JPH07294118A - Freezing/drying method, and vacuum heating container for freezing/drying apparatus - Google Patents
Freezing/drying method, and vacuum heating container for freezing/drying apparatusInfo
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- JPH07294118A JPH07294118A JP8488794A JP8488794A JPH07294118A JP H07294118 A JPH07294118 A JP H07294118A JP 8488794 A JP8488794 A JP 8488794A JP 8488794 A JP8488794 A JP 8488794A JP H07294118 A JPH07294118 A JP H07294118A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はフリーズドライ方法およ
びフリーズドライ装置の真空加熱容器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a freeze drying method and a vacuum heating container for a freeze drying apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】フリーズドライ、すなわち真空凍結乾燥
は主として食品および医薬品の低温乾燥分野で広範に行
われている。図１２、図１３はフリーズドライ装置の概
略図を示す。１０は真空加熱容器本体をなす罐体であ
り、１１はその扉である。罐体１０の内部には上下方向
に所定間隔をおいて配置された上下各一対のヒーター１
２ａ、１２ｂが多段に配設されている。１５は各ヒータ
ー１２ａ、１２ｂを支持する支持フレームである。各上
下一対のヒーター１２ａ、１２ｂ間にはトレー４０が差
し込まれてヒーター１２ａに接触し、加熱を受けるよう
になっている。すなわち図１３の真空加熱容器の断面図
に示されるように、ヒーター１２ａ、１２ｂは支持フレ
ーム１５に多段に固定支持され、該支持フレーム１５が
罐体１０の内壁に固定されている。２０はコールドトラ
ップであり、罐体１０にパイプ２２を介して接続されて
いる。コールドトラップ２０は公知のように冷凍装置２
３が接続されている。７０は真空ポンプで、コールドト
ラップ２０にパイプ７１を介して接続され、コールドト
ラップ２０を経由して罐体１０内のガスを吸引できるよ
うになっている。2. Description of the Related Art Freeze-drying, that is, vacuum freeze-drying is widely performed mainly in the field of low temperature drying of foods and pharmaceuticals. 12 and 13 are schematic views of the freeze-drying device. Reference numeral 10 is a can body which constitutes the main body of the vacuum heating container, and 11 is its door. Inside the can 10, a pair of upper and lower heaters 1 are arranged at a predetermined interval in the vertical direction.
2a and 12b are arranged in multiple stages. Reference numeral 15 is a support frame that supports the heaters 12a and 12b. A tray 40 is inserted between the pair of upper and lower heaters 12a and 12b to contact the heater 12a and receive heating. That is, as shown in the cross-sectional view of the vacuum heating container of FIG. 13, the heaters 12a and 12b are fixedly supported by the support frame 15 in multiple stages, and the support frames 15 are fixed to the inner wall of the can 10. Reference numeral 20 denotes a cold trap, which is connected to the can body 10 via a pipe 22. As is well known, the cold trap 20 is a refrigeration system 2
3 is connected. Reference numeral 70 denotes a vacuum pump, which is connected to the cold trap 20 via a pipe 71 so that the gas in the can body 10 can be sucked through the cold trap 20.
【０００３】被乾燥物はトレー４０に収納され、さらに
該トレー４０が罐体１０内の各上下一対のヒーター１２
ａ、１２ｂ間に挿入配置される。真空ポンプ７０が作動
され、罐体１０内が負圧（４．６ｍｍＨｇ以下）になる
と、これにより被乾燥物の品温が０℃以下に低下し凍結
される。次いでヒーター１２ａ、１２ｂにより加温され
ることで、氷が蒸気化（昇華）し、吸引されてコールド
トラップ２０中の冷凍パイプ２１により凝縮されて冷凍
パイプ２１に凍結、付着して除去されることで、被乾燥
物の乾燥が進行する。所定の乾燥度になったところで、
罐体１０のバルブ１３を開放して外気を導入して常圧に
戻してから扉１１を開け、トレー４０を取り出すととも
に、コールドトラップ２０の内部を洗浄して冷凍パイプ
２１に凝縮して付着している氷を洗い流す。なお、被乾
燥物はあらかじめ外部の冷凍庫にて凍結させておき、こ
れを罐体１０内に搬入するようにすることもなされる。The material to be dried is stored in a tray 40, and the tray 40 has a pair of upper and lower heaters 12 inside the can 10.
