KR20160080936A

KR20160080936A - Freeze dryer

Info

Publication number: KR20160080936A
Application number: KR1020140193519A
Authority: KR
Inventors: 장영수
Original assignee: 국민대학교산학협력단
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101719257B1

Abstract

Provided is a freeze dryer comprising: a chamber having a space in the interior thereof; a nozzle module continuously spraying a liquefied material into the space; a first drum module arranged in the space and in which one or more rotary drums are arranged in series and keeping the temperature of the surface of the drums low so as to freeze-dry the liquefied material sprayed into the surface of the drums; a separation module scrubbing the freeze-dried material so as to separate the same from the outer circumferential surface of drums; and a drying module drying the material separated by the separation module. Accordingly, the present invention facilitates; cost saving by reducing the drying cost per unit; reduction of energy consumption; and reduction of drying time, thereby being economical and enables continuous operation, thereby increasing production efficiency.

Description

Freeze dryer

본 발명은 동결 건조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경제적이며 연속공정이 가능할 뿐만 아니라 건조시간을 단축시킬 수 있는 동결 건조기에 관한 것이다. The present invention relates to a freeze dryer, and more particularly, to a freeze dryer that is economical and capable of continuous processing as well as shortening a drying time.

일반적으로 생물자원에 존재하는 수분을 제거하는 건조 기술은 바이오 제품을 생산하는 공정에 거의 필수적으로 이용되고 있으며, 특히 식품에서의 건조는 제품의 저장 및 안전한 유통을 위해 가장 흔하게 이용되고 있으며, 열풍, 태양열 건조를 비롯하여 진공 동결 건조에 이르기 까지 매우 다양한 건조 방식이 사용되고 있다. 최근에는 건조 제품의 양질화, 고급화가 요구되어 새로운 건조 방법이 계속 개발 되고 있으며, 바이오제품의 특성상 열에 취약한 점을 보완하기 위해 열풍건조 대신 저온건조 방식이 개발되고 있다. In general, drying technology for removing moisture present in biological materials is almost indispensably used in processes for producing bio products. In particular, drying in foods is most commonly used for storage and safe distribution of products, A wide variety of drying methods are used ranging from solar drying to vacuum freeze drying. In recent years, new drying methods have been continuously being developed with the demand for higher quality and higher quality of dried products. In order to compensate for the weakness of heat due to the nature of bio products, a low temperature drying method is being developed instead of hot air drying.

한편, 저온과 진공 하에서 건조가 진행되는 진공 동결 건조는 현재로서는 가장 우수한 건조 품질을 얻을 수 있는 방법으로 생물학적 고유성의 손상 없이 건조가 가능하고, 물의 재공급으로 원상태로 복구할 수 있어서 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등에 널리 사용되고 있으며, 주로 바이알(Vial) 또는 앰플(Ampule) 상태로 건조가 이루어지고 있는 실정이다. Vacuum freeze drying, which is carried out under low temperature and under vacuum, can be dried without damaging the biological integrity, and can be restored to its original state by re-supply of water. , Biochemical products including proteins, serum, vaccines, test drugs, cells, fibers, and chemical products, and they are mainly dried in vials or ampoules.

그런데, 종래에는 일반 식품 등의 건조의 경우 가온처리에 의해 제품의 품질에 영향이 적은 경우 열풍건조, 드럼건조 등의 저렴한 비용의 방식을 사용하고 있는데, 이러한 경우 가온에 의한 제형의 제약이 있는 문제점이 있었으며, 의약품, 미생물 등 생리활성의 보존을 위하여 많이 채택하여 사용하고 있는 동결건조의 경우에는 성분 및 형태의 변화가 적은 유리한 면은 있지만 비용이 높은 문제점이 있었다. Conventionally, in the case of drying of general food or the like, a low-cost method such as hot air drying or drum drying is used when the quality of the product is little affected by the warming treatment. In such a case, In the case of freeze-drying, which has been widely used for preserving physiological activities such as medicines and microorganisms, there is an advantage in that the composition and shape of the freeze-dried composition are small, but the cost is high.

