JP2001317869A - 真空凍結乾燥装置 - Google Patents
真空凍結乾燥装置Info
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- JP2001317869A JP2001317869A JP2000133248A JP2000133248A JP2001317869A JP 2001317869 A JP2001317869 A JP 2001317869A JP 2000133248 A JP2000133248 A JP 2000133248A JP 2000133248 A JP2000133248 A JP 2000133248A JP 2001317869 A JP2001317869 A JP 2001317869A
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】真空中における対象物の加熱手段、および冷却
冷凍手段として従来の大型別設設備を必要とせず、冷却
凍結、加熱昇華および、温度調節を短時間に極めて高精
度で行える真空凍結乾燥装置を提供する。 【解決手段】ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在
に備えた冷却加熱装置Ａに乾燥の対象物１を設置する真
空乾燥室２を備える一方、ペルチェ素子により急速冷却
加熱調整自在に備えた冷却加熱装置Ｂに昇華水分のフロ
スト及びデフロストを行う伝熱部５とドレン回路６等を
備えた真空室状のコールドトラップ４を備え、該コール
ドトラップ４に排気真空回路７を接続して備え、上記の
冷却加熱装置Ａの真空乾燥室２と冷却加熱装置Ｂのコー
ルドトラップ４を排気真空回路３で接続して設けた、真
空凍結乾燥装置。
冷凍手段として従来の大型別設設備を必要とせず、冷却
凍結、加熱昇華および、温度調節を短時間に極めて高精
度で行える真空凍結乾燥装置を提供する。 【解決手段】ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在
に備えた冷却加熱装置Ａに乾燥の対象物１を設置する真
空乾燥室２を備える一方、ペルチェ素子により急速冷却
加熱調整自在に備えた冷却加熱装置Ｂに昇華水分のフロ
スト及びデフロストを行う伝熱部５とドレン回路６等を
備えた真空室状のコールドトラップ４を備え、該コール
ドトラップ４に排気真空回路７を接続して備え、上記の
冷却加熱装置Ａの真空乾燥室２と冷却加熱装置Ｂのコー
ルドトラップ４を排気真空回路３で接続して設けた、真
空凍結乾燥装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、食品、医薬品、各種化
学、工業材料、その他の対象物を真空室内で凍結した
後、加熱して対象物の水分を昇華し、該昇華水分を適宜
手段で除去して対象物を乾燥するようにした、真空凍結
乾燥装置に係り、真空室内の対象物の急速冷却凍結、及
び急速加熱水分昇華をペルチェ素子を用いた冷却加熱装
置によって行うようにしたことを特徴とする、真空凍結
乾燥装置を提供する。
学、工業材料、その他の対象物を真空室内で凍結した
後、加熱して対象物の水分を昇華し、該昇華水分を適宜
手段で除去して対象物を乾燥するようにした、真空凍結
乾燥装置に係り、真空室内の対象物の急速冷却凍結、及
び急速加熱水分昇華をペルチェ素子を用いた冷却加熱装
置によって行うようにしたことを特徴とする、真空凍結
乾燥装置を提供する。
【０００２】
【従来の課題】従来各種生鮮食品及び医薬品等の如く含
有水分が多く、且熱に対して不安定な対象物の乾燥処理
方法として、対象物が其の形状、色沢、栄養価及び風味
等を損なわず、また、水分を添加すれば容易に乾燥前の
状態に復元できる特徴を有する真空凍結乾燥が広く使用
されている。
有水分が多く、且熱に対して不安定な対象物の乾燥処理
方法として、対象物が其の形状、色沢、栄養価及び風味
等を損なわず、また、水分を添加すれば容易に乾燥前の
状態に復元できる特徴を有する真空凍結乾燥が広く使用
されている。
【０００３】しかし乍ら、周知の如く真空凍結乾燥は凍
