JP5495865B2 - Freeze dryer - Google Patents
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Description
本発明は、凍結乾燥機に係り、特に、液状に調整された被乾燥材料を直立円筒状のチューブ内に分注してその内壁面において凍結させ、凍結した被乾燥材料に真空下で昇華熱を供給して材料内水分を昇華させることで、乾燥した食品類又は薬品類等を得る凍結乾燥機に備えられる分注ノズルの構成に関する。 The present invention relates to a freeze dryer, and in particular, a material to be dried adjusted to a liquid state is dispensed into an upright cylindrical tube and frozen on its inner wall surface, and the frozen material to be dried is sublimated under vacuum. It is related with the structure of the dispensing nozzle with which the freeze dryer which obtains dried foodstuffs or chemicals etc. by sublimating water in a material and sublimating moisture in a material is equipped.
図4に、本願の出願人が先に提案した凍結乾燥機の要部を示す。この図から明らかなように、本例の凍結乾燥機は、被乾燥材料の凍結乾燥庫を、外周部に熱媒体循環用のジャケット102を備えた直立円筒状のチューブ101をもって形成し、当該チューブ101の内壁面101aに、分注ノズル110より供給される被乾燥材料120を均等に流下させて、当該チューブ101の内壁面101aに、一様な厚さの凍結層Aを形成する構成になっている。なお、チューブ101の内壁面101aに被乾燥材料120を均等に流下させる手段としては、種々のものが考えられるが、図4の例では、チューブ101の上部に漏斗状の傾斜壁103を一体に形成し、当該傾斜壁103の傾斜面に分注ノズル110より液状に調整された被乾燥材料120を均等に噴射し、傾斜壁103の傾斜面からチューブ101の内壁面101aに被乾燥材料120を流下させている。
FIG. 4 shows a main part of a freeze dryer previously proposed by the applicant of the present application. As is apparent from this figure, in the freeze dryer of this example, a freeze-drying chamber for the material to be dried is formed by an upright
分注ノズル110は、図5に示すように、被乾燥材料120の供給配管130に連結される筒状の分注ヘッド111と、分注ヘッド111の外周面に形成された雄ねじ111aに螺合される筒状のボディ112と、ボディ112の内部に形成された雌ねじ112aに螺合される底板113と、これら各部材111,112,113の連結部に介設されるパッキン114とからなり、ボディ112と底板113との間に形成される環状のスリット115から、ボディ112の径方向に放射状に被乾燥材料120を噴出する構成となっている。なお、図中の符号113aは、底板113の片面中心部から垂直に起立され、ボディ112の内面下部に形成された雌ねじ112aに螺合される雄ねじを示している。ボディ112の内部には、中心部に雌ねじ112aが形成される被乾燥材料分配板112bが設けられており、該被乾燥材料分配板112bの周辺部分には、分注ヘッド111側から底板113側に貫通する複数の分配流路112cが等分に開設されていて、配管130から供給される被乾燥材料120が、底板113の周方向に等分に分配されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
As shown in FIG. 5, the dispensing
この分注ノズル110を用いると、ボディ112に開設された複数の分配流路112cにより、配管130から供給される液状の被乾燥材料120が、底板113の周方向に等分に分配されるので、環状のスリット115から噴射される被乾燥材料120の噴射量を分注ノズル110の周方向に関して均等化することができる。よって、チューブ101の内壁面101aの全面にわたって一様な厚さの凍結層Aを形成することが可能となり、凍結層Aからの水分の昇華が全面にわたって一様の速度で行われる結果、凍結層Aの凍結乾燥を高能率に行うことができる。
When the dispensing
しかしながら、本願の出願人が先に提案した分注ノズル110は、上述したように分注ヘッド111、ボディ112、底板113及び複数のパッキン114という多部品の組み合わせをもって構成されているので、これらの各部材の接続部分に汚れや雑菌が発生しやすく、食品や薬品の凍結乾燥については、汚染ハザードの防止及び無菌化を担保することが事実上不可能である。なお、分注ノズル110の洗浄を頻繁に繰り返せば、かかる不都合をある程度回避することができるが、分注ノズル110の分解及び組立、並びに各部品の洗浄に多大の労力と費用を要するので、実用的な対処方法とは言い難い。
However, since the dispensing
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、実用上十分な汚染ハザードの防止及び無菌化を担保することができ、かつ汚染防止のための保守管理が容易な凍結乾燥機を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and its purpose is to ensure the prevention and sterilization of pollution hazards that are practically sufficient, and maintenance management for pollution prevention. Is to provide a freeze dryer which is easy to handle.