게다가, 종래의 진공 동결 건조 방법은 연속적인 작업이 힘들고, 배치(Batch)형으로 운전되어야 하기 때문에 생산 효율이 낮고, 과다한 에너지가 소비되며, 건조물의 두께에 따른 승화 조건의 악화로 건조 시간이 길어지는 문제점이 있었다. In addition, since the conventional vacuum freeze drying method is difficult to continuously operate and needs to be operated in a batch type, the production efficiency is low, excessive energy is consumed, drying time is long due to deterioration of sublimation condition depending on the thickness of the dried material .

대한민국 공개특허 제10-2010-0013556호Korean Patent Publication No. 10-2010-0013556

본 발명은, 건조 단가를 줄여 비용을 줄임으로써 경제적일 뿐만 아니라, 연속작업이 가능하여 생산 효율을 높일 수 있음은 물론 에너지 소비를 줄일 수 있고 건조시간을 단축시킬 수 있는 동결 건조기를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a freeze dryer capable of reducing the cost of drying by reducing the drying unit cost and thus being economical as well as capable of continuous operation to increase production efficiency and reduce energy consumption and shortening drying time .

본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은 내부에 수용공간이 형성된 챔버; 상기 수용공간으로 액상의 소재를 연속적으로 분사하는 노즐 모듈; 상기 수용공간에 배치되며, 회전하는 하나 또는 복수 개의 드럼이 직렬로 배열되고, 상기 드럼의 표면으로 분사되는 액상의 소재를 동결 건조시키도록 상기 드럼의 표면을 저온 상태로 유지시키는 제1드럼 모듈; 상기 드럼의 외주 표면에서 동결 건조 된 상기 소재를 스크러빙(Scrubbing)하여 분리하는 분리 모듈; 및 상기 분리 모듈에 의하여 분리된 상기 소재를 건조하는 건조 모듈을 포함하는 동결 건조기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus comprising: a chamber having an accommodating space formed therein; A nozzle module for continuously injecting a liquid material into the accommodation space; A first drum module disposed in the accommodating space, the first drum module rotating the one or more drums in series and keeping the surface of the drum at a low temperature so as to freeze the liquid material sprayed onto the surface of the drum; A separation module for scrubbing and separating the freeze-dried material from the outer circumferential surface of the drum; And a drying module for drying the material separated by the separation module.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은 내부에 수용공간이 형성된 챔버; 상기 수용공간으로 액상의 소재를 분사하는 노즐 모듈; 상기 수용공간에 배치되며, 회전하는 하나 또는 복수 개의 드럼이 직렬로 배열되고, 상기 드럼의 표면으로 액상의 소재가 도포되는 제2드럼 모듈; 설정 시간 동안 상기 드럼의 표면을 저온 상태로 만들어 상기 도포된 액상의 소재를 동결 건조시킨 후, 상기 설정 시간이 종료되면 상기 노즐 모듈을 통한 상기 액상의 소재 분사를 중지시킨 상태에서 상기 드럼의 표면을 고온 상태로 만들어 상기 동결 건조된 상기 소재를 건조시키는 드럼 온도 조절 모듈; 및 상기 드럼의 외주 표면에서 동결 건조 된 상기 소재를 스크러빙(Scrubbing)하여 분리하는 분리 모듈을 포함하는 동결 건조기를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a chamber having an accommodation space formed therein; A nozzle module for spraying a liquid material into the accommodation space; A second drum module disposed in the accommodating space, in which one or more rotating drums are arranged in series and a liquid material is applied to a surface of the drum; The surface of the drum is made to be in a low temperature state for a set time, and after the coated liquid material is freeze-dried, the spraying of the liquid material through the nozzle module is stopped, A drum temperature control module for making the freeze-dried material into a high temperature state; And a separation module for scraping and separating the lyophilized material from the outer circumferential surface of the drum.

본 발명에 따른 동결 건조기는 다음과 같은 효과를 제공한다.The freeze dryer according to the present invention provides the following effects.

첫째, 건조 단가를 줄여 비용을 줄일 수 있음은 물론, 에너지 소비를 줄일 수 있고 건조시간을 단축시킬 수 있어 경제적이다.First, it is economical because it can reduce the cost by reducing the drying unit cost, reduce energy consumption and shorten drying time.

둘째, 연속 작업이 가능하여 생산 효율을 높일 수 있다.Second, continuous operation is possible, which can increase the production efficiency.