結したを高度の真空中に於て加熱し、其の凍結水分を直
ちに昇華現象で脱水させて多孔質の乾燥対象物を得るも
のであるから、供給された対象物を脱水処理温度迄予熱
するのに必要な顕熱と、脱水に際して必要な昇華潜熱と
を高真空中に保持された対象物に供給することが必要条
件である。それ故従来の真空凍結乾燥に於ては一般にコ
ールドトラップを介して真空ポンプに接続した真空室内
に加熱設備を設けて之に凍結した対象物を挿置するよう
にしている。（図３参照）
結したを高度の真空中に於て加熱し、其の凍結水分を直
ちに昇華現象で脱水させて多孔質の乾燥対象物を得るも
のであるから、供給された対象物を脱水処理温度迄予熱
するのに必要な顕熱と、脱水に際して必要な昇華潜熱と
を高真空中に保持された対象物に供給することが必要条
件である。それ故従来の真空凍結乾燥に於ては一般にコ
ールドトラップを介して真空ポンプに接続した真空室内
に加熱設備を設けて之に凍結した対象物を挿置するよう
にしている。（図３参照）
【０００４】ところが、この場合の加熱は真空中で行わ
れるため、加熱方法としては電気（図３参照）又は蒸気
ヒーター等による輻射加熱とか、赤外線加熱方式によら
ねばならないが、之等熱源の単位発熱量は小さいので熱
容量を大きくするためには多数個の熱源を必要とし、従
って之を収容する真空乾燥室は当然大型のものにせねば
ならないばかりでなく、熱源が真空乾燥室内にあること
は対象物の温度制御が困難で過熱の虞れが多い等の欠点
があった。
れるため、加熱方法としては電気（図３参照）又は蒸気
ヒーター等による輻射加熱とか、赤外線加熱方式によら
ねばならないが、之等熱源の単位発熱量は小さいので熱
容量を大きくするためには多数個の熱源を必要とし、従
って之を収容する真空乾燥室は当然大型のものにせねば
ならないばかりでなく、熱源が真空乾燥室内にあること
は対象物の温度制御が困難で過熱の虞れが多い等の欠点
があった。
【０００５】また、誘電体対象物の加熱方法として高周
波又は超高周波電力による誘電加熱方式を用いる場合に
は、高真空中に大出力の誘電加熱設備を設けて強力な高
周波電場を形成するため放電現象を生ずる危険があっ
た。
波又は超高周波電力による誘電加熱方式を用いる場合に
は、高真空中に大出力の誘電加熱設備を設けて強力な高
周波電場を形成するため放電現象を生ずる危険があっ
た。
【０００６】
【発明による課題の解決】そこで、本発明は、真空中に
おける対象物の加熱手段として、上記のような課題のあ
る従来の電気方式、蒸気ヒーター等の輻射熱方式、赤外
線加熱方式、或いは高周波加熱方式等の何れの方式も使
用する必要がなく、また、冷却冷凍手段として従来の大
型別設設備を要する電気冷却冷凍方式を必要としない、
革期的な真空凍結乾燥装置として、
おける対象物の加熱手段として、上記のような課題のあ
る従来の電気方式、蒸気ヒーター等の輻射熱方式、赤外
線加熱方式、或いは高周波加熱方式等の何れの方式も使
用する必要がなく、また、冷却冷凍手段として従来の大
型別設設備を要する電気冷却冷凍方式を必要としない、
革期的な真空凍結乾燥装置として、
【０００７】冷却凍結、加熱昇華を単一の装置の電流の
切換えだけで行えると共に、温度調節を短時間に極めて
高精度で行える特徴を備えたペルチェ素子による冷却加
熱装置を使用した真空凍結乾燥装置を提供して、上記従
来の課題を解決したものである。
切換えだけで行えると共に、温度調節を短時間に極めて
高精度で行える特徴を備えたペルチェ素子による冷却加
熱装置を使用した真空凍結乾燥装置を提供して、上記従
来の課題を解決したものである。
【０００８】
【ペルチェ素子】ペルチェ素子は半導体の一種であり、
電流を流すとペルチェ効果を発生して、急速な熱の発生
（例、裏面側）（例、４０度以上）と吸収（例、表面
側）（例、−４０度以上）が起こり、また、電流の方向
を逆に切換えると、熱の発生であったところが吸収に、
吸収であったところが発生に変わるものであり、近時そ
の性質を高精度温度調整器などに利用している。即ち、
温度調整器上に載置した物体を極めて短時間（例、３０
秒〜１分位）で正確（例、±０、２〜１度）な目的温度
