KR101702492B1 - 열변형되는 냉동건조기용 트레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동건조기용 트레이에 관한 것으로, 상세하게는 열변형되는 트레이 바닥면을 이용해 열전달 효율성을 높이고, 피건조물의 주입과 배출을 위한 개폐구를 구비하며, 밀폐된 트레이의 상부로 승화된 수증기만을 선택적으로 배출할 수 있는 박막개폐밸브와 선택적 투과막을 설치하고, 연질의 폴리머를 트레이 재질로 이용함으로써 열전달 효율과 건조시간단축 및 건조품질을 향상시키고 후처리공정을 단순화 시킨 열변형되는 냉동건조기용 트레이에 관한 것이다.

Description

열변형되는 냉동건조기용 트레이{thermal strain tray for freezing dryer}

본 발명은 냉동건조기용 트레이에 관한 것으로, 상세하게는 열변형되는 트레이 바닥면을 이용해 열전달 효율성을 높이고, 피건조물의 주입과 배출을 위한 개폐구를 구비하며, 밀폐된 트레이의 상부로 승화된 수증기만을 선택적으로 배출할 수 있는 박막개폐밸브와 선택적 투과막을 설치하고, 연질의 폴리머를 트레이 재질로 이용함으로써 열전달 효율성을 높여 건조시간을 단축시키고 건조품질을 향상시킨 열변형되는 냉동건조기용 트레이에 관한 것이다.

일반적으로 냉동건조기는 다량의 수분과 고형분을 함유한 샘플을 냉동건조 트레이 안에 담은 상태에서 냉매의 냉열을 이용해 동결시키고, 진공펌프로 감압하며 선반을 가열하여 승화에너지를 공급시킴으로써 샘플 내에 존재하는 얼음결정을 승화시키고, 승화된 수증기는 포화 수증기의 농도차에 의해 응축기에 포집되는 구조를 가지고 있다.

이러한 냉동건조기나 건조방법은 가열건조에 비해 열에 약한 물질의 건조법으로 유용하며 향기와 색의 변화 없이 안전하게 수분을 제거 할 수 있는 방법이다.

종래의 냉동건조기에 사용되는 트레이는 상부가 개방된 상자모양으로, 피건조물을 수용하고 냉동시켰을 때, 피건조물의 전후좌우 및 바닥면은 트레이에 밀착된 상태로 냉동되고 상층부만이 노출된 형태로 냉동되며, 노출된 상층부의 외측표면은 얼음결정에서 승화된 수증기가 피건조물의 밖으로 배출되기 위한 주요 통로로써, 노출된 상층부의 외측표면부터 바닥면으로 승화 건조가 진행되는 특징을 가지고 있다.

그러나 승화 건조가 진행되는 동안 얼음결정의 수증기와 함께 가용성 고형분도 함께 바닥면으로부터 최상층으로 이동하게 되면서 냉동된 샘플 안에 형성된 용질의 미세구조를 막아 피막을 형성하거나 미세통로를 붕괴시켜 승화되어 발생하는 수증기가 샘플외부로 방출되는 것을 방해한다.

또한, 승화된 수증기가 빠져나가기 위한 통로가 막힌 상태에서 지속적으로 열전도 되는 승화에너지는 바닥면의 얼음결정을 액체상태로 만들고, 수증기의 양을 급격히 증가시킴으로써 진공 조건을 약화시켜 끓음 현상을 빈번히 유발시키는 문제점이 있다.

특히 고농도의 당성분이 포함된 샘플이나 어는점이 낮은 샘플들을 쉽게 미세통로가 막히게 되고 피막을 형성하여 끊어 오르는 문제가 빈번히 발생되고 있어 냉동건조에 많은 어려움을 겪는 문제점이 있다.

이러한 단점을 개선하기 위해 개발된 것으로 특허문헌 1 및 2가 있다.