It is inserted and arranged between a and 12b. When the vacuum pump 70 is actuated and the inside of the can 10 becomes negative pressure (4.6 mmHg or less), the temperature of the article to be dried is lowered to 0 ° C. or less and frozen. Then, by being heated by the heaters 12a and 12b, the ice vaporizes (sublimates), is sucked, is condensed by the freezing pipe 21 in the cold trap 20, and is frozen and attached to the freezing pipe 21 to be removed. Then, the drying of the material to be dried proceeds. When the specified dryness is reached,
After opening the valve 13 of the can 10 to return the atmospheric pressure to normal pressure, the door 11 is opened, the tray 40 is taken out, and the inside of the cold trap 20 is washed and condensed on the refrigeration pipe 21 to be attached. Rinse off the ice on it. It is also possible to freeze the material to be dried in advance in an external freezer and carry it into the can 10.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、フリーズド
ライ方法で使用されるトレー４０は、被乾燥物が食品の
ように不定形なもの、あるいは抗生物質や血清等の流動
物が多いことから、図１４に示すように底のある浅い皿
状のものでアルミニウム製またはステンレス製のものが
使用されている。上下各一対のヒーター１２ａ、１２ｂ
による加熱状況をみると、図１５に明らかなように、上
ヒーター１２ａからは輻射熱が被乾燥物に作用し、下ヒ
ーター１２ｂからは、ヒーター１２ｂからの熱によりま
ずトレー４０の底面板が加熱され、該底面板からの伝導
熱が被乾燥物に伝達されることがわかる。発明者が観察
したところによると、上ヒーター１２ａと被乾燥物６０
の間に間隔があり、トレー４０と下ヒーター１２ｂは接
触しているにもかかわらず、上ヒーター１２ａからの輻
射熱による加熱の方が、トレー４０の底面板を介しての
伝導熱による加熱に比較して格段に早く、したがって被
乾燥物は上層側から早く乾燥し、下層側の乾燥の進行度
が遅いことがわかった。乾燥中途で被乾燥物の断面を見
ると、未乾燥の凍結部分６０ｂが下部に偏って見られ
る。これが原因して全体の乾燥時間が長くなり、また乾
燥促進のためヒーター温度を上昇させるので、被乾燥物
の上部の乾燥終了部分６０ａは余分な加熱を受けて品質
が劣化することが判明した。By the way, the tray 40 used in the freeze-drying method has a problem that the material to be dried has an irregular shape such as food, or a large amount of fluid such as antibiotics and serum. As shown in FIG. 14, a shallow dish having a bottom and made of aluminum or stainless steel is used. A pair of upper and lower heaters 12a, 12b
As is clear from FIG. 15, the radiant heat acts on the material to be dried from the upper heater 12a, and the bottom plate of the tray 40 is first heated by the heat from the heater 12b from the lower heater 12b. It can be seen that the conductive heat from the bottom plate is transferred to the material to be dried. According to the observation of the inventor, the upper heater 12a and the dried object 60
Although the tray 40 and the lower heater 12b are in contact with each other, the heating by the radiant heat from the upper heater 12a is better than the heating by the conductive heat through the bottom plate of the tray 40. Then, it was found that the material to be dried was dried much faster from the upper layer side and the progress of the drying on the lower layer side was slower. When observing the cross section of the material to be dried in the middle of drying, the undried frozen portion 60b is seen biased downward. As a result, the entire drying time becomes long, and the temperature of the heater is raised to accelerate the drying. Therefore, it is found that the dry end portion 60a above the material to be dried is subjected to excessive heating and its quality is deteriorated.
【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、品質を
劣化させることなく乾燥処理時間の短縮化が図れるフリ
ーズドライ方法およびフリーズドライ装置における真空
加熱容器を提供するにある。Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a freeze-drying method and a freeze-drying apparatus which can shorten the drying processing time without deteriorating the quality. To provide a vacuum heating container.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、本発明方法は、
真空加熱容器中にトレーを収容し、真空加熱容器内のガ
スを吸引しつつ、かつトレーを上下からヒーターで加熱
しつつトレーに収容された被乾燥物を乾燥するフリーズ
ドライ方法において、前記トレーに底面が網状をなすト
レー、あるいは底面が透明部材で形成されたトレーを用
い、被乾燥物を前記トレー内に収容すると共に、前記ト
レーを前記上下のヒーターから離間して、かつトレーの
上面側、下面側が露出するように支持して、該ヒーター
からの輻射熱により被乾燥物を加熱することを特徴とし
ている。また本真空加熱容器では、容器内部に所定の間
隔をおいて配置された上下一対のヒーターが多段に配設
され、該各上下一対のヒーター間に内部に被乾燥物が収
納されたトレーを挿入し、容器内部のガスを吸引しつつ
ヒーターにより加熱するフリーズドライ装置の真空加熱
容器において、前記トレーは底面が網状をなすトレーま
たは底面が透明もしくは半透明部材で形成されたトレー
であり、各上下一対のヒーター間に、トレーに収納され
た被乾燥物を前記ヒーターからの輻射熱で加熱すべく、
前記トレーを上下の各ヒーターから離間して、かつトレ
ーの上面側、下面側が露出するように支持する支持部材
を設けたことを特徴としている。前記ヒーターは、アル
ミニウム製の外枠を含み、該外枠の少なくとも前記支持
部材に支持されるトレーの側を向く面を黒化処理すると
好適である。また、本発明に係るトレーは、上記フリー
ズドライ装置の真空加熱容器に用いるトレーであって、
底面が網状に形成されたことを特徴としている。上記ト
レーはアルミニウムまたはステンレスで形成し、さらに
黒化処理すると好適である。また上記トレーは、外壁体
下部に内方を向く内フランジ部が形成されたフレーム体
と、該フレーム体の前記内フランジ部にのせられた網体
とで形成するとよい。該フレーム体にはさらに外壁体上
部に外方を向く外フランジ部を設けるとよい。またフレ
ーム体は１本の棒状体を曲折して端部を接合して形成す
ると好適である。さらに本発明に係るトレーは、上記フ
リーズドライ装置の真空加熱容器に用いるトレーであっ
て、底面が透明または半透明部材により形成されている
ことを特徴としている。該トレーは、外壁体下部に内方
を向く内フランジ部が形成されたフレーム体と、該フレ
ーム体の前記内フランジ部にのせられた透明または半透
明部材とで構成すると好適である。該フレーム体にはさ
らに外壁体上部に外方を向く外フランジ部を設けるとよ
い。さらに該フレーム体は１本の棒状体を曲折して端部
を接合して形成すると好適である。The present invention has the following constitution in order to achieve the above object. That is, the method of the present invention is