（例、−２０度）に急速冷却し、電流の方向を逆にして
目的温度（例、２０度）に急速に加熱することなどを自
在に行うものである。
電流を流すとペルチェ効果を発生して、急速な熱の発生
（例、裏面側）（例、４０度以上）と吸収（例、表面
側）（例、−４０度以上）が起こり、また、電流の方向
を逆に切換えると、熱の発生であったところが吸収に、
吸収であったところが発生に変わるものであり、近時そ
の性質を高精度温度調整器などに利用している。即ち、
温度調整器上に載置した物体を極めて短時間（例、３０
秒〜１分位）で正確（例、±０、２〜１度）な目的温度
（例、−２０度）に急速冷却し、電流の方向を逆にして
目的温度（例、２０度）に急速に加熱することなどを自
在に行うものである。
【０００９】
【課題を解決する手段】本発明は、ペルチェ素子により
急速冷却加熱調整自在に備えた冷却加熱装置に乾燥の対
象物を設置する真空乾燥室を備え該真空乾燥室に排気真
空回路を接続して備えたものであり、
急速冷却加熱調整自在に備えた冷却加熱装置に乾燥の対
象物を設置する真空乾燥室を備え該真空乾燥室に排気真
空回路を接続して備えたものであり、
【００１０】冷却加熱装置に通電しペルチェ素子の急速
温度低下作用により真空乾燥室内の対象物を急速凍結
し、排気真空回路で真空乾燥室内の空気を真空吸引する
と共に、電流を切換えペルチェ素子の急速温度上昇作用
により対象物を加熱して解凍と同時に水分を昇華し、該
昇華水分を排気真空回路で乾燥室外へ排出して、対象物
の乾燥を行うように備えたものである、真空凍結乾燥装
置によって課題を解決したものである。
温度低下作用により真空乾燥室内の対象物を急速凍結
し、排気真空回路で真空乾燥室内の空気を真空吸引する
と共に、電流を切換えペルチェ素子の急速温度上昇作用
により対象物を加熱して解凍と同時に水分を昇華し、該
昇華水分を排気真空回路で乾燥室外へ排出して、対象物
の乾燥を行うように備えたものである、真空凍結乾燥装
置によって課題を解決したものである。
【００１１】また、本発明は、ペルチェ素子により急速
冷却加熱調整自在に備えた冷却加熱装置Ａに乾燥の対象
物を設置する真空乾燥室を備える一方、ペルチェ素子に
より急速冷却加熱調整自在に備えた冷却加熱装置Ｂに昇
華水分のフロスト及びデフロストを行う伝熱部とドレン
等を備えた真空室状のコールドトラップを備え、該コー
ルドトラップに排気真空回路を接続して備え、上記の装
置Ａの真空乾燥室と装置Ｂのコールドトラップを排気真
空回路で接続して備えたものであり、
冷却加熱調整自在に備えた冷却加熱装置Ａに乾燥の対象
物を設置する真空乾燥室を備える一方、ペルチェ素子に
より急速冷却加熱調整自在に備えた冷却加熱装置Ｂに昇
華水分のフロスト及びデフロストを行う伝熱部とドレン
等を備えた真空室状のコールドトラップを備え、該コー
ルドトラップに排気真空回路を接続して備え、上記の装
置Ａの真空乾燥室と装置Ｂのコールドトラップを排気真
空回路で接続して備えたものであり、
【００１２】冷却加熱装置Ａに通電しペルチェ素子の急
速温度低下作用により真空乾燥室内の対象物を急速冷凍
し、上記排気真空回路及び排気真空回路で真空乾燥室内
の空気を真空吸引すると共に、電流を切換えペルチェ素
子の急速温度上昇作用により対象物を加熱して解凍と同
時に水分を昇華して対象物を乾燥し、該昇華水分を排気
真空回路で冷却加熱装置Ｂのコールドトラップ内へ排出
し、ペルチェ素子の急速温度低下作用で冷却した伝熱部
にフロスト吸着して除湿し、排気真空回路を一旦閉止し
たのち、コールドトラップの伝熱部をペルチェ素子の急
速温度上昇作用で加熱してデフロストした水分をドレン
から外部へ排出するように備えたものである、真空凍結
乾燥装置によって課題を解決したものである。
速温度低下作用により真空乾燥室内の対象物を急速冷凍
し、上記排気真空回路及び排気真空回路で真空乾燥室内
の空気を真空吸引すると共に、電流を切換えペルチェ素
子の急速温度上昇作用により対象物を加熱して解凍と同
時に水分を昇華して対象物を乾燥し、該昇華水分を排気
真空回路で冷却加熱装置Ｂのコールドトラップ内へ排出
し、ペルチェ素子の急速温度低下作用で冷却した伝熱部