셋째, 바이오 소재를 동결 건조하는 경우 바이오 소재의 품질을 유지하면서 장기 저장이 가능하도록 할 수 있다. Third, when biomaterial is freeze-dried, long-term storage can be made while maintaining the quality of biomaterial.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동결 건조기의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 제습장치의 작동을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 동결 건조기의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 동결 건조기의 구성을 나타내는 구성도이다. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a freeze-drier according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 and Fig. 3 are structural diagrams showing the operation of the dehumidifying device of Fig.
4 is a configuration diagram showing a configuration of a freeze-drier according to a second embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram showing the configuration of a freeze-drier according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 동결 건조기(800a)는, 챔버(100)와, 노즐 모듈(200)과, 제1드럼 모듈(300a)과, 분리 모듈(400)과, 건조 모듈(500)과, 제습장치(700)를 포함한다. 1, a freeze dryer 800a according to a first embodiment of the present invention includes a chamber 100, a nozzle module 200, a first drum module 300a, a separation module 400 , A drying module (500), and a dehumidifying device (700).

상기 챔버(100)는, 내부에 수용공간(101)이 형성되어 있으며, 하부로는 동결 건조된 소재(2)가 배출되는 배출구(103)와 연통된 소재 배출라인(120)이 연결되어 있으며, 상측으로는 연통구(102)와 연통된 배출라인(110)이 연결되어 상기 수용공간(101)에서 발생된 수분이 배출된다. The chamber 100 has a receiving space 101 therein and a material discharge line 120 communicating with a discharge port 103 through which the freeze-dried material 2 is discharged is connected to the lower part of the chamber 100, And a discharge line 110 communicated with the communication port 102 is connected to the upper side to discharge moisture generated in the accommodation space 101. [

상기 노즐 모듈(200)은, 상기 수용공간(101)으로 액상의 소재(1)를 연속적으로 분사 공급하는 역할을 하며, 외부로부터 공급라인(210)을 통하여 액상의 원료 소재(1)를 공급받아 분사노즐(220)을 통하여 상기 수용공간(101)으로 분사 공급한다. The nozzle module 200 serves to continuously inject and supply the liquid material 1 into the accommodation space 101 and supplies the liquid raw material 1 from the outside through the supply line 210 And is injected and supplied into the accommodation space 101 through the injection nozzle 220.

상기 분사노즐(220)은, 상기 제1드럼 모듈(300a)의 위치에 대응하도록 배치되어 분사된 액상의 소재(1)가 후술되는 드럼(310a)의 표면에 도포되도록 하는 것이 바람직하며, 나아가 상기 제1드럼 모듈(300a)이 도시된 바와 같이 복수개가 병렬로 배치된 경우에는 상기 노즐 모듈(200)은 상기 제1드럼 모듈(300a)의 개수에 대응하여 공급라인(210) 상에 복수개의 분사노즐(220)을 배치할 수 있다. It is preferable that the spray nozzle 220 is disposed so as to correspond to the position of the first drum module 300a so that the sprayed liquid material 1 is applied to the surface of a drum 310a described later, When a plurality of the first drum modules 300a are arranged in parallel as shown in the figure, the nozzle module 200 includes a plurality of nozzles 200a corresponding to the number of the first drum modules 300a, The nozzle 220 can be disposed.

상기 제1드럼 모듈(300a)은, 상기 수용공간(101)에 배치되며, 회전하는 복수 개의 드럼(310a)이 하방으로(열 방향) 직렬로 배열되고, 상기 드럼(310a)의 표면으로 분사되는 액상의 소재(1)가 도포되어 상기 소재(1)를 동결 건조시키는 역할을 한다. The first drum module 300a is disposed in the receiving space 101 and includes a plurality of rotating drums 310a arranged in series in a downward direction (column direction) A liquid material 1 is applied to freeze-dry the material 1. [

여기서, 상기 제1드럼 모듈(300a)은, 하나의 드럼(310a)을 이용할 수 있지만, 도시된 바와 같이 복수개의 드럼(310a)을 하방으로 직렬 배열하여, 상측의 드럼(310a)으로부터 흘러 낙상하는 액상의 소재(1)가 하측의 드럼(310a) 표면에 도포되도록 하여 건조 효율을 높일 수 있다. Here, the first drum module 300a may use one drum 310a. However, as shown in the drawing, a plurality of the drums 310a are arranged in series downward, and the drum 310a flows down from the drum 310a, The liquid material 1 is applied to the surface of the lower drum 310a, thereby improving the drying efficiency.