A tray is housed in the vacuum heating container, while sucking the gas in the vacuum heating container, and a tray is heated by a heater from above and below, the freeze-drying method of drying the material to be dried contained in the tray, in the tray, Using a tray having a net-like bottom surface, or a tray having a bottom surface formed of a transparent member, the dried object is contained in the tray, the tray is separated from the upper and lower heaters, and the upper surface side of the tray, The lower surface side is supported so as to be exposed, and the object to be dried is heated by the radiant heat from the heater. Further, in this vacuum heating container, a pair of upper and lower heaters arranged at predetermined intervals inside the container are arranged in multiple stages, and a tray containing an object to be dried is inserted between the pair of upper and lower heaters. Then, in a vacuum heating container of a freeze-drying device that heats with a heater while sucking gas inside the container, the tray is a tray having a net-like bottom surface or a tray whose bottom surface is formed of a transparent or translucent member. Between the pair of heaters, in order to heat the material to be dried stored in the tray with the radiant heat from the heaters,
It is characterized in that a support member is provided to support the tray so as to be separated from the upper and lower heaters and to expose the upper surface side and the lower surface side of the tray. It is preferable that the heater includes an outer frame made of aluminum, and at least the surface of the outer frame facing the tray supported by the supporting member is blackened. The tray according to the present invention is a tray used for a vacuum heating container of the freeze-drying device,
It is characterized in that the bottom surface is formed like a net. It is preferable that the tray is made of aluminum or stainless steel and further blackened. Further, the tray may be formed of a frame body having an inner flange portion facing inwardly formed in a lower portion of the outer wall body, and a net body placed on the inner flange portion of the frame body. The frame body may further be provided with an outer flange portion facing the outer side on the upper portion of the outer wall body. Further, the frame body is preferably formed by bending one rod-like body and joining the ends thereof. Further, the tray according to the present invention is a tray used for the vacuum heating container of the freeze-drying apparatus, characterized in that the bottom surface is formed of a transparent or translucent member. It is preferable that the tray is composed of a frame body in which an inner flange portion that faces inward is formed in a lower portion of the outer wall body, and a transparent or translucent member placed on the inner flange portion of the frame body. The frame body may further be provided with an outer flange portion facing the outer side on the upper portion of the outer wall body. Further, it is preferable that the frame body is formed by bending one rod-like body and joining the ends thereof.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によれば、上下の各ヒーターから輻射熱
が直接被乾燥物に作用し、被乾燥物の上層からおよび下
層からの乾燥速度はほぼ同じになり、被乾燥物は外周か
ら中心に向けてほぼ同一速度で乾燥が進行するので、乾
燥速度を大幅に短縮でき、効率よく、かつ被乾燥物の品
質の劣化を招くことなくフリーズドライ処理を行うこと
ができる。According to the present invention, the radiant heat from the upper and lower heaters directly acts on the material to be dried, the drying rates from the upper layer and the lower layer of the material to be dried are almost the same, and the material to be dried is moved from the outer circumference to the center. Since the drying proceeds toward the same speed, the drying rate can be significantly reduced, and the freeze-drying process can be efficiently performed without deteriorating the quality of the material to be dried.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。フリーズドライ装置の全体装置
は図１２に示す装置とほぼ同じである。本実施例におけ
る特徴は、図１に示すように、トレー４６に、底面が網
状をなすトレー、または底面が透明もしくは半透明部材
（板）で形成されたトレーを用いること、および該トレ
ー４６を上下一対の各ヒーター１２ａ、１２ｂとは離間
して、かつトレー４６の上面側および底面側を露出して
支持可能な支持部材３８ａ、３８ｂを設けた点にある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The entire freeze-drying apparatus is almost the same as the apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 1, the feature of this embodiment is that, as the tray 46, a tray having a net-like bottom surface or a tray whose bottom surface is formed of a transparent or translucent member (plate) is used. The point is that support members 38a and 38b that can support the pair of upper and lower heaters 12a and 12b are provided, and the top and bottom surfaces of the tray 46 are exposed and supported.
【０００９】被乾燥物は固形状のものであれば、トレー
４６に直接収納してもよいが、流動物の場合には透明な
袋６１に収納し、袋６１の口を開放したままでトレー４
６にのせるとよい。上記のトレー４６を用い、さらにト
レー４６を上下のヒーター１２ａ、１２ｂから離間し
て、かつ上面側、底面側を露出して支持部材３８ａ、３
８ｂに支持することで、上下の各ヒーター１２ａ、１２
ｂから輻射熱が直接被乾燥物に作用する。これにより、
被乾燥物の乾燥状況をみると、被乾燥物の上層からおよ
び下層からの乾燥速度はほぼ同じになり、被乾燥物は外
周から中心に向けてほぼ同一速度で乾燥が進行すること
がわかった。そして全体の乾燥速度が大幅に短縮され
た。実験では、乾燥時間を従来に比して約２０％程短縮
できた。If the material to be dried is solid, it may be directly stored in the tray 46. However, if it is a fluid, it is stored in a transparent bag 61, and the tray of the bag 61 is left open. Four
It is good to put it on 6. Using the above tray 46, the tray 46 is further separated from the upper and lower heaters 12a and 12b, and the upper surface side and the lower surface side are exposed, and the supporting members 38a, 3
The upper and lower heaters 12a and 12a are supported by 8b.
Radiant heat from b directly acts on the material to be dried. This allows
Looking at the drying condition of the material to be dried, it was found that the drying rates from the upper layer and the lower layer of the material to be dried were almost the same, and the drying progressed from the outer circumference to the center at almost the same speed. . And the overall drying speed was greatly reduced. In the experiment, the drying time could be shortened by about 20% as compared with the conventional case.
