldampf, beispielsweise Wasserdampf, kann in die Kondensatorkammer übertreten und an der Oberfläche des Kondensators niederschlagen. Die Kondensatoren bestehen beispielsweise aus Kühlschlangen und werden mit einem Kältemittel über einen Kompressor auf niedrige Temperaturen gekühlt. Nach Beendigung des Trocknungsprozesses wird die Vakuumkammer und in der Regel auch die Kondensatorkammer wieder auf Normaldruck belüftet.
  • Aus der CN 104677066 A ist eine Gefriertrocknungsanlage zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten bekannt, aufweisend eine Vakuumkammer, die zur Aufnahme der flüssigkeitshaltigen Produkte ausgebildet ist, wobei eine Aufnahmevorrichtung mit wenigstens einer Aufnahmeplatte vorgesehen ist, auf die die flüssigkeitshaltigen Produkte aufgebbar sind, und wobei ein Kühlsystem mit einem Fluidkreislauf eingerichtet ist, um mittels des im Fluidkreislauf geführten Kühlfluids die Produkte zu kühlen und/oder zu heizen. Zur Einschallung eines Ultraschalles in die zu trocknenden Produkte sind Schallgeneratoren unterhalb der Stellflächen der Produkte an den Aufnahmeplatten angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Fluidraum unterhalb der Aufnahmeplatte ausgebildet, wobei dann die Schallgeneratoren von der der Vakuumkammer abgewandten Seite an der Außenseite des Fluidraumes angeordnet sind und durch das Kühlfluid hindurchschallen müssen, um einen Ultraschall in das Produkt einzuschallen.
  • Regelmäßig ist es üblich, das Produkt vor dem Einbringen in die Vakuumkammer mit Ultraschall zu beschallen, insbesondere in der Einfrierphase, um eine Eiskristallbildung im Gefriervorgang der Flüssigkeit im Produkt zu begünstigen, wodurch die nachfolgende Sublimation in der Vakuumkammer verbessert und vor allem schneller ausgeführt werden kann. Um den Trocknungsvorgang des Produktes in der Vakuumkammer und unter Vakuumatmosphäre zu begünstigen, wird der Ultraschall in der Regel begleitend hierzu nicht mehr verwendet.
  • Aus der WO/2019/192747 ist eine Gefriertrocknungsanlage zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten, aufweisend eine Vakuumkammer zur Aufnahme der flüssigkeitshaltigen Produkte innerhalb der Vakuumkammer, wobei eine Aufnahmevorrichtung mit einer Aufnahmeplatte vorgesehen ist, auf die die flüssigkeitshaltigen Produkte aufgebbar sind, und wobei ein Kühlsystem mit einem Fluidkreislauf eingerichtet ist, um mittels des im Fluidkreislauf geführten Kühlfluids die Produkte zu kühlen und/oder zu heizen. Dabei wird vorgeschlagen, wenigstens einen Schallgenerator dazu einzurichten, in das Kühlfluid selbst einzuschallen, um den Ultraschall mittels des Kühlfluides an das Produkt heranzuführen.
  • Aus der DE 10 2018 105 395 A1 ist eine Gefriertrocknungsanlage zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten bekannt, aufweisend eine Vakuumkammer, die zur Aufnahme der flüssigkeitshaltigen Produkte ausgebildet ist, wobei eine Aufnahmevorrichtung mit wenigstens einer Aufnahmeplatte vorgesehen ist, auf die die flüssigkeitshaltigen Produkte aufgebbar sind, und wobei ein Kühlsystem mit einem Fluidkreislauf eingerichtet ist, um mittels des im Fluidkreislauf geführten Kühlfluids die Produkte zu kühlen und/oder zu heizen. Ferner ist ein Schallgenerator zur Einschallung von Ultraschall in die Produkte während einer Trocknungsphase vorgesehen.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung einer Gefriertrocknungsanlage zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten. Insbesondere soll der Einsatz von Ultraschall als unterstützendes Mittel bei der Trocknung der flüssigkeitshaltigen Produkte verbessert werden, vorzugsweise um den Trocknungsprozess zu beschleunigen und um im Ergebnis einen einfacheren Aufbau der Gefriertrocknungsanlage zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Gefriertrocknungsanlage zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung sieht zur Verbesserung der Gefriertrocknungsanlage vor, dass die Aufnahmeplatte doppelwandig mit einer oberen Plattenwand und einer unteren Plattenwand ausgebildet ist, zwischen denen der Fluidraum ausgebildet ist und wobei auf der Oberseite der oberen Plattenwand wenigstens eine Auflagefläche zur Auflage der Produkte ausgebildet ist und wobei der wenigstens eine Schallgenerator auf der Unterseite der oberen Plattenwand im Fluidraum angeordnet und mit Kühlfluid umströmbar ist.