나아가, 상기 동결 건조기(800a)는, 상기 제1드럼 모듈(300a)을 상기 수용공간(101)에 복수개를 행 방향으로 병렬로 배치하여 보다 많은 액상 소재(1)를 동결 건조할 수 있으며, 이는 상기 챔버(100)의 용적 등을 고려하여 그 개수 등을 다양하게 할 수 있음은 물론이다. Further, the freeze dryer 800a can freeze-dry more liquid material 1 by disposing a plurality of the first drum modules 300a in the receiving space 101 in parallel in the row direction, The number and the like of the chamber 100 may be varied in consideration of the volume of the chamber 100 and the like.

한편, 상기 제1드럼 모듈(300a)은, 상기 드럼(310a)의 표면에 액상의 소재(1)가 도포되면 증발열 또는 승화열을 공급하여 상기 액상의 소재(1)가 동결될 수 있도록 상기 드럼(310a)의 표면을 저온 상태로 유지한다. 이를 위해, 상기 드럼(310a)은, 열전소자를 이용하여 상기 소재(1)를 동결 건조할 수 있으며, 내부에 냉매를 충진하여 상기 소재(1)를 동결 건조할 수 있다. 또한 상기 드럼(310b)의 내부에 설치된 배관(미도시)으로 냉매를 공급하여, 상기 소재(1)를 동결 건조할 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로, 상기한 소재(1)의 동결 건조를 위한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 실시예가 가능함은 물론이다. When the liquid material 1 is applied to the surface of the drum 310a, the first drum module 300a supplies evaporation heat or sublimation heat to the drum 310a so that the liquid material 1 can be frozen 310a are maintained at a low temperature. For this, the drum 310a can be lyophilized using the thermoelectric element, and the material 1 can be freeze-dried by filling the inside of the drum 310a with a coolant. The material (1) can be freeze-dried by supplying a coolant to a pipe (not shown) provided inside the drum (310b). However, it goes without saying that various embodiments are possible as long as the object for lyophilization of the material 1 described above can be achieved in one embodiment.

상기 제1드럼 모듈(300a)은, 도시하지 않았지만 상기 드럼(310a)을 회전시키기 위한 구동부(미도시)를 구비하며, 상기 구동부는 공지의 모터와 제어부를 포함하여 드럼(310a)을 회전시키는 구성으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 상기 제어부(미도시)는 상기 액상 소재(1)의 성상 및 건조 조건 등을 고려하여 상기 드럼(310a)의 회전수 등을 제어할 수 있다. Although not shown, the first drum module 300a includes a driving unit (not shown) for rotating the drum 310a. The driving unit includes a known motor and a controller to rotate the drum 310a And the control unit (not shown) may control the number of revolutions of the drum 310a in consideration of characteristics of the liquid material 1, drying conditions, and the like.

상기 분리 모듈(400)은, 상기 드럼(310a)의 외주 표면에서 동결 건조 된 상기 소재(2)를 스크러빙(Scrubbing)하여 분리하는 역할을 한다. 상세하게, 상기 분리 모듈(400)은, 상기 각 드럼(310a)의 외주에 이격되게 배치되어, 회전하는 상기 드럼(310a)의 외주 표면에 동결 건조된 상기 소재(2)를 긁어서 분리하는 스크레이퍼(Scraper;410)를 적용할 수 있다. The separation module 400 scrapes and separates the lyophilized material 2 from the outer circumferential surface of the drum 310a. The separating module 400 includes a scraper (not shown) spaced apart from the outer periphery of each drum 310a and scraping off the material 2 freeze-dried on the outer circumferential surface of the rotating drum 310a Scraper 410) can be applied.

상기 건조 모듈(500)은, 상기 제1드럼 모듈(300a)에 의하여 1차 건조되어 상기 분리 모듈(400)에 의하여 분리된 상기 소재(2)를 원하는 수준의 건조도로 달성하기 위하여 2차로 건조하는 역할을 하며, 상기 소재(2)에서 고체상태의 수분을 기체상태로 상변화시킬 수 있는 승화수준까지 가열 건조한다. The drying module 500 is primarily dried by the first drum module 300a to dry the material 2 separated by the separation module 400 in order to achieve a desired level of drying And heat drying the material (2) to a sublimation level capable of phase-changing the solid state moisture to a gaseous state.