【００１０】真空加熱容器中でいかに被乾燥物に熱を与
えて昇華を促進するかは凍結乾燥における最も大きな課
題である。図１５により従来におけるフリーズドライの
乾燥状況を再度詳細に説明する。ヒーター１２ａ、１２
ｂは、耐蝕アルミニウムの押出型材を採用することで、
表面が平滑で熱伝導の良好なヒーターが使用できる。ト
レー４０の底面が平滑であれば、ヒーター１２ｂとトレ
ー４０とが完全に密着して、熱伝導が良好となり、トレ
ー４０の底面が均一に加熱され、被乾燥物６０の昇華、
乾燥が促進される。しかしながら、トレー４０は１〜２
ｍｍ厚の鋼板をプレスまたは溶接により皿状に形成され
たものであるので、長期間繰り返し使用されると底面に
数ｍｍの凹凸が生じてしまう。この場合、ヒーター１２
ｂとトレー４０の底面との間の熱移動は部分的な接触点
からの熱伝導と、隙間６２を介しての輻射熱により行わ
れることとなる。ヒーター１２ｂとトレー４０の底面と
の間の隙間６２は思いのほか熱移動を阻害するものであ
る。その結果前記したように、上ヒーター１２ａから直
接輻射熱を受ける上層側から早く乾燥し、下層側の乾燥
の進行が遅くなり、未乾燥の凍結部分６０ｂが下層側に
かたより、完全乾燥までに上層側が過熱されて品質の劣
化を招く原因となっていた。How to apply heat to an object to be dried in a vacuum heating container to accelerate sublimation is the biggest problem in freeze-drying. The conventional freeze-drying drying condition will be described again in detail with reference to FIG. Heaters 12a, 12
b is a corrosion-resistant aluminum extruded material,
A heater with a smooth surface and good thermal conductivity can be used. If the bottom surface of the tray 40 is smooth, the heater 12b and the tray 40 are completely in close contact with each other, heat conduction is good, the bottom surface of the tray 40 is uniformly heated, and the material to be dried 60 is sublimated.
Drying is accelerated. However, the tray 40 has 1-2
Since a steel plate having a thickness of mm is formed into a dish shape by pressing or welding, if it is repeatedly used for a long period of time, unevenness of several mm will occur on the bottom surface. In this case, the heater 12
The heat transfer between b and the bottom surface of the tray 40 is performed by heat conduction from a partial contact point and radiant heat through the gap 62. The gap 62 between the heater 12b and the bottom of the tray 40 hinders heat transfer unexpectedly. As a result, as described above, the upper layer that receives the radiant heat directly from the upper heater 12a dries quickly, the drying of the lower layer slows down, and the undried frozen portion 60b is placed on the lower layer side. The side was overheated, which caused deterioration of quality.
【００１１】この点本実施例では前記したように、トレ
ー４６に底面が網状をなすトレー、または底面が透明も
しくは半透明板で形成されたトレーを用いることから、
上下のヒーター１２ａ、１２ｂからの加熱はともに輻射
熱によるものとなり、上下で加熱条件がほぼ同じにな
り、未乾燥の凍結部分６０ｂが被乾燥物のほぼ中央部分
となり（図１）、被乾燥物の外周から中心に向けてほぼ
同一速度で乾燥が進行し、もって品質を劣化させること
なく、かつ乾燥時間を短縮できるのである。特に被乾燥
物が肉塊、コーンなど塊状、粒状のものの場合は、被乾
燥物間に空隙が生じているから、被乾燥物への熱移動は
ほとんどが熱輻射によるものと考えてよく、したがっ
て、トレー４６下方からもヒーター１２ｂから直接輻射
熱が供給される本実施例の効果は極めて大きいものであ
る。この点従来では、トレー４０底面板がまず熱伝導に
より加熱され、該底面板からの間接的な輻射熱により被
乾燥物が加熱されるので、上ヒーター１２ａからの直接
の輻射熱とは大きな差異ができ、均等加熱が困難になる
のである。In this respect, in this embodiment, as described above, since the tray 46 is a tray having a net-like bottom surface or a tray whose bottom surface is formed of a transparent or translucent plate,
Both the upper and lower heaters 12a and 12b are heated by radiant heat, the heating conditions are substantially the same in the upper and lower portions, and the undried frozen portion 60b becomes the substantially central portion of the dried object (FIG. 1). The drying progresses from the outer periphery toward the center at substantially the same speed, so that the quality is not deteriorated and the drying time can be shortened. In particular, if the material to be dried is a lump of meat, a lump such as a corn, or a granular material, voids are formed between the materials to be dried, so it can be considered that most of the heat transfer to the material to be dried is due to heat radiation. The effect of this embodiment in which the radiant heat is directly supplied from the heater 12b from below the tray 46 is extremely large. In this respect, in the conventional case, since the bottom plate of the tray 40 is first heated by heat conduction and the material to be dried is heated by the indirect radiant heat from the bottom plate, there is a great difference from the direct radiant heat from the upper heater 12a. However, uniform heating becomes difficult.
【００１２】次に、トレー４６の支持部材３８ａ、３８
ｂを支持枠体３５で上下に移動調整することにより、ト
レー４６上層と下層の乾燥速度を一層均一化することも
可能である。図２はその支持装置３０の例を示す。３８
ａ、３８ｂは前記支持部材であり、支持枠体３５の両側
に平行に突出するよう支持枠体３５に固定されている。
支持部材３８ａ、３８ｂは共に棒状のもので形成され、
平行にかつ両者間にトレー４６が橋渡し状態に支持され
るよう設けられている。また支持部材３８ａ、３８ｂは
多段に配設された上下の各一対のヒーターに対応して多
段に配設され、トレー４６をのせて各上下一対のヒータ
ー１２ａ、１２ｂ間に進入自在に設けられている。すな
わち支持枠体３５の上部に設けた車輪固定枠３６ａに車
輪３６が配設され、該車輪３６が罐体１０の内外に亙っ
て接続可能に配設されたレール（図示せず）上に走行可
能にのせられることによって支持装置３０が移動可能に
設けられている。Next, the supporting members 38a, 38 of the tray 46 are provided.