本発明は、前記課題を解決するため、直立円筒状のチューブをもって形成された被乾燥材料の凍結乾燥庫と、該チューブの外周部に配置された熱媒体循環用のジャケットと、前記チューブの内壁面に液状に調整された被乾燥材料を噴射する分注ノズルとを備えた凍結乾燥機において、前記分注ノズルは、一端が被乾燥材料供給配管の先端部に固定される筒状部と、該筒状部の内部に配置された被乾燥材料分配板と、一端が前記該被乾燥材料分配板に連結され、被乾燥材料案内面が前記筒状部の先端面との間に所要の間隙を隔てて対向に配置されたオリフィス部とを有し、これら筒状部、被乾燥材料分配板及びオリフィス部が一体不可分に形成されているという構成にした。 In order to solve the above problems, the present invention provides a freeze-drying chamber for a material to be dried formed with an upright cylindrical tube, a heat medium circulation jacket disposed on the outer periphery of the tube, In a freeze dryer having a dispensing nozzle that sprays a material to be dried that is adjusted to a liquid state on a wall surface, the dispensing nozzle has a cylindrical portion whose one end is fixed to the tip of the material to be dried supply pipe, A to-be-dried material distribution plate disposed inside the cylindrical portion, one end is connected to the to-be-dried material distribution plate, and a required gap is provided between the to-be-dried material guide surface and the tip end surface of the cylindrical portion. And the orifice portion disposed opposite to each other, and the cylindrical portion, the material to be dried distribution plate, and the orifice portion are inseparably formed.
このように、所要形状の分注ノズルを一体不可分の形状に形成すると、分注ノズルを分解可能な複数の部材の組み合わせから構成する場合とは異なり、各部材の接続部分に隙間が生じ得ないので、その隙間内に汚れが溜まったり、その隙間内で雑菌が繁殖するということが構造的にあり得ず、分注ノズルにおける汚染ハザードの防止及び無菌化を担保することができる。また、このことから、分注ノズルの洗浄頻度を減少できると共に、分注ノズルの洗浄に際して、分注ノズルを分解及び再組立する必要がないので、分注ノズルの保守管理を容易なものにすることができる。 Thus, when the dispensing nozzle of the required shape is formed into an integral inseparable shape, unlike the case where the dispensing nozzle is configured from a combination of a plurality of members that can be disassembled, no gap can occur at the connecting portion of each member. Therefore, it is structurally impossible that dirt accumulates in the gap or that germs propagate in the gap, and it is possible to ensure prevention of contamination hazard and sterilization in the dispensing nozzle. This also reduces the frequency of cleaning the dispensing nozzle, and facilitates maintenance management of the dispensing nozzle because it is not necessary to disassemble and reassemble the dispensing nozzle when cleaning the dispensing nozzle. be able to.
また本発明は、前記構成の凍結乾燥機において、前記筒状部と前記被乾燥材料分配板とは、溶接により一体化されているという構成にした。 In the freeze dryer having the above-described configuration, the tubular portion and the material to be dried distribution plate are integrated by welding.
このように、分注ノズルの筒状部と被乾燥材料分配板とを溶接により一体化すると、これらの各部材の間に隙間が発生せず、分注ノズルにおける汚染ハザードの防止及び無菌化を担保できると共に、接着等の他の接合方法をとる場合とは異なり、被乾燥材中への異物の混入も防止できる。 In this way, when the cylindrical portion of the dispensing nozzle and the material to be dried distribution plate are integrated by welding, no gap is generated between these members, and contamination hazards in the dispensing nozzle are prevented and sterilized. Unlike other bonding methods such as adhesion, it is possible to prevent foreign matter from being mixed into the material to be dried.
また本発明は、前記構成の凍結乾燥機において、前記筒状部は、溶接により一体化された複数の部分からなるという構成にした。 According to the present invention, in the freeze dryer having the above-described configuration, the cylindrical portion includes a plurality of portions integrated by welding.