  • Kern der Erfindung ist die Anordnung des wenigstens einen oder mehrerer Schallgeneratoren innerhalb eines Fluidraums, der in der Aufnahmeplatte ausgebildet ist und auf der die Produkte aufgebracht werden können, die zur Trocknung vorgesehen sind. Werden die Schallgeneratoren direkt in der Aufnahmeplatte integriert, so kann über eine Fläche einer oberen Plattenwand auf der Oberseite das Produkt aufgebracht werden und unmittelbar auf der Unterseite derselben Plattenwand können die Schallgeneratoren angeordnet sein.
  • Dadurch wird eine wesentlich intensivere Einschallung von Ultraschall in die zu trocknenden Produkte erreicht. Die Aufnahmeplatte kann so ausgeführt sein, dass diese mehrere Stellflächen auf einer oberseitigen Auflagefläche aufweist oder die Aufnahmeplatte weist einen umlaufend erhöhten Randbereich auf, der es ermöglicht, zu trocknende Produkte als Schüttgut auf die Aufnahmeplatte aufzubringen. Der Fluidraum ermöglicht dabei eine flächige Kühlung oder flächige Erwärmung der oberen Plattenwand, sodass ein optimaler Wärmeübergang entweder in das Produkt hinein oder aus dem Produkt heraus durch das Kühlfluid erreicht werden kann. Der Wärmeübergang muss lediglich durch die obere Plattenwand erfolgen, sodass sowohl der Wärmeübergang über der Fläche vergleichmäßigt und damit optimiert ist, als auch dass die Einschallung von Ultraschall intensiviert ist.
  • Erreicht wird diese Optimierung durch die Nutzung der oberen Plattenwand einerseits als Begrenzung des Fluidraums und andererseits als Aufnahmewand zur Aufnahme der Schallgeneratoren. Das Fluid benetzt dabei die Innenseite der oberen Plattenwand insoweit vollflächig, als dass die verbleibende Fläche zwischen beispielsweise mehreren Schallgeneratoren mit Kühlfluid benetzt bzw. umspült ist.
  • Erfindungsgemäß weist die Aufnahmeplatte einen doppelwandigen Aufbau mit einer oberen Plattenwand und mit einer vorzugsweise parallel beabstandeten unteren Plattenwand auf, wobei die obere Plattenwand mit den jeweiligen Anordnungen und Funktionen vorstehend bereits beschrieben ist. Zwischen der oberen Plattenwand und der unteren Plattenwand erstreckt sich der flächige Fluidraum, wobei auf der Oberseite der oberen Plattenwand die wenigstens eine Auflagefläche zur Auflage der Produkte ausgebildet ist und auf der Unterseite der oberen Plattenwand ist der wenigstens eine Schallgenerator angeordnet.
  • Als Schallgenerator wird vorliegend der Schallkopf angesehen, sodass der Schallkopf oder auch die Sonotrode an der Unterseite der oberen Plattenwand befestigt ist. Eine Einheit, die mittels eines elektrischen Stromes den Ultraschall anregt, kann insofern auch außerhalb des Fluidraums angeordnet sein, beispielsweise unterseitig der unteren Plattenwand.
  • Mit weiterem Vorteil ist die Gefriertrocknungsanlage so ausgebildet, dass ein kühlbarer Kondensator vorhanden ist, an dem aus den Produkten einer Trocknungsphase des Prozesses entziehbare Flüssigkeit aus einer Dampfphase niederschlagbar ist. Der Kondensator, an dem die aus den Produkten entzogene Flüssigkeit aus einer Dampfphase niedergeschlagen werden kann, kann als Kühlschlange ausgebildet sein, wobei außerhalb der Gefriertrocknungsanlage als periphere Einheit eine Kondensatoreinheit vorgesehen sein kann, die fluidisch mit dem kühlbaren Kondensator verbunden ist.