It is also possible to make the drying speed of the upper layer and the lower layer of the tray 46 more uniform by adjusting the movement of b up and down with the support frame 35. FIG. 2 shows an example of the supporting device 30. 38
Reference numerals a and 38b denote the support members, which are fixed to the support frame body 35 so as to project in parallel to both sides of the support frame body 35.
The support members 38a and 38b are both formed in a rod shape,
A tray 46 is provided in parallel and between the two so as to be supported in a bridging state. Further, the support members 38a and 38b are arranged in multiple stages corresponding to the pair of upper and lower heaters arranged in multiple stages, and the trays 46 are provided so as to be inserted between the pair of upper and lower heaters 12a and 12b. There is. That is, the wheels 36 are arranged on the wheel fixing frame 36a provided on the upper part of the support frame 35, and the wheels 36 are mounted on a rail (not shown) which is connectable inside and outside the can body 10. The supporting device 30 is movably provided by being placed so as to be able to travel.
【００１３】罐体１０の外部において、トレー４６内に
被乾燥物を収納して、該トレー４６を支持部材３８ａ、
３８ｂにのせ、次いで支持装置３０を罐体１０内に移動
して、各トレー４６を対応する上下ヒーター１２ａ、１
２ｂ間に挿入するのである。支持部材３８ａ、３８ｂに
は、図４に示すようにトレー４６の外フランジ部４７ａ
によりトレー４６を支持するようにしてもよいし、ある
いは図５に示すように、支持部材３８ａ、３８ｂをアン
グル材で形成してトレー４６を支持部材３８ａ、３８ｂ
上にのせるようにしてもよい。Outside the can body 10, an object to be dried is stored in a tray 46, and the tray 46 is supported by a supporting member 38a,
38b and then the support device 30 is moved into the can 10 to move each tray 46 to the corresponding upper and lower heaters 12a, 1
It is inserted between 2b. As shown in FIG. 4, the outer flange portion 47a of the tray 46 is attached to the support members 38a and 38b.
Alternatively, the tray 46 may be supported by the support members 38a and 38b, or the trays 46 may be formed of angle members to support the tray 46, as shown in FIG.
It may be placed on top.
【００１４】支持枠体３５は図３に示すように車輪固定
枠３６ａに対して上下動可能に設けられている。すなわ
ち支持枠体３５は車輪固定枠３６ａに調整ボルト３７を
介して連結され、この調整ボルト３７により車輪固定枠
３６ａに対する距離を調整可能になっている。３９は固
定ナットである。このように支持枠体３５を上下動し
て、トレー４６の上下ヒーター１２ａ、１２ｂとの距離
を微調整することによって、被乾燥物の上下の乾燥速度
を均一にすることができる。すなわち、輻射加熱の場合
ヒーターから被乾燥物までの距離の影響が大きいのであ
る。距離の４乗で影響される。因みに、高温面から低温
面へ輻射熱により伝わる熱量ｑは次式による。 ｑ＝4.88ａ1 ａ2 φ［（Ｔ1 ／100 ）4 −（Ｔ2 ／100 ）4 ］ 4.88：完全黒体の輻射係数 ａ1 ：高温面の吸収能（kcal／m2h °K -4） ａ2 ：低温面の吸収能（kcal／m2h °K -4） φ ：両面の向き合い状態 Ｔ1 、Ｔ2 ：両面の表面絶対温度（°K ） なお上記の例では支持装置３０に支持部材３８ａ、３８
ｂを設けたが、奥行きの短い真空加熱容器においては、
罐体１０内の所定位置にあらかじめ支持部材３８ａ、３
８ｂを固定して設けておいて（図示せず）、トレー４６
を出入するようにしてもよい。As shown in FIG. 3, the support frame 35 is vertically movable with respect to the wheel fixing frame 36a. That is, the support frame 35 is connected to the wheel fixing frame 36a through the adjusting bolt 37, and the adjusting bolt 37 can adjust the distance to the wheel fixing frame 36a. 39 is a fixed nut. Thus, by vertically moving the support frame 35 and finely adjusting the distance between the tray 46 and the upper and lower heaters 12a and 12b, it is possible to make the vertical drying speed of the material to be dried uniform. That is, in the case of radiant heating, the influence of the distance from the heater to the material to be dried is large. It is affected by the fourth power of the distance. Incidentally, the heat quantity q transmitted from the high temperature surface to the low temperature surface by the radiant heat is given by the following equation. q = 4.88a 1 a 2 φ [ (T 1/100) 4 - (T 2/100) 4] 4.88: Radiation coefficient completely black body a 1: absorption capacity of hot surfaces (kcal / m 2 h ° K - 4 ) a 2 : Absorbing capacity on low temperature surface (kcal / m 2 h ° K -4 ) φ: Face-to-face state on both sides T 1 , T 2 : Absolute surface temperature on both sides (° K) In the above example, the supporting device 30 is used. Support members 38a, 38
Although b is provided, in a vacuum heating container with a short depth,
The support members 38a, 3 are previously placed at predetermined positions in the can 10.
8b is fixed and provided (not shown), the tray 46
May enter and leave.