にフロスト吸着して除湿し、排気真空回路を一旦閉止し
たのち、コールドトラップの伝熱部をペルチェ素子の急
速温度上昇作用で加熱してデフロストした水分をドレン
から外部へ排出するように備えたものである、真空凍結
乾燥装置によって課題を解決したものである。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を説明する。（図１参照） ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在に備えた冷却
加熱装置Ａに乾燥の対象物１を設置する真空乾燥室２を
備える一方、ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在
に備えた冷却加熱装置Ｂに昇華水分のフロスト及びデフ
ロストを行う伝熱部５とドレン回路６等を備えた真空室
状のコールドトラップ４を備え、該コールドトラップ４
に排気真空回路７を接続して備え、上記の冷却加熱装置
Ａの真空乾燥室２と冷却加熱装置Ｂのコールドトラップ
４を排気真空回路３で接続して真空凍結乾燥装置を設け
たものであり、
加熱装置Ａに乾燥の対象物１を設置する真空乾燥室２を
備える一方、ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在
に備えた冷却加熱装置Ｂに昇華水分のフロスト及びデフ
ロストを行う伝熱部５とドレン回路６等を備えた真空室
状のコールドトラップ４を備え、該コールドトラップ４
に排気真空回路７を接続して備え、上記の冷却加熱装置
Ａの真空乾燥室２と冷却加熱装置Ｂのコールドトラップ
４を排気真空回路３で接続して真空凍結乾燥装置を設け
たものであり、
【００１４】冷却加熱装置Ａに通電しペルチェ素子の急
速温度低下作用により真空乾燥室２内の対象物１を急速
冷凍し、上記排気真空回路３で真空乾燥室２内の空気を
真空吸引すると共に、電流を切換えペルチェ素子の急速
温度上昇作用により対象物１を加熱して解凍と同時に水
分を昇華して対象物１を乾燥し、該昇華水分を排気真空
回路３で冷却加熱装置Ｂのコールドトラップ４内へ排出
し、ペルチェ素子の急速温度低下作用で冷却した伝熱部
５にフロスト吸着して除湿し、排気真空回路３を一旦閉
止したのち、コールドトラップ４の伝熱部５をペルチェ
素子の急速温度上昇作用で加熱してデフロストした水分
をドレン回路６から外部へ排出するように備えたもので
ある。
速温度低下作用により真空乾燥室２内の対象物１を急速
冷凍し、上記排気真空回路３で真空乾燥室２内の空気を
真空吸引すると共に、電流を切換えペルチェ素子の急速
温度上昇作用により対象物１を加熱して解凍と同時に水
分を昇華して対象物１を乾燥し、該昇華水分を排気真空
回路３で冷却加熱装置Ｂのコールドトラップ４内へ排出
し、ペルチェ素子の急速温度低下作用で冷却した伝熱部
５にフロスト吸着して除湿し、排気真空回路３を一旦閉
止したのち、コールドトラップ４の伝熱部５をペルチェ
素子の急速温度上昇作用で加熱してデフロストした水分
をドレン回路６から外部へ排出するように備えたもので
ある。
【００１５】請求項１に記載の真空凍結乾燥装置と接続
して昇華水分の除去を行うコールドトラップは、上記実
施例の如くペルチェ素子による冷却加熱装置にコールド
トラップ４を備えたものの他、図２例の如く既存の電気
的冷凍加熱装置によるコールドトラップ４ａ、その他任
意である。
して昇華水分の除去を行うコールドトラップは、上記実
施例の如くペルチェ素子による冷却加熱装置にコールド
トラップ４を備えたものの他、図２例の如く既存の電気
的冷凍加熱装置によるコールドトラップ４ａ、その他任
意である。
【００１６】図２の実施例のコールドトラップ４ａにお
いて、９は散水等により冷媒回路８に吸着したフロスト
をデフロストするデフロスト回路、７は真空ポンプ等に
接続した排気真空回路、３は真空凍結乾燥装置とコール
ドトラップ４ａ間を接続した排気真空回路である。
いて、９は散水等により冷媒回路８に吸着したフロスト
をデフロストするデフロスト回路、７は真空ポンプ等に
接続した排気真空回路、３は真空凍結乾燥装置とコール
ドトラップ４ａ間を接続した排気真空回路である。