  • Es kann zur Aufnahme des Kondensators eine Kondensatorkammer vorgesehen werden, die mittels eines Zwischenventils mit der Vakuumkammer verbunden ist. Steigt der Dampfdruck der sublimierten Flüssigkeit innerhalb der Vakuumkammer auf einen bestimmten Wert an, kann das Zwischenventil zu gegebener Zeit geöffnet werden, sodass die Flüssigkeit aus der Dampfphase am Kondensator niedergeschlagen werden kann. Dabei strömt der Flüssigkeitsdampf von der Vakuumkammer durch das Zwischenventil in die Kondensatorkammer über.
  • Alternativ hat sich auch eine vorteilhafte Anordnung herausgebildet, gemäß der der kühlbare Kondensator gemeinsam mit den eingebbaren Produkten in der Vakuumkammer eingerichtet ist. Gemäß dieser Variante entfällt eine Kondensatorkammer, die über ein Zwischenventil mit der Vakuumkammer verbunden ist. Versuche haben in mehrfacher Wiederholung vorteilhafte Trocknungszyklen in sehr kurzer Trocknungszeit gezeigt, in denen die Produkte getrocknet werden konnten, wobei sich die Flüssigkeit an dem kühlbaren Kondensator bereits innerhalb der Vakuumkammer hat niederschlagen können. Insbesondere in Verbindung mit dem Einschallen von Ultraschall in die zu trocknenden Produkte ergibt sich die vorteilhafte Anordnung, den kühlbaren Kondensator innerhalb der Vakuumkammer einzurichten.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Gefriertrocknungsanlage bildet die Aufnahmeplatte eine Bodenplatte der Vakuumkammer, die die Vakuumkammer unterseitig begrenzt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass der Schallgenerator, der in Verbindung mit der Aufnahmeplatte angeordnet ist, nicht innerhalb der Vakuumkammer eingerichtet werden muss, wodurch auch die elektrischen Verbindungen vereinfacht werden. Die Aufnahmeplatte kann so in die Struktur der Vakuumkammer integriert werden, dass sowohl die Fluidanschlüsse zur Durchströmung des Fluidraums mit Kühlfluid als auch die elektrische Verbindung der Schallgeneratoren außerhalb der Vakuumkammer eingerichtet werden können. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die obere Plattenwand als Teil eines die Vakuumkammer umschließenden Gehäusekörpers ausgebildet ist. Dieser Gehäusekörper umfasst dabei auch die Bodenplatte, wobei es insbesondere denkbar ist, dass eine Seitenwand oder eine deckenseitige Wand mittels der oberen Plattenwand der Aufnahmeplatte gebildet ist, abhängig davon, in welcher Form das zu trocknende Produkt vorliegt, beispielsweise als Schüttgut.
  • So ist es durchaus denkbar, dass das Schüttgut sowohl von der Unterseite als auch von der Oberseite mit einer oberen Plattenwand einer Aufnahmeplatte begrenzt ist, sodass sowohl ein Wärmeaustausch als auch eine Einschallung von Ultraschall in das Produkt von wenigstens zwei Seiten oder von mehreren Seiten in das Produkt erfolgt. Ist die obere Plattenwand als Bodenplatte der Vakuumkammer ausgebildet, so befindet sich vorzugsweise nur eine Aufnahmeplatte in der Gefriertrocknungsanlage, insbesondere in baulicher Einheit mit dem Gehäuse der Vakuumkammer.
  • Selbstverständlich besteht aber auch die Möglichkeit, mehrere Aufnahmeplatten übereinander innerhalb der Vakuumkammer anzuordnen. Dabei kann auch eine Aufnahmeplatte die Bodenplatte der Vakuumkammer bilden, und weitere Aufnahmeplatten befinden sich innerhalb der Vakuumkammer, beispielsweise indem die Aufnahmevorrichtung regalartig ausgeführt ist und mehrere Etagen aufweist, die durch die Aufnahmeplatten gebildet sind und in denen die zu trocknenden Produkte eingebracht werden können. Insofern kann die Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme einer Vielzahl von Produkten mehrere etagenweise übereinander angeordnete Aufnahmeplatten aufweisen, die mit dem jeweiligen Fluidräumen ausgebildet sind und in die jeweils die Schallgeneratoren integriert sind. Die mehreren Aufnahmeplatten sind dabei über ein Rohrsystem mit dem äußeren Fluidkreislauf des Kühlsystems verbunden, wobei das Rohrsystem damit als Teil des Fluidkreislaufs innerhalb der Vakuumkammer eingerichtet ist.