【００１５】図１１はトレーの上層と下層の乾燥状況を
調査した一例を示す説明図である。同図Ａは従来のトレ
ー４０を上層、下層に分け、さらに各層を２区画に分け
て、各部位における脱水量を調べた結果である。同図Ｂ
は本実施例における底面を網体で形成したトレー４６を
用いて上記と同様に脱水量を調べた結果を示す。同図か
ら明らかなように、従来方法における上層の総脱水量は
２５７７．４ｇ、本実施例における上層の総脱水量は２
４４５．６ｇであり、両者間にほとんど差はない。しか
るに、従来方法における下層の総脱水量は１５６３．５
ｇ、本実施例における下層の総脱水量は１９４６．８ｇ
であって、明らかに有為差が認められ、本実施例の方が
約２０％程度乾燥が早いことがわかる。本実施例におけ
る上下層の乾燥のばらつきは、前記のようにしてトレー
４６を若干上昇させることによって調整できる。そして
上下均一の乾燥速度としてから、ヒーターの温度を上げ
ることで、従来方法に比して３０％以上乾燥速度を高め
ることが可能である。FIG. 11 is an explanatory view showing an example in which the drying condition of the upper and lower layers of the tray is investigated. FIG. A shows the result of examining the amount of dehydration at each site by dividing the conventional tray 40 into an upper layer and a lower layer and further dividing each layer into two sections. Figure B
Shows the result of investigating the dehydration amount in the same manner as above using the tray 46 having the bottom surface formed of a net in the present embodiment. As is clear from the figure, the total dehydration amount of the upper layer in the conventional method is 2577.4 g, and the total dehydration amount of the upper layer in this example is 2
It is 445.6 g, and there is almost no difference between the two. However, the total dehydration amount of the lower layer in the conventional method is 1563.5.
g, the total dehydration amount of the lower layer in this example is 1946.8 g.
However, a significant difference is clearly recognized, and it can be seen that the drying of this example is about 20% faster. The variation in the drying of the upper and lower layers in this embodiment can be adjusted by slightly raising the tray 46 as described above. Then, it is possible to increase the drying rate by 30% or more as compared with the conventional method by raising the temperature of the heater after making the drying rate uniform in the vertical direction.
【００１６】図６、図７はトレー４６の具体的な一実施
例を示す。４７はフレーム体であり、外壁体４７ｂの上
部に外方に突出する外フランジ部４７ａを有し、また外
壁体４７ｂ下部に内方に突出する内フランジ部４７ｃを
有する。４８は網体であり、フレーム体４７の内フラン
ジ部４７ｃ上にのせられ、適宜溶接等により内フランジ
部４７ｃに固定される。フレーム体４７、網体４８はア
ルミニウム製とするのがコストが安く軽量であるが、ス
テンレススティール製であってもよい。フレーム体４７
は図８に示すように、ダイス引きにて押し出され、断面
がほぼＺ状をなす棒状に形成された棒状体４１から形成
するのが好適である。すなわち、棒状体４１の、フレー
ム体４７のコーナー部に相当する部位に切欠４２、４３
を形成して後、棒状体４１を矩形に折り曲げ、端面を溶
接して固定すればよい。このようにすることで一体のフ
レーム体４７を容易に形成できる。また強度的にも優
れ、アルミニウム製とすることで軽量化も図れる。例え
ば従来の２ｍｍ厚の一体成形アルミニウム製トレーに比
し、フレーム体４７と網体４８よりなるトレー４６は従
来の約５０％の重量となる。フレーム体４７や網体４８
をアルミニウム製とし、アルマイト処理をすると共に、
さらに黒化処理をすると好適である。このように黒化処
理することで、トレー４６自体がヒーター１２ａ、１２
ｂにより加熱されやすくなり、被乾燥物への熱伝導が良
好になる。FIG. 6 and FIG. 7 show a concrete embodiment of the tray 46. Reference numeral 47 denotes a frame body, which has an outer flange portion 47a projecting outward at an upper portion of the outer wall body 47b, and an inner flange portion 47c projecting inward at a lower portion of the outer wall body 47b. Reference numeral 48 denotes a net body, which is placed on the inner flange portion 47c of the frame body 47 and is fixed to the inner flange portion 47c by welding or the like as appropriate. Although the frame body 47 and the net body 48 are made of aluminum at low cost and light weight, they may be made of stainless steel. Frame body 47
As shown in FIG. 8, it is preferable to form the rod-shaped body 41 extruded by die drawing and formed into a rod-shaped body having a substantially Z-shaped cross section. That is, the notches 42, 43 are formed in the portion of the rod-shaped body 41 corresponding to the corner portion of the frame body 47.
After forming, the rod-shaped body 41 may be bent into a rectangular shape, and the end faces may be welded and fixed. By doing so, the integral frame body 47 can be easily formed. It is also excellent in strength, and it can be made lightweight by using aluminum. For example, the tray 46 including the frame body 47 and the net body 48 has a weight of about 50% of that of the conventional tray made of integrally molded aluminum having a thickness of 2 mm. Frame body 47 and net body 48
Is made of aluminum and anodized,
Further, it is preferable to perform a blackening process. By performing the blackening process in this manner, the tray 46 itself is heated by the heaters 12a, 12
By b, heating is facilitated and heat conduction to the material to be dried is improved.
【００１７】なお、フレーム体４７は図９に示すよう
に、断面Ｌ字状にし、外フランジ部４７ａは設けなくと
もよい。またトレー４６の底面は網体でなく、ポリカー
ボネイト等のほぼ６０℃以上の耐熱性を有する樹脂板あ
るいはガラス板等からなる透明または半透明部材で形成
されていてもよい。またフレーム体４７も耐熱性合成樹
脂にて形成してもよい。As shown in FIG. 9, the frame 47 has an L-shaped cross section, and the outer flange portion 47a may not be provided. Further, the bottom surface of the tray 46 may be formed of a transparent or translucent member made of a resin plate or a glass plate having a heat resistance of about 60 ° C. or higher, such as polycarbonate, instead of a net. The frame body 47 may also be formed of heat resistant synthetic resin.