【００１７】
【効果】本発明は、真空中における対象物の加熱手段と
して従来の電気方式、蒸気ヒーター等の輻射熱方式、赤
外線加熱方式、或いは高周波加熱方式等の何れの方式も
使用する必要がなく、また、冷却冷凍手段として従来の
大形別設設備を要する電気冷却冷凍方式を必要としない
真に革期的な真空凍結乾燥装置を提供する優れた特徴が
ある。
して従来の電気方式、蒸気ヒーター等の輻射熱方式、赤
外線加熱方式、或いは高周波加熱方式等の何れの方式も
使用する必要がなく、また、冷却冷凍手段として従来の
大形別設設備を要する電気冷却冷凍方式を必要としない
真に革期的な真空凍結乾燥装置を提供する優れた特徴が
ある。
【００１８】従来の電気方式の場合は電気冷凍装置と電
熱ヒーター等の２種が必須であったが、本発明は単１の
ペルチェ素子による冷却加熱装置だけで済み、また、該
装置の電流を切換えるだけで冷却、加熱を自在にできる
優れた特徴がある。
熱ヒーター等の２種が必須であったが、本発明は単１の
ペルチェ素子による冷却加熱装置だけで済み、また、該
装置の電流を切換えるだけで冷却、加熱を自在にできる
優れた特徴がある。
【００１９】ペルチェ素子による冷却加熱装置を用いる
ことにより、冷却〜加熱間の温度変更を極めて早く行う
ことができ、３０秒から数分で変更できる。
ことにより、冷却〜加熱間の温度変更を極めて早く行う
ことができ、３０秒から数分で変更できる。
【００２０】また、調整温度幅の設定を広くできる
（例、−４０度〜＋４０度）と共に、高精度の温度調整
（例、±０、２度〜１度）が可能であり、この点従来装
置に比し革期的に優れている。
（例、−４０度〜＋４０度）と共に、高精度の温度調整
（例、±０、２度〜１度）が可能であり、この点従来装
置に比し革期的に優れている。
【００２１】大形の装置から実験用等の極めて小形な装
置まで自在に設け得て汎用性に優れている。
置まで自在に設け得て汎用性に優れている。
【図１】本発明の実施例の構成説明図。
【図２】本発明の他の実施例の構成説明図。
【図３】従来の電気式の真空凍結乾燥装置の構成説明
図。
図。
Ａ ペルチェ素子による冷却加熱装置 Ｂ ペルチェ素子による冷却加熱装置 １ 対象物 ２ 真空乾燥室 ３ 排気真空回路（真空ポンプ吸引） ４ コールドトラップ ５ 伝熱部 ６ ドレン回路 ７ 排気真空回路（真空ポンプ吸引） ８ 電気冷却装置の冷媒回路 ９ デフロスト回路 １０ ドレン回路
Claims (3)
- 【請求項１】ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在
に備えた冷却加熱装置に乾燥の対象物を設置する真空乾
燥室を備え該真空乾燥室に排気真空回路を接続して備え
たものであり、冷却加熱装置に通電しペルチェ素子の急
速温度低下作用により真空乾燥室内の対象物を急速凍結
し、排気真空回路で真空乾燥室内の空気を真空吸引する
と共に、電流を切換えペルチェ素子の急速温度上昇作用
により対象物を加熱して解凍と同時に水分を昇華し、該
昇華水分を排気真空回路で乾燥室外へ排出して、対象物
の乾燥を行うように備えたものである、 真空凍結乾燥装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の真空凍結乾燥装置と接続
して昇華水分の除去を行うコールドトラップは、ペルチ
ェ素子による冷却加熱装置にコールドトラップを備えた
ものの他、既存の電気的冷凍加熱装置によるもの、その
他任意である、 請求項１の真空凍結乾燥装置。 - 【請求項３】ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在
に備えた冷却加熱装置Ａに乾燥の対象物を設置する真空
乾燥室を備える一方、 ペルチェ素子により急速冷却加熱調整自在に備えた冷却
加熱装置Ｂに昇華水分のフロスト及びデフロストを行う
伝熱部とドレン等を備えた真空室状のコールドトラップ
を備え、該コールドトラップに排気真空回路を接続して
備え、 上記の装置Ａの真空乾燥室と装置Ｂのコールドトラップ
を排気真空回路で接続して備えたものであり、 冷却加熱装置Ａに通電しペルチェ素子の急速温度低下作