かかる構成によると、筒状部の内面に対する被乾燥材料分配板の溶接を容易化できるので、分注ノズルの作製を容易なものにすることができる。 According to such a configuration, welding of the material to be dried distribution plate to the inner surface of the cylindrical portion can be facilitated, so that the dispensing nozzle can be easily manufactured.
また本発明は、前記構成の凍結乾燥機において、前記筒状部の一端と前記被乾燥材料供給配管の先端とは、溶接により一体化されているという構成にした。 In the freeze dryer having the above-described configuration, the one end of the cylindrical portion and the tip of the material to be dried supply pipe are integrated by welding.
かかる構成によると、分注ノズルと被乾燥材料供給配管とを一部品化できるので、これら分注ノズルと被乾燥材料供給配管との間についても、汚れの滞留及び雑菌の繁殖を防止することができて、凍結乾燥機の信頼性をより高めることができる。 According to this configuration, since the dispensing nozzle and the material to be dried supply pipe can be made into one part, the stay of dirt and the propagation of various bacteria can be prevented between the dispensing nozzle and the material to be dried material supply pipe. This can improve the reliability of the freeze dryer.
また本発明は、前記構成の凍結乾燥機において、前記被乾燥材料案内面と前記筒状部の先端面との間に形成される間隙の大きさは、0.8mm以上2.0mm以下であるという構成にした。 According to the present invention, in the freeze dryer having the above-described configuration, the size of the gap formed between the material to be dried guide surface and the tip surface of the cylindrical portion is 0.8 mm or more and 2.0 mm or less. It was configured as follows.
被乾燥材料の凍結乾燥庫である直立円筒状のチューブの内壁面に層厚が一様な凍結層を形成するためには、分注ノズルの全周から被乾燥材料を、薄い膜状に成形して、安定に噴射する必要がある。実験によると、オリフィス部に形成された被乾燥材料案内面と筒状部の先端面との間に形成される間隙の大きさを、0.8mm以上2.0mm以下にすることにより、被乾燥材料の通常の噴射条件で、チューブの内壁面に層厚が一様な凍結層を形成することができる。 In order to form a frozen layer with a uniform layer thickness on the inner wall of an upright cylindrical tube that is a freeze-drying chamber for the material to be dried, the material to be dried is formed into a thin film from the entire circumference of the dispensing nozzle. Therefore, it is necessary to inject stably. According to the experiment, by setting the size of the gap formed between the material to be dried formed on the orifice part and the tip surface of the cylindrical part to 0.8 mm or more and 2.0 mm or less, the object to be dried A frozen layer having a uniform layer thickness can be formed on the inner wall surface of the tube under normal injection conditions of the material.
また本発明は、前記構成の凍結乾燥機において、前記オリフィス部の中心軸に対する前記被乾燥材料案内面の傾斜角度は、30度以上60度以下であるという構成にした。 According to the present invention, in the freeze dryer having the above configuration, the inclination angle of the material to be dried with respect to the central axis of the orifice portion is 30 degrees or more and 60 degrees or less.
分注ノズルから薄い膜状に成形されて噴射された被乾燥材料は、チューブの内壁面に衝突し、チューブの内壁面を伝ってその上方から下方に流れ落ちる。そして、その流れ落ちる間に凍結して、凍結層となる。オリフィス部の中心軸に対する被乾燥材料案内面の傾斜角度は、液膜がチューブの内壁面に衝突することにより生じる跳ね跳びの多寡及びその粒子径に関わり、跳ね跳びが多い場合及びその粒子径が大きい場合には、凍結層の層厚の均等性に悪影響を及ぼす。実験によると、オリフィス部の中心軸に対する被乾燥材料案内面の傾斜角度を30度以上60度以下とすることにより、被乾燥材料の通常の噴射条件で、チューブの内壁面に層厚が一様な凍結層を形成することができる。 The material to be dried, which is formed into a thin film from the dispensing nozzle and sprayed, collides with the inner wall surface of the tube and flows down from the upper side along the inner wall surface of the tube. And it freezes during the flow and becomes a frozen layer. The inclination angle of the material to be dried with respect to the central axis of the orifice part is related to the number of splashes caused by the liquid film colliding with the inner wall surface of the tube and the particle diameter thereof. If it is large, the uniformity of the thickness of the frozen layer is adversely affected. According to the experiment, by setting the inclination angle of the material to be dried with respect to the central axis of the orifice portion to 30 degrees or more and 60 degrees or less, the layer thickness is uniform on the inner wall surface of the tube under the normal spraying conditions of the material to be dried. A freezing layer can be formed.