  • Befindet sich der kühlbare Kondensator in der Vakuumkammer, so kann dieser so ausgeführt sein, dass der kühlbare Kondensator die Aufnahmevorrichtung und damit die zu trocknenden Produkte umschließt oder umgibt, beispielsweise ringförmig.
  • Die Schallgeneratoren können in mehrfacher Anordnung nebeneinander an der Unterseite der oberen Plattenwand innerhalb des Fluidraums angeordnet sein, wobei die Schallgeneratoren vorzugsweise eine Tellerform mit einer Schallfläche aufweisen, mit der die Schallgeneratoren an der oberen Plattenwand angeordnet sind, sodass ein Ultraschall in die obere Plattenwand flächig einschallbar ist.
  • Der Schallgenerator kann zur Einschallung eines Ultraschalls in die Produkte mit einer Ultraschallfrequenz von 10kHz bis 100kHz ausgebildet werden. Hierfür kann ein Schallgerät vorgesehen werden, an dem insbesondere ein oder mehrere Schallgeneratoren angeschlossen werden können, wobei das Schallgerät in Wirkverbindung mit dem wenigstens einen Schallgenerator zur Einschallung eines Ultraschalls in die Produkte mit einer Ultraschallfrequenz von 10kHz bis 100kHz ausgebildet ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Schallgerät dazu ausgebildet ist, in Wirkverbindung mit dem Schallgenerator den Ultraschall gepulst in die Produkte einzuschallen. Beispielsweise kann das Schallgerät in Wirkverbindung mit dem Schallgenerator dazu ausgebildet werden, den Ultraschall mit Pulsen im Bereich des Infraschalles von 0,1Hz bis 20Hz in die Produkte einzuschallen.
    • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Gefriertrocknungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Aufnahmeplatte als Bodenplatte der Vakuumkammer und
    Figur 2
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Gefriertrocknungsanlage mit mehreren erfindungsgemäßen Aufnahmeplatten, die etagenweise übereinander angeordnet sind.
  • Figur 1 zeigt eine Gefriertrocknungsanlage 1, die zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten 10 dient, wobei die Produkte 10 als Stückgut dargestellt sind, und die flüssigkeitshaltigen Produkte 10 können auch als Schüttgut ausgeführt sein.
  • Die Produkte 10 sind auf einer Aufnahmevorrichtung 12 aufgenommen, die beispielhaft eine einzige Aufnahmeplatte 13 umfasst. Die Aufnahmeplatte 13 ist sandwichartig aufgebaut und weist eine obere Plattenwand 26 und eine untere Plattenwand 27 auf. Zwischen der oberen Plattenwand 26 und der unteren Plattenwand 27 ist ein Fluidraum 17 eingerichtet, der mit Kühlfluid 16 gefüllt ist.
  • Das Kühlfluid 16 ist an ein Fluidkreislauf 15 angeschlossen, das über ein Aggregat 25 entweder geheizt oder gekühlt wird, je nach Phase der Kühlung oder Erwärmung der Produkte 10 in dem Gefriertrocknungsprozess der Gefriertrocknungsanlage 1.
  • Die obere Plattenwand 26 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Bodenplatte 23 des Gehäusekörpers 29 der Vakuumkammer 11 ausgestaltet. Insofern bildet die Bodenplatte 23 und die obere Plattenwand 26 der Aufnahmeplatte 13 ein einheitliches Bauteil, wobei auf der Unterseite der oberen Plattenwand 26 mehrere Schallgeneratoren 18 angeordnet sind. Die Schallgeneratoren 18 befinden sich auf einer jeweiligen Position der flächigen Aufnahmeplatte 13, die mit der Stellposition der Produkte 10 übereinstimmt. Werden die Schallgeneratoren 18 betrieben, so kann Ultraschall unmittelbar durch die obere Plattenwand 26 bzw. durch die Bodenplatte 23 in die Produkte 10 eingeschallt werden. Durch die Benetzung der Unterseite der oberen Plattenwand 26 aus Richtung des Fluidraumes 17 erfolgt ferner ein begünstigter Wärmeübergang entweder in das Produkt 10 hinein, wenn das Kühlfluid 16 erhitzt wird, oder aus dem Produkt 10 heraus, wenn das Kühlfluid 16 gekühlt wird. Das außerhalb der Vakuumkammer 11 angeordnete Schallgerät 31 erzeugt mit den Schallgeneratoren 18 einen Ultraschall, wobei die Anzahl der gezeigten Schallgeneratoren 18 mit dem einen Schallgerät 31 gemeinsam betrieben wird.
  • Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gefriertrocknungsanlage 1 zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten 10, wobei eine Aufnahmevorrichtung 12 mit mehreren übereinander angeordneten Aufnahmeplatten 13 in der Vakuumkammer 11 eingebracht ist. Weiterhin ist ein Kondensator 22 innerhalb der Vakuumkammer 11 eingebracht, und der Kondensator 22 ist mit einer Kondensatoreinheit 30 fluidisch verbunden, um den Kondensator 22 zu kühlen.
  • Die Produkte 10 stehen auf der Oberseite der jeweiligen Aufnahmeplatten 13 auf, die wiederum mit einer oberen Plattenwand 26 und einer unteren Plattenwand 27 und dem sich dazwischen befindenden Fluidraum 17 sandwichartig aufgebaut sind. Innerhalb des Fluidraums 17 sind die Schallgeneratoren 18 angeordnet, wobei der Fluidraum 17 mit Kühlfluid 16 gefüllt ist, dass über den Fluidkreislauf 15 mit dem Aggregat 25 fluidisch verbunden ist.
  • Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass die Aufnahmeplatten 13 mit ihrem Sandwichaufbau auch mehrfach übereinander angeordnet die Aufnahmevorrichtung 12 bilden können, sodass die Aufnahmeplatten 13 in gewisser Weise Etagenböden bilden, die jeweils sandwichartig ausgebildet sind. Das in Figur 1 gezeigte Schallgerät kann auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Schallgeneratoren 18 einzeln, gruppenweise oder alle gemeinsam ansteuern, um den Ultraschall mit Frequenzen von beispielsweise 10kHz bis 100kHz in de Produkte 10 einzuschallen, wobei die Einschallung vorzugsweise -aber nicht zwingend- gepulst erfolgt, beispielsweise mit Pulsen aus dem Infraschallbereich, insbesondere mit Pulsfrequenzen von 0,1 Hz bis 20Hz.
  • Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert und beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.

Claims (12)

  1. Gefriertrocknungsanlage (1) zum Trocknen von flüssigkeitshaltigen Produkten (10),
    - aufweisend eine Vakuumkammer (11), die zur Aufnahme der flüssigkeitshaltigen Produkte (10) ausgebildet ist,
    - wobei eine Aufnahmevorrichtung (12) mit wenigstens einer Aufnahmeplatte (13) vorgesehen ist, auf die die flüssigkeitshaltigen Produkte (10) aufgebbar sind,
    - und wobei ein Kühlsystem (14) mit einem Fluidkreislauf (15) eingerichtet ist, um mittels des im Fluidkreislauf (15) geführten Kühlfluids (16) die Produkte (10) zu kühlen und/oder zu heizen, und wobei wenigstens ein Schallgenerator (18) zur Einschallung von Ultraschall in die Produkte (10) während einer Trocknungsphase vorgesehen ist,
    wobei
    - die Aufnahmeplatte (13) eine flächige Erstreckung und wenigstens einen geschlossenen Fluidraum (17) aufweist, der an den Fluidkreislauf (15) angeschlossen ist und der mit dem Kühlfluid (16) durchströmbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass
    - die Aufnahmeplatte (13) doppelwandig mit einer oberen Plattenwand (26) und einer unteren Plattenwand (27) ausgebildet ist, zwischen denen der Fluidraum (17) ausgebildet ist, wobei auf der Oberseite der oberen Plattenwand (26) wenigstens eine Auflagefläche (28) zur Auflage der Produkte (10) ausgebildet ist, und wobei
    - der wenigstens eine Schallgenerator (18) auf der Unterseite der oberen Plattenwand (26) im Fluidraum (17) angeordnet und mit Kühlfluid (16) umströmbar ist.