특허문헌 1의 진공형 냉동건조장치의 건조실 내에 마련된 냉동 겸 가열표면에 소정량의 물을 공급한 후, 냉동 겸 가열표면을 0℃ 이하로 냉각시켜서, 냉동 겸 가열표면상에 소정두께를 가진 얼음 막을 형성시키는 단계와, 섭씨 0℃ 이하의 온도로 냉동 겸 가열표면을 유지시키는 단계와, 이러한 조건하에서 건조시키고자 하는 물질을 얼음막의 표면상에 공급하여 얼음막 상에서 상기 물질이 냉동되게 하는 단계와, 진공형 냉동건조장치의 건조실 내부를 진공상태로 만들어, 얼음막과 냉동된 물질이 승화되게 하는 단계로 이루어진 냉동건조방법과;

진공상태로 되게 한 건조실과, 건조실 내에 수직으로 설치되고, 그의 내측 및 외측표면중 어느 한 표면을 냉동 겸 가열표면으로 함으로서 다른 표면이 냉동 겸 가열표면의 배면이 되게 한 냉동 겸 가열장치와, 열전달매체를 냉동 겸 가열장치의 배면에 공급하는 열전달매체 공급장치와, 소정량의 물을 냉동 겸 가열표면에 실질적으로 균일하게 공급하고 건조실로부터 물을 배출하는 물 공급 겸 배출장치와, 건조코자 하는 액체물질을 냉동 겸 가열장치의 냉동 겸 가열표면상에 형성시킨 얼음막에 공급하는 액체공급/배출장치와, 건조실의 하측단부상에 부설하는 뚜껑으로 구성된 냉동건조장치에 관한 것이다.

특허문헌 2는 길이방향의 단부가 개방된 터널 형태의 하나 이상의 제1레일과 그 상부에 마련되는 개구를 구비하는 트레이를 준비하는 단계; 복수의 시약 카트리지에 액상 시약을 분주 하는 단계; 액상 시약이 분주된 상기 복수의 시약 카트리지를 상기 개방된 단부를 통하여 상기 트레이의 제1레일에 장착하고, 상기 개방된 단부를 막는 단계; 상기 트레이를 동결 건조기에 넣고, 동결 건조 프로그램에 따라 시약을 동결건조시키는 단계; 상기 트레이를 상기 동결 건조기로부터 꺼내는 단계를 포함하는 동결건조시약의 제조방법과,

길이방향의 단부가 개방된 터널 형태의 것으로서 복수의 시약 카트리지를 장착할 수 있는 하나 이상의 레일; 상기 레일의 상부에 마련되는 하나 이상의 개구; 상기 개구를 막는 제1마개; 상기 단부를 막는 제2마개; 를 구비하는 트레이에 관한 것이다.

이러한 종래의 냉동건조기들은 통상적으로 도 6에 도시한 바와 같이, 다단으로 설치된 온도조절선반(100)의 상부면에 피건조물이 저장된 트레이(200)를 설치한 상태에서 작동이 이루어진다.

그러나, 이러한 냉동건조기를 구성하는 온도조절선반(100)이나 트레이(200)는 판체 형상으로 이루어진 것으로 장기간 사용할 경우 변형이 발생하여 도 7에 도시한 바와 같이, 온도조절선반과 트레이 사이에 틈(G)이 생기게 되고, 이렇게 틈(G)이 생기면 온도조절선반으로부터 트레이로 전달되는 열전달 효율이 떨어져 냉동시간이 지연되고, 냉동시간의 지연은 소비전력 증대, 급속냉동속도 저하로 냉동품질 저하되어, 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 상부가 개방된 트레이를 사용함으로써, 다양한 종류의 피건조물을 건조할 경우 피건조물간의 분진발생에 의한 교차오염이 발생하는 문제가 있다.

또한, 건조가 완료된 결과물은 분쇄와 포장작업 등을 실시해야 하고, 트레이의 재사용을 위한 세척작업 등의 다양한 후처리 공정과정에서는 분진발생에 의해 열악한 작업환경과 번거로움을 비롯한 인력과 비용이 소비되는 문제가 있다.