また本発明は、前記構成の凍結乾燥機において、前記被乾燥材料分配板には、前記オリフィス部の中心軸を中心とする円周上に、前記筒状部の長さ方向に貫通する複数の分配流路が等分に開設されているという構成にした。 In the freeze dryer having the above-described configuration, the material distribution plate to be dried has a plurality of holes penetrating in a length direction of the cylindrical portion on a circumference centering on a central axis of the orifice portion. It was set as the structure where the distribution flow path was opened equally.
かかる構成によると、配管から分注ノズル内に導入された被乾燥材料が、被乾燥材料分配板に開設された複数の分配流路により、分注ノズルの周方向に等分に分配されるので、オリフィス部に形成された被乾燥材料案内面と筒状部の先端面との間に形成される間隙から被乾燥材料を一様に噴射することができ、チューブ1の内壁面に均等な層厚の凍結層を形成することができる。
According to such a configuration, the material to be dried introduced from the pipe into the dispensing nozzle is equally distributed in the circumferential direction of the dispensing nozzle by the plurality of distribution channels established in the material to be dried distribution plate. The material to be dried can be uniformly sprayed from the gap formed between the guide surface of the material to be dried formed in the orifice portion and the tip end surface of the cylindrical portion, and an even layer is formed on the inner wall surface of the
本発明の凍結乾燥機は、分注ノズルを、接続部分に隙間がない一体不可分の形状に形成したので、隙間内への汚れの滞留及び隙間内での雑菌の繁殖が構造的に起こり得ず、分注ノズルにおける汚染ハザードの防止及び無菌化を担保することができる。また、分注ノズルの洗浄頻度を減少できると共に、分注ノズルの洗浄に際して、分注ノズルの分解及び再組立が不要であることから、分注ノズルの保守管理を容易なものにすることができる。 In the lyophilizer of the present invention, the dispensing nozzle is formed in an inseparable shape with no gap in the connection portion, so that dirt stays in the gap and propagation of germs in the gap cannot occur structurally. Therefore, it is possible to ensure prevention of contamination hazard and sterilization in the dispensing nozzle. In addition, the frequency of cleaning the dispensing nozzle can be reduced, and it is not necessary to disassemble and reassemble the dispensing nozzle when cleaning the dispensing nozzle, thus facilitating maintenance management of the dispensing nozzle. .
以下、本発明に係る凍結乾燥機の実施形態を、図を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a freeze dryer according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、実施形態に係る凍結乾燥機は、分注ノズルを除く他の部分に関しては、特許文献1に記載の凍結乾燥機と同様の構成を有する。即ち、液状の被乾燥材料を凍結乾燥するための乾燥庫が、直立円筒状のチューブ1をもって形成されており、そのチューブ1の外周には、熱媒体を循環させるための外筒状のジャケット2が備えられている。ジャケット2の内部は、チューブ1の長さ方向に分割された複数段(図5の例では、3段)の熱媒体流路2a,2b,2cが設けられている。これら各段の熱媒体流路2a,2b,2cには、それぞれ入口管20及び出口管21が設けられており、これらの各入口管20及び出口管21には、冷凍機d、熱交換器e及び加熱器hからなる温調装置の管路fが接続されていて、各段の熱媒体流路2a,2b,2c毎に、それぞれ所定温度に調整された熱媒体が供給される。