  2. Gefriertrocknungsanlage (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein kühlbarer Kondensator (19, 22) vorhanden ist, an dem aus den Produkten (10) in einer Trocknungsphase entziehbare Flüssigkeit aus einer Dampfphase niederschlagbar ist.
  3. Gefriertrocknungsanlage (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Kondensatorkammer (20) vorgesehen ist, wobei der kühlbare Kondensator (19) in der Kondensatorkammer (20) aufgenommen ist, und wobei die Kondensatorkammer (20) mittels eines Zwischenventils (21) mit der Vakuumkammer (11) verbunden ist.
  4. Gefriertrocknungsanlage (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der kühlbare Kondensator (22) gemeinsam mit den eingebbaren Produkten (10) in der Vakuumkammer (11) eingerichtet ist.
  5. Gefriertrocknungsanlage (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Aufnahmeplatte (13) eine Bodenplatte (23) der Vakuumkammer (11) bildet, die die Vakuumkammer (11) unterseitig begrenzt.
  6. Gefriertrocknungsanlage (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere Plattenwand (26) als Teil eines die Vakuumkammer (11) umschließenden Gehäusekörpers (29) ausgebildet ist.
  7. Gefriertrocknungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass der kühlbare Kondensator (22) so in der Vakuumkammer (11) eingerichtet ist, dass dieser die Aufnahmevorrichtung (12) mit den darin anordenbaren Produkten (10) umgibt.
  8. Gefriertrocknungsanlage (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schallgenerator (18) zur Einschallung eines Ultraschalls in die Produkte (10) mit einer Ultraschallfrequenz von 10kHz bis 100kHz ausgebildet ist.
  9. Gefriertrocknungsanlage (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Schallgerät (31) vorgesehen ist, das in Wirkverbindung mit dem Schallgenerator (18) zur Einschallung eines Ultraschalls in die Produkte (10) mit einer Ultraschallfrequenz von 10kHz bis 100kHz ausgebildet ist.
  10. Gefriertrocknungsanlage (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schallgerät (31) dazu ausgebildet ist, in Wirkverbindung mit dem Schallgenerator (18) den Ultraschall gepulst in die Produkte (10) einzuschallen.
  11. Gefriertrocknungsanlage (1) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schallgerät (31) in Wirkverbindung mit dem Schallgenerator (18) dazu ausgebildet ist, den Ultraschall mit Pulsen im Bereich des Infraschalles von 0,1 Hz bis 20Hz in die Produkte (10) einzuschallen.
  12. Gefriertrocknungsanlage (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere Schallgeneratoren (18) nebeneinander an der Unterseite der oberen Plattenwand (26) und innerhalb des Fluidraumes (17) angeordnet sind, wobei die Schallgeneratoren (18) eine Tellerform mit einer Schallfläche (24) aufweisen, mit der die Schallgeneratoren (18) an der oberen Plattenwand (26) angeordnet sind, sodass ein Ultraschall in die obere Plattenwand (26) flächig einschallbar ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114485077B (zh) * 2022-02-23 2024-06-25 上海理工大学 一种超声辅助冷冻干燥设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2537850A1 (de) * 1975-08-26 1977-03-10 Rautenbach Robert Verfahren zur trocknung von schuettguetern in einem gefriertrockner
CN101126593B (zh) * 2006-08-18 2010-11-03 发泰（天津）科技有限公司 超声冷冻干燥方法及其设备
CN203385265U (zh) * 2013-05-29 2014-01-08 廊坊弘祥隆生物技术有限公司 超声低温干燥装置
CN103968649B (zh) * 2014-05-13 2015-12-02 上海理工大学 一种冷冻干燥方法及配套设备
CN104677066B (zh) 2015-03-10 2017-12-05 中国科学院过程工程研究所 一种真空脉动超声干燥设备
EP3093597B1 (de) * 2015-05-11 2017-12-27 Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH Gefriertrocknungsanlage
DE102018105395B4 (de) * 2018-03-08 2020-01-02 Griese Patente Gmbh Infraschall-Ultraschallpumpe zur Gefriertrocknung
WO2019192747A1 (de) 2018-04-05 2019-10-10 Paechnatz Torsten Gefriertrocknungsanlage und verfahren hierzu

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