1. 대한민국 공개특허 제1989-0013446호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 열변형되는 트레이 바닥면을 이용해 열전달 효율성을 높이고, 피건조물의 주입과 배출을 위한 개폐구를 구비하며, 밀폐된 트레이의 상부로 승화된 수증기만을 선택적으로 배출할 수 있는 박막개폐밸브와 선택적 투과막을 설치하고, 연질의 폴리머를 트레이 재질로 이용함으로써 열전달 효율성을 높여 건조시간을 단축시키고 건조품질을 향상시킨 편리성을 제공하는 열변형되는 냉동건조기용 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 냉동단계에서는 피건조물이 온도조절선반과 밀착됨으로써 냉열이 전도되는 효율을 높이고, 승화에너지가 공급되는 가열구간에서는 트레이의 바닥면이 열변형되어 온도조절선반과 이격되면서 공급되는 온열에너지가 대류와 복사의 형태로 피건조물에 고르게 공급되도록 만들어 줌으로써 온열의 직접전도에 의한 끓음 현상을 억제하고 각각의 냉동건조단계에 적합한 열전달형태를 제공하기 위해 바닥면이 열변형되는 냉동건조기용 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 액상 또는 고상의 피건조물을 트레이에 주입하고 배출시키기 위한 트레이의 개폐구를 제공하여 피건조물의 수납과정을 간편하게 만들며 건조가 완료된 밀폐된 트레이는 별도용기에 건조물을 다시 포집하는 번거로움 없이 즉시 회수하고 개별보관이 가능한 열변형되는 냉동건조기용 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉동건조기 내부의 진공도에 따라 개폐되는 박막개폐밸브와 얇은 다공성의 선택적 투과막을 통해 승화된 수증기만을 트레이 외부로 배출시킴과 동시에 건조가 완료된 대기압상태에서는 밀폐된 상태를 유지함으로써 건조중의 교차오염과 건조 후의 이물질, 수분, 산소 등의 혼입을 억제할 수 있는 열변형되는 냉동건조기용 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 폴리머소재로 구성된 냉동건조기용 트레이는 건조가 완료되면 별도의 포장공정이 없이 개별포장재로 직접 사용될 수 있고, 분쇄공정에서는 트레이를 롤밀(Roll mill) 등에 직접 삽입하여 분쇄함으로써 분진발생 없이 분쇄가 가능하며, 별도의 세척작업이 불필요한 일회성을 제공하여 후처리 공정의 생산성을 높일 수 있는 열변형되는 냉동건조기용 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적으로 이루기 위한 본 발명에 따른 열변형되는 냉동건조기용 트레이는 다단으로 배치된 온도조절선반에 탈착 가능하게 설치되고, 피건조물이 수납되는 공간을 가지며, 온도조절선반을 통해 공급되는 열을 피건조물에 전달하여 승화작용 또는 수증기 분압 차이로 피건조물을 건조하는 냉동건조기용 트레이에 있어서, 상기 트레이는 온도조절선반과 대향되는 면이 열에 의해 변형되어 온도조절선반에 냉기가 공급될 때에는 온도조절선반에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 함으로써, 온도조절선반을 통해 피건조물에 공급되는 열전달 효율이 높아지게 한 것을 특징으로 한다.

상기 트레이의 바닥면에 위치한 주름진 형태의 입체적 패턴구조가 열에 의해 변형되는 열변형부가 형성된 것이 바람직하다.

상기 트레이의 상부 일측에는 피건조물의 주입 및 배출과, 건조 중의 수분의 이동, 건조결과물의 분진발생, 오염, 수분의 함습을 억제하기 위한 개폐구가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 트레이의 일측에는 밀폐된 트레이로부터 승화된 수증기만을 선택적으로 배출하고 분진의 유출과 유입을 억제하기 위해 다공성의 선택적 투과막이 형성된 것이 바람직하다.

상기 트레이는 온도조절선반의 온도변화에 따라 바닥 형태가 변형되도록 형상기억재료가 매설하여 만들어질 수 있다.

상기 트레이는 유연성을 갖는 재질로 만들어져, 온도조절선반에 올려놓으면 온도조절선반에 밀착되게 하는 것이 바람직하다.

상기 트레이의 바닥면에 설치되는 열변형물질은 온도 변화에 의해 형상이 변형되는 폴리머소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 트레이의 바닥면을 구성하거나, 바닥면에 매설되는 열변형물질은 형상기억합금과 폴리머계열의 복합재료로 이루어질 수 있고, 상기 형상기억합금은 니켈(Ni)-티타늄(Ti)로 구성되는 합금 또는 구리(Cu)-아연(Zn)-알루미늄(Al)으로 구성되는 합금 중 하나 이상을 폴리머계열과 혼합하여 만들어 질 수 있다.

본 발명에 따른 열변형되는 냉동건조기용 트레이는 피건조물에 전달되는 열전달 효율의 향상을 위하여 트레이 바닥면의 주름진 형태의 입체적 패턴구조가 온도변화에 따라 열변형되고, 피건조물의 주입과 배출을 위한 개폐구를 구비하며, 밀폐된 트레이의 상부로 승화된 수증기만을 선택적으로 배출할 수 있는 박막개폐밸브와 선택적 투과막을 설치하고, 트레이에 유연성을 주기 위해 연질의 폴리머소재를 이용함으로써 열전달 효율과 건조시간단축 및 건조품질을 향상시키고 후처리공정을 단순화 시켜 편리성을 제공하는 효과를 가지고 있다.