As shown in FIG. 1, the lyophilizer according to the embodiment has the same configuration as the lyophilizer described in
チューブ1の上部には、ドーム状のダクト3が設けられており、このダクト3は、真空ポンプ及びコールドトラップを装備している図示しない真空排気系と、バルブ30を介して接続されている。ダクト3内には、機枠Fに取り付けられた液材料タンクt2から延びる配管5が配設されており、その先端には、チューブ1の内壁面に液状の被乾燥材料を噴射する分注ノズル70が取り付けられている。分注ノズル70の構成については、後に詳細に説明する。
A dome-shaped duct 3 is provided above the
配管5には、機枠Fに取り付けられた蒸留水タンクt3から延びる導管90が連結されており、これら配管5と導管90の合流部には切換弁V4が備えられている。したがって、この切換弁V4を切り換えることにより、分注ノズル70からチューブ1の内壁面に、被乾燥材料又は蒸留水を適宜噴射することができる。なお、図中の符号p2は、蒸留水タンクt3に蓄えられた蒸留水を、導管90、切換弁V4及び配管5を通じて分注ノズル70に供給する給水ポンプを示している。
A
一方、チューブ1の下部には、漏斗状に形成された乾燥バルクの回収室4が接続されており、この回収室4は、搬送筒41を介して、乾燥バルクを微粉砕する粉砕装置8の入口82に接続されており、この粉砕装置8の出口83側には、粉砕装置8により粉砕された粉砕物をエアと粉体とに分離するサイクロン分離装置81が接続されている。回収室4の縮径部には、チューブ1から回収した円筒状の乾燥バルクを空気圧で粗粉砕するジェットノズル42が備えられる。このジェットノズル42は、回収室4内に、回収室4の軸心を中心とする旋回流を生じさせ、その旋回流によりチューブ1から回収室4内に落下してくる円筒形の乾燥バルクを粗粉砕する。さらに、回収部4の小径部には、ジェットノズル42にて粗粉砕された乾燥バルクを、順次搬送筒41を介して粉砕装置8側に排出するバルブV1,V2が設けられる。
On the other hand, a drying bulk recovery chamber 4 formed in a funnel shape is connected to the lower portion of the
また、バルブV1とバルブV2の間には、バルブV3を備えた取出管6が連結されており、この取出管6の他端は、未凍の被乾燥材料を回収する回収タンクt1に接続されている。この回収タンクt1に蓄えられた未凍の被乾燥材料は、汲上ポンプp1によって汲み上げられ、管路6aを通じて材料タンクt2に戻される。
Further, an extraction pipe 6 provided with a valve V3 is connected between the valve V1 and the valve V2, and the other end of the extraction pipe 6 is connected to a recovery tank t1 for recovering unfrozen material to be dried. ing. The unfrozen material to be dried stored in the recovery tank t1 is pumped up by the pumping pump p1 and returned to the material tank t2 through the
以下、実施形態に係る分注ノズル70を、図2及び図3を参照しながら説明する。これらの図から明らかなように、本実施形態に係る分注ノズル70は、一端が配管5に連結される筒状部71と、この筒状部71の内部に配置された被乾燥材料分配板72と、この被乾燥材料分配板72に一端が連結されたオリフィス部73とから構成される。
Hereinafter, the dispensing
筒状部71は、配管5に連結される小径部71aと、被乾燥材料分配板73が内面に固定される大径部71bと、これら小径部71aと大径部71bとをつなぐ拡径部71cとからなる。小径部71aの直径は、配管5の直径に基づいて定められ、大径部71bの直径は、チューブ1の直径に基づいて定められる。この筒状部71は、全体が継ぎ目のない一体物として作製されたものを用いることもできるし、複数の部材を溶接により一体化したものを用いることもできる。図2に示す筒状部71は、大径部71bのほとんどの部分からなる第1部材74と、大径部71bの一部と拡径部71cと小径部71aが一体に形成された第2部材75との2部品から構成されており、これら第1部品74及び第2部品75を溶接することにより一体化されている。かかる構成によると、第1部品74と第2部品75を溶接する前に、第1部品74の内面に被乾燥材料分配板72を溶接することにより、筒状部71に対する被乾燥材料分配板72の溶接を容易なものにできるので、分注ノズル70の生産性を高めることができる。なお、第1部品74と第2部品75の溶接には、溶接部の前面側から背面側まで溶接欠陥のないきれいな溶接ビードを形成できることから、アストロ溶接と呼ばれる全自動精密溶接法を適用することが特に望ましい。
The
なお、分注ノズル70の小径部71aと配管5についても溶接により接続されるが、該部の溶接に関しても、同様の理由で、アストロ溶接法を適用することが特に望ましい。
In addition, although the