상기한 건조 모듈(500)은 상기 수용공간(101)에 배치되어 동결 건조된 상기 소재(2)를 가열 건조하는 복사 가열부(510)를 적용하며, 상기 복사 가열부(510)는 적외선 램프 등을 적용할 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. The radiant heating unit 510 is installed in the receiving space 101 and heats and lyophilizes the raw material 2. The radiant heating unit 510 includes an infrared lamp However, the present invention is not limited thereto.

상기한 바에 따르면, 상기 동결 건조기(800a)는, 상기 제1드럼 모듈(300a)에서 상기 드럼(310a) 표면으로부터 전도열전달을 통하여 1차 건조과정을 거치고, 상기 건조 모듈(500)을 통하여 복사, 전도 열전달을 통하여 수증기가 확산 배출되면서 2차 건조되는 구조를 갖고 있다. 이에 따라, 상기 동결 건조기(800a)는 바이오소재의 임계 유리전이 온도를 분석하여, 스티킹(Sticking)방지 건조 조건을 설정할 수 있는데, 가령 전도방식의 1차 건조와, 복사 방식의 2차 건조를 실시하여 바이오소재의 최적 건조조건을 설정 및 제어할 수 있다. The freeze dryer 800a performs a primary drying process through the conduction heat transfer from the surface of the drum 310a in the first drum module 300a and the primary drying process is performed through the drying module 500, And the water vapor is diffused and discharged through the conduction heat transfer to have a second drying structure. Accordingly, the freeze-drier 800a can analyze the critical glass transition temperature of the bio material to set sticking prevention drying conditions. For example, the first drying of the conduction method and the second drying of the copying method The optimal drying conditions of the bio material can be set and controlled.

상기 동결 건조기(800a)는, 상기 챔버(100)와 연결되어 상기 수용공간(101)을 저압(진공)상태로 만드는 진공펌프(600)를 포함한다. 상기 진공펌프(600)는 상기 수용공간(101)을 흡입하여 상기 수용공간(101)이 대기압보다 낮은 저압 또는 진공상태로 만들어 상기 소재(1,2)의 건조 시간을 단축시키는 효과를 제공할 수 있다. The freeze dryer 800a includes a vacuum pump 600 connected to the chamber 100 to turn the accommodation space 101 into a low pressure (vacuum) state. The vacuum pump 600 sucks the accommodation space 101 to bring the accommodation space 101 to a low pressure or a vacuum state lower than the atmospheric pressure to provide an effect of shortening the drying time of the materials 1,2 have.

상기 제습장치(700)는, 상기 진공펌프(600)의 전방에 상기 수용공간(101)과 연통되는 배출라인(110) 상에 배치되어 상기 수용공간(101)에서 증발된 수분을 포집하여 상기 챔버(100) 내 고진공을 유지할 수 있도록 한다.The dehumidifying device 700 is disposed on a discharge line 110 communicating with the accommodation space 101 in front of the vacuum pump 600 to collect moisture evaporated in the accommodation space 101, So that the high vacuum can be maintained.

상세하게, 상기 제습장치(700)는, 상기 수분을 응결시켜 배출하는 제습 모듈(710)과, 상기 제습모듈(710)과 연결된 재생 모듈(720)을 포함한다. 상기 제습모듈(710)은 열교환기(714)의 냉각 및 가열을 통하여 상기 챔버(100)로부터 유입된 공기 중 수분을 응결 및 이를 액상으로 상 변화시킨 뒤 배출한다. In detail, the dehumidifying device 700 includes a dehumidifying module 710 for condensing and discharging the moisture and a regeneration module 720 connected to the dehumidifying module 710. The dehumidifying module 710 condenses moisture in the air introduced from the chamber 100 through cooling and heating of the heat exchanger 714, and phase-changes the liquid into a liquid phase and discharges it.