즉, 냉동단계에서는 피건조물이 온도조절선반과 밀착됨으로써 냉열이 전도되는 효율을 높이고, 승화에너지가 공급되는 가열구간에서는 트레이의 바닥면이 열변형되어 온도조절선반과 이격되면서 공급되는 온열에너지가 대류와 복사의 형태로 피건조물에 고르게 공급되도록 만들어 줌으로써 온열의 직접전도에 의한 끓음 현상을 억제하고 각각의 냉동건조단계에 적합한 열전달형태를 제공함으로써 건조에 소비되는 에너지비용을 절감 할 수 있다.

또한, 액상 또는 고상의 피건조물을 트레이에 주입하고 배출시키기 위한 트레이 개폐구를 제공함으로써 피건조물의 수납과정이 간편하고, 건조완료 후 밀폐된 트레이는 별도의 용기에 전체 건조물을 포집하는 번거로움 없이 즉시 회수하고 개별보관이 가능하다.

또한, 냉동건조기 내부의 진공도에 따라 개폐되는 박막개폐밸브 또는 선택적 투과막(10s)을 통해 승화된 수증기만을 트레이 외부로 배출시킴과 동시에 건조가 완료된 대기압상태에서는 밀폐된 상태를 유지함으로써 건조중의 교차오염과 건조 후의 이물질, 수분, 산소 등의 혼입을 억제할 수 있는 열변형되는 냉동건조기용 트레이를 제공하여 건조제품의 오염과 변질에 대한 안전성을 확보하는 것이 가능하다.

또한, 폴리머소재로 구성된 냉동건조기용 트레이는 건조가 완료되면 별도의 포장공정이 없이 개별포장재로 직접 사용될 수 있고, 분쇄공정에서는 트레이를 롤밀(Roll mill) 등에 직접 삽입하여 분쇄함으로써 분진발생 없이 분쇄가 가능하며 별도의 세척작업이 불필요한 일회성을 제공하여 세척이 불필요한 일회성을 제공하여 후처리 공정의 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열변형되는 냉동건조기용 트레이의 일예의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 열변형되는 냉동건조기용 트레이의 다른 일예의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 열변형되는 냉동건조기용 트레이의 측단면도
도 4는 도 3의 A 부분의 확대 단면도로 온도조절선반의 온도 변화에 따른 트레이의 변화 상태의 일예를 도시한 단면도
도 5는 도 3의 A 부분의 확대 단면도로 온도조절선반의 온도 변화에 따른 트레이의 변화 상태의 다른 일예를 도시한 단면도
도 6은 통상의 냉동건조기의 구성도
도 7은 종래 냉동건조기에서 트레이와 온도조절선반 사이의 이격된 틈(G)을 도시한 사진

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에도 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

이하, 상기한 바와 같이 본 발명의 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1, 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 트레이의 사시도 및 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동건조기용 트레이(10)는 다단으로 배치된 온도조절선반(100)에 탈착 가능하게 설치되고, 연질의 폴리머소재로 구성된 트레이(10)로써 소정의 수용공간을 갖는 포대 또는 용기의 형태로 제작할 수 있으며, 온도조절선반(100)과 대향되는 트레이의 바닥면은 온도조절선반(100)의 온도변화에 따라 주름진 형태의 입체적 패턴구조가 수축 또는 팽창되며 변형될 수 있도록 열변형물질 또는 열변형와이어(10w)가 트레이 바닥면에 매설된 열변형부(10t)를 구비하고, 온도조절선반(100)으로부터 피건조물에 전해지는 열전달 효율을 높아지게 한다.

일반적으로 냉동건조기는 다량의 수분과 고형분을 함유한 샘플을 냉동건조 트레이 안에 담은 상태에서 냉매의 냉열을 이용해 동결시키고, 진공펌프로 감압하며 진공 조건을 형성한 후, 선반을 가열하여 승화에너지를 공급시킴으로써 피건조물내에 존재하는 얼음결정을 승화시키고, 승화된 수증기는 포화 수증기의 농도차에 의해 응축기에 포집되는 구조를 가지고 있다.