被乾燥材料分配板72は、図3に示すように、円板状に形成されており、その中心軸Oを中心とする円周上には、複数個(図3の例では、10個)の分配流路72aが等分に開設されている。この被乾燥材料分配板72は、図2に示すように、筒状部71を構成する大径部71bの内面に溶接される。該部の溶接に関しては、開先側からの片側溶接で裏側に均一な波形ビードを形成できることから、裏波溶接法を適用することが特に望ましい。なお、図2中の符号Wは、各溶接部を示している。
As shown in FIG. 3, the
オリフィス部73は、図2に示すように、被乾燥材料分配板72に連結される円柱状の連結部73aと、円錐状の本体部73bとをもって構成されており、被乾燥材料分配板72と一体に形成される。したがって、筒状部71、被乾燥材料分配板72及びオリフィス部73は、全体として一体不可分の構成になっている。かかる構成とすることにより、各接続部分に隙間が生じないので、その隙間内への汚れの滞留及びその隙間内での雑菌の繁殖が構造的にあり得ず、分注ノズル70における汚染ハザードの防止及び無菌化を担保することができる。また、このことから、分注ノズル70の洗浄頻度を減少できると共に、分注ノズル70の洗浄に際して、分注ノズル70を分解及び再組立する必要がないので、分注ノズル70の保守管理を容易なものにすることができる。
As shown in FIG. 2, the
本体部72bに形成される円錐状の被乾燥材料案内面72cは、図2に示すように、筒状部71の先端面との間に所要の間隙sを隔てて、これと対向に配置される。被乾燥材料案内面72cと筒状部71の先端面との間の間隙sは、0.8mm以上2.0mm以下とすることが、種々の実験の結果から望ましい。また、分注ノズル70の中心軸O−Oに対する被乾燥材料案内面72cの傾斜角度αは、30度以上60度以下とすることが、種々の実験の結果から望ましい。
As shown in FIG. 2, the conical material to be dried guide surface 72c formed on the main body 72b is disposed opposite to the front end surface of the
実施形態に係る分注ノズル70は、かかる構成を有するので、被乾燥材料案内面72cと筒状部71の先端面との間から、その全周にわたって、薄い膜状に成形された被乾燥材料を安定に噴射することができる。よって、チューブ1の内壁面全体に一様な厚さの凍結層を形成することができる。
Since the dispensing
以下、実施形態に係る凍結乾燥機の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the freeze dryer according to the embodiment will be described.
まず、チューブ1の内壁面に凍結層を形成する。この工程は、ジャケット2内を循環する熱媒体によりチューブ1を冷却しながら、分注ノズル70から、液状に調整されて液材料タンクt2に蓄えられた被乾燥材料を噴射することにより行われる。なお、被乾燥材料の噴射以前に、切換弁V4を蒸留水タンクt3側に切り換えて、蒸留水タンクt3から導管90を介して供給される蒸留水を分注ノズル70から噴射し、チューブ1の内壁面にアイスライニング層を形成することもできる。このアイスライニング層の形成は、チューブ1からの乾燥バルクの取り出しを容易なものにするために行われるもので、チューブ内壁面の滑性が高く、乾燥バルクの取り出しが容易に行われる場合には、省略することができる。
First, a frozen layer is formed on the inner wall surface of the
また、この凍結層形成工程においては、チューブ1の長さ方向に沿って配置された複数段のジャケット2に、それぞれ異なる温度に調整された熱媒体を循環させることができる。例えば、チューブ1の長さ方向に沿って3段の熱媒体流路2a,2b,2cがジャケット2内に形成されている場合において、上部の熱媒体流路2a内を循環する熱媒体の温度を最も低く、中間部の熱媒体流路2b内を循環する熱媒体の温度をそれよりも少し高く、さらには、下部の熱媒体流路2c内を循環する熱媒体の温度が最も高くなるように、冷凍機d、熱交換器e及び加熱器hからなる温調装置にて調整することができる。このようにすると、分注ノズル70から噴出されて、チューブ1の内壁面を上方から下方に流下する被乾燥材料を、チューブ1の上方で素早く凍結させることができるので、内壁面の下方側において多く凍結しがちになるという不都合を解消することができ、チューブ1の内壁面に一様厚さの凍結層を形成することができる。
Further, in this frozen layer forming step, heat media adjusted to different temperatures can be circulated through the plurality of stages of
チューブ1の内壁面で凍結されず、回収部4の小径部に至った液状の被乾燥材料は、取出管6を介して回収タンクt1内に回収される。また、この回収タンクt1に蓄えられた未凍の被乾燥材料は、汲上ポンプp1によって汲み上げられ、管路6aを通じて材料タンクt2に戻される。
The liquid material to be dried that has not been frozen on the inner wall surface of the