여기서, 상기 제습모듈(710)은 냉매사이클을 이용한 히트펌프시스템을 적용하여, 상기 열교환기(714)가 증발기 및 응축기가 되도록 하여, 상기 수분을 응결시키고 이후 액상의 응축수(3a)로 상 변화시켜 배출되게 한다. 여기서, 상기 히트펌프 시스템은 공지의 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 포함하는 구성으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Here, the dehumidifying module 710 applies a heat pump system using a refrigerant cycle to cause the heat exchanger 714 to become an evaporator and a condenser, to condense the moisture and then to phase-change the condensed water into liquid-phase condensed water (3a) To be discharged. Here, the heat pump system includes a known compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 응축모듈(720)은, 상기 제습모듈(710)로부터 유입된 응축수(3a)를 배출시키고, 재생용 열교환기(721)를 통하여 상기 제습모듈(710)로부터 발생된 수증기를 응축시켜 상기 동결건조기(800a)의 전체 라인의 진공상태를 유지할 수 있도록 한다. The condensing module 720 discharges the condensed water 3a introduced from the dehumidifying module 710 and condenses the steam generated from the dehumidifying module 710 through the regenerating heat exchanger 721, So that the vacuum state of the entire line of the vacuum chamber 800a can be maintained.

여기서, 상기 응축모듈(250)은 상기 제1 및 제2제습모듈(210,220)로부터 유입되는 수분의 성상에 따라 선택적으로 설치될 수 있다. 가령, 상기 제1 및 제2제습모듈(210,220)로부터 액상의 응축수가 유입되는 경우에는 상기 응축모듈(250)을 설치하지 않고 상기 응축수를 그대로 배출시키면 된다. 반면, 상기 제1 및 제2제습모듈(210,220)로부터 응축수가 아닌 기상의 수분을 포함한 공기가 유입되는 경우에는 상기 응축모듈(250)을 설치하여 상기 재생용 열교환기(252)를 통하여 상기 수분이 포함된 공기를 응축시켜 배출하도록 한다. Here, the condensing module 250 may be selectively installed according to the characteristics of the moisture introduced from the first and second dehumidifying modules 210 and 220. For example, when liquid-phase condensate flows from the first and second dehumidification modules 210 and 220, the condensed water may be discharged without installing the condensation module 250. On the other hand, when air including gaseous water other than condensed water flows from the first and second dehumidifying modules 210 and 220, the condensing module 250 is installed and the moisture is supplied through the regenerating heat exchanger 252 Allow the contained air to condense and discharge.

한편, 상기 제습모듈(710)은 구성이 간단하고 제어가 용이한 상기한 히트펌프 시스템을 적용하였으나, 상기한 목적을 달성할 수 있다면 공지의 콜드 트랩(Cold trap) 등 다양한 구성을 적용할 수 있음은 물론이며, 또한 상기한 건조조건(온도, 압력)에 따라 상기 수분을 흡착(Adsorption) 또는 흡수(Absorption)하는 제습제를 이용한 직접 접촉 흡수 방식을 적용할 수도 있음은 물론이다. Meanwhile, the dehumidification module 710 has been applied to the above-described heat pump system which is simple in configuration and easy to control. However, if the above-mentioned object can be achieved, various configurations such as a known cold trap can be applied And it is also possible to apply a direct contact absorption method using a desiccant for adsorbing or absorbing the moisture according to the drying conditions (temperature, pressure) described above.

나아가, 상기 응축모듈(720)은 상기 진공펌프(600)로 인한 상기 챔버(100)와 상기 배출라인(110)과 상기 제습모듈(710)의 분위기를 진공상태를 유지하기 위한 구성으로서, 경우에 따라 상기한 구성의 분위기를 고진공 상태로 유지 하지 않는 경우에는 상기 응축모듈(720)의 생략도 가능하다. The condensing module 720 is configured to maintain a vacuum state of the atmosphere of the chamber 100, the discharge line 110, and the dehumidification module 710 due to the vacuum pump 600. In this case, Accordingly, in a case where the atmosphere of the above-described configuration is not maintained in a high vacuum state, the condensing module 720 may be omitted.