전술한 바와 같이, 통상적으로 냉동건조기는 피건조물을 급속냉동시키는 냉동단계와 냉동건조기 내부를 진공상태로 만드는 진공형성단계 및 가열건조단계를 순차적으로 거치고 있으며, 급속냉동단계에서 냉동에너지의 효율을 높이고, 온도를 급속히 낮추기 위해, 트레이(10)와 온도조절선반(100)의 사이의 접착력을 높이고, 접촉면적을 넓혀 열전도도를 향상시키는 것이 바람직하다.

그러나 피건조물의 얼음결정을 승화시켜 제거하는 가열건조단계에서는 열전달의 효율성을 높임으로써 건조시간을 단축하고 건조품질 향상시키기 위해, 트레이(10)와 온도조절선반(100)의 접촉면적을 줄여 직접 전달되는 전도열의 비율을 낮추고, 피건조물의 상하 및 측면을 포함하는 전체면적에 대해 간접 전달되는 대류와 복사 전도열의 비율을 높이는 것이 바람직하다.

이에 따라 본 발명의 트레이(10)는 도 4 (a) 및 도 5 (a)에 도시한 바와 같이 냉동단계에서는 트레이(10) 바닥면에 위치한 열변형부(10t)의 많은 면적이 온도조절선반(100)에 접촉하고, 가열건조단계에서는 도 4 (b) 및 도 5 (b)에 도시한 바와 같이 트레이(10) 바닥면에 위치한 열변형부(10t)가 변형되면서 온도조절선반(100)과 트레이(10) 바닥면의 접촉면적이 감소될 수 있도록 열에 의해 수축팽창하면서 펼쳐지거나 접힐 수 있는 열변형부(10t)를 트레이(10)의 바닥면에 형성하게 한 것이다.

물론, 도시한 바와 같이 상기 열변형부(10t)는 열변형물질을 그물망 형태로 배치하여 만들어질 수도 있으며, 바닥면이 주름진 형태 또는 돌기 모양의 엠보싱형태로 만드는 것이 가능하다.

또한, 상기 트레이(10)를 구성하거나 트레이에 설치되는 열변형물질은 열변형와이어(10w)와 연질의 폴리머를 복합하여 사용하거나 열에 의해 수축팽창 할 수 있는 연질의 폴리머소재를 단독으로 사용하는 것이 가능하다.

상기 트레이(10)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 트레이(10)의 상부 일측에는 개폐구(10o)를 구비하고, 건조가 완료된 트레이(10)를 냉동건조기로부터 탈거하기 직전에 개폐구(10o)를 닫음으로써 이물질과 수분, 산소 등이 트레이 내부로 혼입되는 것을 억제하고 건조결과물의 오염과 변질에 대한 안전성을 확보하는 것이 가능하다.

또한, 상기 트레이(10)는 도 2 에 도시한 바와 같이, 본체의 상부를 개방하여 개폐구(10o)를 형성하고, 상기 개폐구(10o)에 커버(10c)를 탈부착 가능하게 설치할 수도 있다.

상기 트레이(10)는 도 1에 도시한 바와 같이 트레이(10)가 밀폐된 상태에서 승화된 수증기만을 선택적으로 배출시키기 위해 냉동건조기 내부의 진공도에 따라 작동하는 박막개폐밸브(10x)와 선택적 투과막(10s)을 구비하는 것이 가능하다.

물론, 상기 박막개폐밸브(10t)는 냉동단계에서 냉동된 피건조물의 얼음결정을 0℃ 이하에서 승화시키기 위해 필요한 4.5 Torr 이하의 진공 조건이 형성되면 열리고, 냉동건조가 완료에 따른 진공도가 대기압상태로 돌아올 때 닫히면서 트레이를 다시 외부로부터 밀폐시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 박막개폐밸브(10t)와 얇은 다공성의 선택적 투과막(10s)은 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 같은 폴리머소재를 사용하는 것이 가능하다.

이와 같이 트레이(10)를 포대 형태 또는 용기 형태로 제작함으로써, 피건조물을 건조하는 과정에서 피건조물의 입자가 다른 피건조물을 오염시키는 것을 방지할 수 있음은 물론, 피건조물을 바로 포장하여 제품화 할 경우, 이 트레이(10)를 포장용기로 사용하여 바로 포장하여 출시할 수도 있는 장점이 있다.

