JP2006177640A - 凍結真空乾燥装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 原料液をノズル12から真空凍結乾燥塔11内へ噴霧して形成される微小凍結粒子Fに含まれる氷を昇華させて乾燥する真空凍結乾燥塔11の内壁面に輻射板14を設け、真空凍結乾燥塔11の外周面側からヒータ15によって輻射板14を絶対温度900°K程度に加熱する。その加熱によって輻射板14からはエネルギー密度のピークが波長3μm 近辺にあり、氷によって吸収されやすい赤外線が輻射されるので、落下する微小凍結粒子Fはその輻射熱を受け、含まれる氷の温度が効果的に上昇して昇華が促進され、乾燥時間を短縮させる。
【選択図】 図1
Description
このような凍結真空乾燥装置は、微小凍結粒子に含まれる氷を効率よく昇華させる。
このような凍結真空乾燥装置は、真空凍結乾燥塔内を落下する微小凍結粒子に含まれている氷を直ちに温度上昇させて氷の昇華を促進する。
このような凍結真空乾燥装置は、凍結粒子が真空凍結乾燥塔内で落下する過程と真空乾燥室内で搬送機構によって搬送される過程において微小凍結粒子に含まれる氷の温度を上昇させ氷の昇華を促進させて、微小凍結粒子の乾燥に要する時間を短縮させる。
このような凍結真空乾燥装置は、真空乾燥室内の搬送機構によって搬送される微小凍結粒子に含まれている氷を効率よく昇華させる。
このような凍結真空乾燥装置は、輻射される赤外線が氷によって最も吸収され易い波長の赤外線を含むことから、微小凍結粒子に含まれる氷を最も効果的に昇温させる。
このような凍結真空乾燥装置は輻射体の輻射能が大であり、微小凍結粒子に含まれる氷を効率よく昇温させる。
m(λ)= mre(λ)− imim(λ) (式1)
ここにおいてmre(λ)は実数部であり、imim(λ)は虚数部である。
そして、氷による電磁波の吸収係数κabs は(式2)で示されるとしている。
κabs = 4πmim /λ (式2)
加えて、紫外線からマイクロ波までの波長範囲に亘る虚数部mim の値も示されている。すなわち、図3は波長の関数として示されている虚数部mim の値と、(式2)とによって作図したものである。 図3から明らかなように、氷は波長3μm 近辺の電磁波について大きい吸収係数を持っている。
U = 8πh ν3/c3・1/(exp(h ν/kT)−1) (式3)
λ = c/ν (式4)
(式3)、(式4)によって、黒体から輻射される電磁波のエネルギー密度のピークが波長3μm になるのは黒体の絶対温度が900°K程度である場合であることが分かる。すなわち、氷に電磁波を照射して氷を温度上昇させるには、絶対温度が900°K程度の黒体または熱光源から輻射される赤外線を照射するのが最も効果的であることを意味する。図4に黒体が絶対温度900°Kである場合に輻射される電磁波の波長によるエネルギー流密度のスペクトルを示した。図4の横軸は波長[μm]であり、縦軸はエネルギー流密度[W/m3 ]である。図4から明らかな様に、絶対温度が900°Kの黒体からは、波長3μm をピークにして波長1μm から波長10μm までの短波長側の赤外線が輻射される。
11・・・第1真空チャンバー、または真空凍結乾燥塔、
12・・・ノズル、 13・・・真空排気口、
14・・・輻射板、 15・・・ヒータ、
16・・・底部、 17・・・排出管、
18・・・ロータリ・バルブ、 19・・・回収容器、
20・・・実施例1の凍結真空乾燥装置、
21・・・第2真空チャンバー、または真空乾燥室、
22・・・搬送機構、 23・・・真空排気口、
24・・・輻射板、 25・・・ヒータ、
27・・・コールドトラップ 、 28・・・真空ポンプ、
29・・・回収容器、 30・・・実施例2の凍結真空乾燥装置、
F・・・・微小凍結粒子 P・・・・乾燥された溶質の微粉末
Claims (6)
- 化学物質が水に溶解または分散された原料液を真空凍結乾燥塔の上端部に設けられたノズルから真空下の前記真空凍結乾燥塔内へ噴霧し、形成される前記原料液の微小液滴を自己凍結させて微小凍結粒子とし、前記微小凍結粒子に含まれる氷を昇華させて、乾燥された前記化学物質の微粉末を取り出すようにした凍結真空乾燥装置において、
前記微小凍結粒子に向けて赤外線を輻射する輻射手段として、輻射体と前記輻射体を所定の温度に加熱する加熱機構とが設けられている
ことを特徴とする凍結真空乾燥装置。 - 前記真空凍結乾燥塔内を落下する前記微小凍結粒子に向けて赤外線が輻射されるように前記真空凍結乾燥塔の内壁面に前記輻射体が配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の凍結真空乾燥装置。 - 前記真空凍結乾燥塔を落下する前記凍結微粒子について前記輻射体が前記真空凍結乾燥塔の内壁面に配置されており、かつ前記真空凍結乾燥塔の底部に連接された前記真空乾燥室内に設けられている搬送機構で搬送される前記微小凍結粒子に向けて赤外線が輻射されるように前記真空乾燥室内に前記輻射体が配置されている
ことを特徴とする請求項2に記載の凍結真空乾燥装置。 - 前記真空凍結乾燥塔の底部に連接された前記真空乾燥室内に設けられている搬送機構で搬送される前記微小凍結粒子に向けて赤外線が輻射されるように前記真空乾燥室内に前記輻射体が配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の凍結真空乾燥装置。 - 前記赤外線が絶対温度900°K程度の前記輻射体から輻射される波長範囲の赤外線である
ことを特徴とする請求項1に記載の凍結真空乾燥装置。 - 前記輻射体が黒鉛、無定形炭素、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、
およびステンレス酸化物の内の少なくとも一種からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の凍結真空乾燥装置。
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