【００１８】図１０はヒーターブロックを示す。該ヒー
ターブロックはアルミニウム製の外型枠１２を有する。
該外型枠１２はダイスによる押出成形により形成され、
２本の熱媒体通路１６、１７、空洞部１９、連結用のア
リ溝係合部１８ａ、１８ｂを有する。これら外型枠１２
が適宜数連結されてヒーターブロックに形成される。熱
媒体通路１６、１７は連結ホース（図示せず）によって
適宜接続され、水、油等の熱媒体が流される。外型枠１
２もアルマイト処理し、さらに少なくともトレー４６側
を向く面を黒化処理すると好ましい。このように黒化処
理することにより、より輻射熱が多量に放射され、加熱
効率があがり、乾燥時間を短縮できる。ヒーターに上記
のようなヒーターブロックを用いるときは、上段の下ヒ
ーター１２ｂと下段の上ヒーター１２ａとを１つのヒー
ターブロックで兼用することもできる。本発明で上下一
対のヒーターというときは、このように上段、下段のヒ
ーターを兼用する場合も含むものとする。もちろん上
段、下段のヒーターを別個設けてもよい。FIG. 10 shows a heater block. The heater block has an outer mold 12 made of aluminum.
The outer mold 12 is formed by extrusion molding with a die,
It has two heat medium passages 16 and 17, a hollow portion 19, and dovetail groove engaging portions 18a and 18b for connection. These outer formwork 12
Are connected in an appropriate number to form a heater block. The heat medium passages 16 and 17 are appropriately connected by a connecting hose (not shown), and a heat medium such as water or oil is flown therein. Outer formwork 1
It is preferable that 2 is also anodized, and at least the surface facing the tray 46 side is blackened. By performing the blackening treatment as described above, a large amount of radiant heat is radiated, the heating efficiency is improved, and the drying time can be shortened. When the heater block as described above is used as the heater, the lower heater 12b in the upper stage and the upper heater 12a in the lower stage can be combined into one heater block. In the present invention, the term "a pair of upper and lower heaters" includes the case where the upper and lower heaters are also used. Of course, the upper and lower heaters may be separately provided.
【００１９】以上本発明につき好適な実施例を挙げて種
々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を
施し得るのはもちろんである。Although the present invention has been variously described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Of course.
【００２０】[0020]
【発明の効果】請求項１、２によれば、上下の各ヒータ
ーから輻射熱が直接被乾燥物に作用し、被乾燥物の上層
からおよび下層からの乾燥速度はほぼ同じになり、被乾
燥物は外周から中心に向けてほぼ同一速度で乾燥が進行
するので、被乾燥物の品質を劣化させることなく、乾燥
速度を大幅に短縮でき、効率よくフリーズドライ処理を
行うことができる。請求項３によれば、ヒーターからの
輻射熱を多くでき、加熱効率が向上する。請求項４、
６、７、９、１０、１１によれば、上記フリーズドライ
に好適に使用できるトレーを提供できる。請求項５によ
れば、トレーが効率よく加熱されるから、トレーからの
熱伝導も被乾燥物に作用し、さらに乾燥効率が向上す
る。請求項８、１２によれば、軽量で強度的に優れるト
レーを容易かつ安価に製造できる。According to the first and second aspects of the present invention, the radiant heat from the upper and lower heaters directly acts on the article to be dried, and the drying rate from the upper layer and the lower layer of the article to be dried becomes almost the same. Since the drying proceeds from the outer periphery to the center at almost the same speed, the drying speed can be significantly reduced without deteriorating the quality of the material to be dried, and the freeze-drying process can be efficiently performed. According to claim 3, the radiant heat from the heater can be increased, and the heating efficiency is improved. Claim 4,
According to 6, 7, 9, 10, and 11, it is possible to provide a tray that can be suitably used for the freeze drying. According to the fifth aspect, since the tray is efficiently heated, heat conduction from the tray also acts on the material to be dried, and the drying efficiency is further improved. According to claims 8 and 12, it is possible to easily and inexpensively manufacture a tray that is lightweight and has excellent strength.
【図１】被乾燥物の乾燥工程を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a drying process of an object to be dried.
【図２】支持装置の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a supporting device.
【図３】支持枠体の上下微調整機構を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a vertical fine adjustment mechanism for a support frame.
【図４】トレーの支持方法の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a tray supporting method.
【図５】トレーの支持方法の他の例を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example of the tray supporting method.
【図６】トレーの一例を示す斜視説明図である。FIG. 6 is a perspective explanatory view showing an example of a tray.
【図７】トレーの部分断面図を示す。FIG. 7 shows a partial cross-sectional view of the tray.
【図８】トレーのフレーム体形成用の棒状体を示す。FIG. 8 shows a rod-shaped body for forming a frame body of a tray.
【図９】他のトレーの部分断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view of another tray.
【図１０】ヒーターブロックの部分斜視図を示す。FIG. 10 shows a partial perspective view of a heater block.
【図１１】従来方法と本実施例方法におけるトレー内部
の被乾燥物の脱水量を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the dehydration amount of the material to be dried inside the tray in the conventional method and the method of this embodiment.
【図１２】フリーズドライ装置の全体の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of the entire freeze-drying device.
【図１３】従来装置におけるヒーター棚段とトレーの配
置例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an arrangement example of heater trays and trays in a conventional device.
【図１４】従来のトレーの一例を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing an example of a conventional tray.
【図１５】従来のフリーズドライ方法における被乾燥物
の乾燥状況を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a drying condition of an object to be dried in a conventional freeze drying method.