상기 트레이를 구성하거나 트레이에 설치되는 열변형물질은 온도조절선반의 온도변화에 따라 바닥 형태가 변형되도록 바닥에 열변형물질을 매설하거나, 트레이 자체를 열변형물질로 제작하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 트레이는 전술한 바와 같이 온도조절선반의 상부면에 밀착될 수 있도록 유연성을 갖는 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.

상기 열변형물질은 통상적으로 온도 변화에 의해 형상이 변형되는 다양한 재질의 물질 중 어느 하나를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 형상기억합금과 폴리머계열의 복합재료를 혼합하여 만들어진 것이다.

상기 형상기억합금으로는 니켈(Ni)-티타늄(Ti)으로 구성되는 합금 또는 구리(Cu)-아연(Zn)-알루미늄(Al)로 구성되는 합금 중 하나 이상에, 폴리머계열과 혼합하여 만들어진 것이 바람직하다.

상기 트레이는 전술한 바와 같이 트레이의 일측에 냉동건조기 내부의 압력상태에 따라 열리고 닫히는 박막개폐밸브와 함께 승화된 수증기만을 선택적으로 배출하기 위한 선택적 투과막이 하나 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉동건조기용 트레이(10)는 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 냉동건조기의 온도조절선반에 올려진 상태에서 사용되고, 내부에는 피건조물이 저장된다.

냉동건조 과정 중, 피건조물을 냉동하는 과정에서는 도 4 (a) 및 도 5 (a)에 도시한 바와 같이 트레이(10)의 저면이 온도조절선반(100)의 상부면에 밀착된 상태를 유지하여, 온도조절선반의 냉기가 보다 빠르고 효과적으로 트레이를 통해 피건조물에 전달된다.

상기 온도조절선반에 열을 공급하여 열 건조가 이루어지는 열 건조 과정에서는 도 4 (b) 및 도 5 (b)에 도시한 바와 같이 트레이(10)의 저면이 변형되어 온도조절선반(100)과 트레이(10) 사이뿐만 아니라 트레이(10)와 피건조물 사이에 유격이 생기고, 이 공간을 통해 열을 품은 공기가 흐르고 대류와 복사형태의 열전도가 이루어짐으로써 트레이 내부에 저장된 피건조물이 보다 빠르게 열건조되는 것이다.

10 : 트레이
10t: 바닥면의 열변형부
10w: 열변형와이어
10o: 개폐구 10c: 커버
10x: 박막개폐밸브 10s: 선택적 투과막
100: 온도조절선반

Claims (9)

1. 다단으로 배치된 온도조절선반에 탈착 가능하게 설치되고, 피건조물이 수납되는 공간을 가지며, 온도조절선반을 통해 공급되는 열을 피건조물에 전달하여 승화작용 또는 수증기 분압 차이로 피건조물을 건조하는 냉동건조기용 트레이에 있어서,
   상기 트레이의 바닥면에 위치한 주름진 형태의 입체적 패턴구조가 열에 의해 변형되는 열변형부가 형성되고
   상기 트레이의 일측에는 냉동건조기 내부의 압력상태에 따라 진공상태에서 열리고, 대기압상태에서는 닫히도록 구동되는 박막개폐밸브가 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트레이의 상부 일측에는 피건조물의 주입 및 배출을 위한 개폐구가 형성된 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 트레이의 일측에는 밀폐된 트레이로부터 승화된 수증기만을 선택적으로 배출하고 분진의 유출과 유입을 억제하기 위해 다공성의 선택적 투과막이 형성된 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이..
5. 제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 트레이는 온도조절선반의 온도변화에 따라 바닥 형태가 변형되도록 바닥에 열변형물질을 매설한 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.
6. 제5항에 있어서,
   상기 트레이는 연질의 유연성을 갖는 재질로 만들어져, 온도조절선반에 올려놓으면 온도조절선반에 밀착되게 한 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.
7. 제6항에 있어서,
   상기 트레이의 바닥면에 설치되는 열변형물질은 온도 변화에 의해 형상이 변형되는 폴리머소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.
8. 제6항에 있어서,
   상기 트레이의 바닥면에 설치되는 열변형물질은 형상기억합금과 폴리머계열의 복합재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.
9. 제8항에 있어서,
   상기 형상기억합금은 니켈(Ni)-티타늄(Ti)으로 구성되는 합금 또는 구리(Cu)-아연(Zn)-알루미늄(Al)로 구성되는 합금 중 하나 이상을 폴리머계열과 혼합하여 만들어진 것을 특징으로 하는 냉동건조기용 트레이.

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