チューブ1の内壁面に所定厚さの凍結層が形成された段階で、分注ノズル70からの被乾燥材料の噴射を停止すると共に、図示しない真空排気系を駆動し、バルブ30を開いて、チューブ1内及びダクト3内を所定の真空度まで真空引きする。また、このときには、冷凍機d、熱交換器e及び加熱器hからなる温調装置を用いて、ジャケット2内を循環する熱媒体の温度を、凍結層に昇華潜熱に相当する熱エネルギを付与可能な温度に調整する。これにより、凍結層が凍結乾燥され、乾燥バルクが生成される。
When the frozen layer having a predetermined thickness is formed on the inner wall surface of the
乾燥バルクは、自重により回収部4内に落下し、ジェットノズル42から噴射される空気圧により発生する旋回流で粗粉砕される。粗粉砕された乾燥バルクは、搬送筒41を通じて粉砕装置8に搬送され、パワーミル又はジェットミルにより微粉砕される。さらに、この微粉砕された乾燥バルクは、サイクロン分離装置81に搬送され、エアと粉体とに分離される。乾燥バルクが粉砕しやすいものであり、回収部4に備えられたジェットノズル42によって微粉砕することができる場合には、粉砕装置8による粉砕を省略することができる。
The dry bulk falls into the collection unit 4 due to its own weight, and is coarsely pulverized by a swirling flow generated by the air pressure injected from the
なお、本発明は、分注ノズル70の構成を要旨とするものであり、その他の部分の構成については、上記実施形態に拘わらず、適宜変更することができる。
In addition, this invention makes the summary the structure of the dispensing
本発明は、食品及び薬品等の凍結乾燥に用いられる凍結乾燥機に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a freeze dryer used for freeze drying of foods and medicines.
1 チューブ
2 ジャケット
2a,2b,2c 熱媒体流路
3 ダクト
4 回収部
5 配管
6 取出管
8 粉砕装置
20 入口管
21 出口管
30 バルブ
41 搬送筒
42 ジェットノズル
70 分注ノズル
71 筒状部
71a 小径部
71b 大径部
71c 拡径部
72 被乾燥材料分配板
72a 分配流路
73 オリフィス部
73a 連結部
73b 本体部
73c 被乾燥材料案内面
74 第1部材
75 第2部材
W 溶接部
81 サイクロン分離装置
d 冷凍機
e 熱交換器
h 加熱器
f 管路
t1 回収タンク
t2 液材料タンク
t3 蒸留水タンク
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記分注ノズルは、一端が被乾燥材料供給配管の先端部に固定される筒状部と、該筒状部の内部に配置された被乾燥材料分配板と、一端が前記該被乾燥材料分配板に連結され、被乾燥材料案内面が前記筒状部の先端面との間に所要の間隙を隔てて対向に配置されたオリフィス部とを有し、これら筒状部、被乾燥材料分配板及びオリフィス部が一体不可分に形成されていることを特徴とする凍結乾燥機。 A freeze-drying chamber for a material to be dried formed with an upright cylindrical tube, a jacket for circulating a heat medium disposed on the outer periphery of the tube, and a material to be dried adjusted to a liquid state on the inner wall surface of the tube In a freeze dryer equipped with a dispensing nozzle for spraying,
The dispensing nozzle has a cylindrical portion whose one end is fixed to a tip portion of the material to be dried supplying pipe, a material distribution plate to be dried disposed inside the cylindrical portion, and one end of the material to be dried which distributes the material to be dried. An orifice portion that is connected to the plate and is opposed to the tip portion of the cylindrical portion with a required gap between the guide portion and the cylindrical portion, the material to be dried distribution plate And an lyophilizer characterized in that the orifice part is inseparably formed.
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