用により真空乾燥室内の対象物を急速冷凍し、排気真空
回路で真空乾燥室内の空気を真空吸引すると共に、電流
を切換えペルチェ素子の急速温度上昇作用により対象物
を加熱して解凍と同時に水分を昇華して対象物を乾燥
し、該昇華水分を排気真空回路で冷却加熱装置Ｂのコー
ルドトラップ内へ排出し、ペルチェ素子の急速温度低下
作用で冷却した伝熱部にフロスト吸着して除湿し、コー
ルドトラップの伝熱部をペルチェ素子の急速温度上昇作
用で加熱してデフロストした水分をドレンから外部へ排
出するように備えたものである、 真空凍結乾燥装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000133248A JP2001317869A (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 真空凍結乾燥装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000133248A JP2001317869A (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 真空凍結乾燥装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001317869A true JP2001317869A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18641778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000133248A Pending JP2001317869A (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 真空凍結乾燥装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001317869A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100620206B1 (ko) | 2002-12-30 | 2006-09-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 스퍼터링 장치의 콜드 트랩 |
| JP2006336924A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Michihisa Tsutahara | 真空乾燥装置 |
| JP2010537152A (ja) * | 2007-08-28 | 2010-12-02 | アーツナイミッテル・ゲーエムベーハー・アポテーカー・フェッター・ウント・コンパニー・ラフェンスブルク | 凍結物の温度を調節するための装置 |
| JP5847919B1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-01-27 | 共和真空技術株式会社 | 凍結乾燥装置の凍結乾燥方法 |
| CN107990635A (zh) * | 2016-10-27 | 2018-05-04 | 上海浦东冷冻干燥设备有限公司 | 一种真空冷冻干燥装置及方法 |
| KR20190027739A (ko) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 주식회사 에스지티 | 동결 건조 장치 및 이를 이용한 동결 건조 방법 |
| CN112880316A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-01 | 蓬莱市蓬仙制冷空调有限公司 | 一种用于冻干机的冷阱 |
-
2000
- 2000-05-02 JP JP2000133248A patent/JP2001317869A/ja active Pending
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