１０ 真空加熱容器（罐体） １２ ヒーターブロック １２ａ、１２ｂ 上下一対のヒーター １３ 真空バルブ ２０ コールドトラップ ２３ 冷凍装置 ３０ 支持装置 ３５ 支持枠体 ３８ａ、３８ｂ 支持部材 ４１ 棒状体 ４６ トレー ４７ａ 上フランジ部 ４７ｂ 外壁体 ４７ｃ 下フランジ部 ４８ 網体 ６０ 被乾燥物 10 Vacuum Heating Container (Can) 12 Heater Blocks 12a, 12b A Pair of Upper and Lower Heaters 13 Vacuum Valve 20 Cold Trap 23 Refrigerating Device 30 Supporting Device 35 Supporting Frames 38a, 38b Supporting Member 41 Rod-like Body 46 Tray 47a Upper Flange 47b Outer Wall Body 47c Lower flange part 48 Net body 60 Dried matter
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成６年５月２日[Submission date] May 2, 1994
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図１[Name of item to be corrected] Figure 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 [Figure 1]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図６[Name of item to be corrected] Figure 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図６】 [Figure 6]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図７[Name of item to be corrected] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図７】 [Figure 7]
Claims (12)
加熱容器内のガスを吸引しつつ、かつトレーを上下から
ヒーターで加熱しつつトレーに収容された被乾燥物を乾
燥するフリーズドライ方法において、 前記トレーに底面が網状をなすトレー、あるいは底面が
透明部材で形成されたトレーを用い、 被乾燥物を前記トレー内に収容すると共に、 前記トレーを前記上下のヒーターから離間して、かつト
レーの上面側、下面側が露出するように支持して、該ヒ
ーターからの輻射熱により被乾燥物を加熱することを特
徴とするフリーズドライ方法。1. A freeze-drying method in which a tray is housed in a vacuum heating container, and while the gas in the vacuum heating container is sucked and the tray is heated by a heater from above and below, the material to be dried contained in the tray is dried. In the above, in the tray, a tray having a net-like bottom surface or a tray having a bottom surface formed of a transparent member is used, the material to be dried is accommodated in the tray, the tray is separated from the upper and lower heaters, and A freeze-drying method, characterized in that the tray is supported so that the upper surface side and the lower surface side are exposed, and the material to be dried is heated by radiant heat from the heater.
た上下一対のヒーターが多段に配設され、該各上下一対
のヒーター間に内部に被乾燥物が収納されたトレーを挿
入し、容器内部のガスを吸引しつつヒーターにより加熱
するフリーズドライ装置の真空加熱容器において、 前記トレーは底面が網状をなすトレーまたは底面が透明
もしくは半透明部材で形成されたトレーであり、 各上下一対のヒーター間に、トレーに収納された被乾燥
物を前記ヒーターからの輻射熱で加熱すべく、前記トレ
ーを上下の各ヒーターから離間して、かつトレーの上面
側、下面側が露出するように支持する支持部材を設けた
ことを特徴とするフリーズドライ装置の真空加熱容器。2. A pair of upper and lower heaters arranged at predetermined intervals inside a container are arranged in multiple stages, and a tray containing an object to be dried is inserted between the pair of upper and lower heaters. In a vacuum heating container of a freeze-drying device that heats with a heater while sucking gas inside the container, the tray is a tray having a net-like bottom surface or a tray whose bottom surface is formed of a transparent or translucent member, and a pair of upper and lower parts. Between the heaters, a support that separates the trays from the upper and lower heaters and supports the tray so that the top and bottom surfaces of the trays are exposed in order to heat the material to be dried stored in the trays with the radiant heat from the heaters. A vacuum heating container for a freeze-drying device, which is provided with a member.
を含み、該外枠の少なくとも前記支持部材に支持される
トレーの側を向く面が黒化処理されていることを特徴と
する請求項２記載のフリーズドライ装置の真空加熱容
器。3. The heater includes an aluminum outer frame, and at least a surface of the outer frame facing a tray supported by the supporting member is blackened. A vacuum heating container for the freeze-drying device described.
熱容器に用いるトレーであって、底面が網状に形成され
たことを特徴とするトレー。4. A tray used for the vacuum heating container of the freeze-drying device according to claim 2, wherein the bottom surface is formed in a net shape.
れ、黒化処理されていることを特徴とする請求項４記載
のトレー。5. The tray according to claim 4, wherein the tray is formed of aluminum or stainless steel and is blackened.
形成されたフレーム体と、該フレーム体の前記内フラン
ジ部にのせられた網体とからなることを特徴とする請求
項４または５記載のトレー。6. A frame body having an inner flange portion facing inwardly formed in a lower portion of the outer wall body, and a net body placed on the inner flange portion of the frame body. The tray described in 5.
方を向く外フランジ部を有することを特徴とする請求項
６記載のトレー。7. The tray according to claim 6, wherein the frame body further has an outer flange portion facing outwardly on an upper portion of the outer wall body.
端部が接合されて形成されていることを特徴とする請求
項６または７記載のトレー。8. The tray according to claim 6, wherein the frame body is formed by bending one rod-like body and joining the ends thereof.
熱容器に用いるトレーであって、底面が透明または半透
明部材により形成されたことを特徴とするトレー。9. A tray used for the vacuum heating container of the freeze-drying apparatus according to claim 2, wherein the bottom surface is formed of a transparent or translucent member.
が形成されたフレーム体と、該フレーム体の前記内フラ
ンジ部にのせられた透明または半透明部材とからなるこ
とを特徴とする請求項９記載のトレー。10. A frame body having an inner flange portion facing inwardly formed on a lower portion of the outer wall body, and a transparent or translucent member mounted on the inner flange portion of the frame body. The tray according to Item 9.
外方を向く外フランジ部を有することを特徴とする請求
項１０記載のトレー。11. The tray according to claim 10, wherein the frame body further has an outer flange portion facing outwardly at an upper portion of the outer wall body.
て端部が接合されて形成されていることを特徴とする請
求項１０または１１記載のトレー。12. The tray according to claim 10, wherein the frame body is formed by bending one rod-like body and joining the ends thereof.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6084887A JP2703179B2 (en) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | Freeze drying method and vacuum heating vessel for freeze drying equipment |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07294118A true JPH07294118A (en) | 1995-11-10 |
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