한편, 상기 제습장치(700)는, 상기 배출라인(110)을 복수개로 분기한 분기라인(701,702) 상에 상기 제습 모듈(710)을 복수 개 병렬로 배치하고, 상기 각 분기라인(701,702) 상에는 조절밸브(703,704)를 각각 배치한다. 이에 상기 제어부는 상기 각 제습모듈(710)과 상기 조절밸브(703,704) 및 배출밸브(705,706)를 제어하여, 상기 복수개의 제습 모듈(710)들을 선택적으로 교차 운전함으로써 상기 수용공간(101)의 제습을 연속적으로 수행할 수 있다.The dehumidifying device 700 includes a plurality of dehumidifying modules 710 arranged in parallel on branch lines 701 and 702 branched from the discharge line 110 into a plurality of discharge lines 110. On the respective branch lines 701 and 702, The control valves 703 and 704 are respectively disposed. The control unit controls the dehumidifying module 710, the control valves 703 and 704 and the discharge valves 705 and 706 to selectively operate the plurality of dehumidifying modules 710 to perform dehumidification Can be continuously performed.

이에 대하여, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 제습장치(700)의 작동에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저, 도 2를 참조하면, 상기 제습장치(700)는, 좌측의 제습 모듈(710)로만 챔버(100)내의 수분이 먼저 공급되도록 우측의 분기라인(702)에 설치된 조절밸브(704)는 폐쇄하고 좌측의 분기라인(701)에 설치된 조절밸브(703)는 개방한다. 이때, 상기 좌측의 제습 모듈(710)의 하측에 구비된 배출밸브(705)는 폐쇄한다. 이 상태에서 상기 좌측의 제습모듈(710)은 상기 열교환기(714)의 온도를 -50℃내지 -60℃까지 냉각시켜 공기 중에 포함된 수분을 응결시킨다. The operation of the dehumidifying device 700 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. Referring to FIG. 2, the dehumidifying device 700 includes a control valve 704 installed on the right branch line 702 so that moisture in the chamber 100 is supplied first to the dehumidifying module 710 on the left side. And the regulating valve 703 provided in the left branch line 701 is opened. At this time, the discharge valve 705 provided below the left dehumidification module 710 is closed. In this state, the left dehumidifying module 710 cools the temperature of the heat exchanger 714 to -50 ° C to -60 ° C to condense moisture contained in the air.

그런 다음 상기한 바에 따라 공기 중의 수분이 어느 정도 응결이 되면 도 3에 나타난 바와 같이, 좌측의 조절밸브(703)를 패쇄하여 공기공급을 중단한 후 상기 열교환기(714)를 응축기로 전환하여 응결된 수분을 상 변화시켜 응축수(3a)가 되게 한다. 이때, 좌측의 배출밸브(705)는 개방하여, 상기 좌측의 제습모듈(710)로부터 발생된 응축수(3a)를 응축모듈(720)로 배출시키고, 상기 응축모듈(720)은 상기 제습모듈(710)의 응축과정에서 발생된 수증기를 응축시킨다.Then, when the moisture in the air is condensed to some extent according to the above, the left regulating valve 703 is closed to stop the air supply and then the heat exchanger 714 is converted into a condenser, Phase water to be condensed water 3a. At this time, the left discharge valve 705 is opened to discharge the condensed water 3a generated from the left dehumidification module 710 to the condensation module 720, and the condensation module 720 discharges the dehumidification module 710 ) Condenses the water vapor generated during the condensation process.

한편, 좌측의 제습모듈(710)이 응축을 수행할 때에는 우측의 제습모듈(710)은 응결을 수행할 수 있도록 하며, 이러한 과정은 상기한 좌측의 제습모듈(710)의 과정과 동일하므로 생략하기로 한다. On the other hand, when the dehumidification module 710 on the left side performs condensation, the dehumidification module 710 on the right side can perform condensation. This process is the same as the process of the dehumidification module 710 on the left side, .

나아가, 상기 제습모듈(710)은 좌측과 우측의 열교환기(714)를 하나의 냉각사이클로 구성하여, 각각의 열교환기(714)를 증발기와 응축기를 서로 교차 운전되도록 할 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. Further, the dehumidifying module 710 may include the left and right heat exchangers 714 as one cooling cycle, and the respective heat exchangers 714 may be configured to cause the evaporator and the condenser to operate in an alternating manner with each other. However, the present invention is not limited thereto .

상기한 바와 같이, 상기 제습장치(700)는, 좌측 제습 모듈(710)과 우측 제습 모듈(710)을 교차 운전함으로써 제습을 연속적으로 할 수 있다. 또한, 도면에서 상기 제습 모듈(710)은 한 쌍인 것을 실시예로 나타내었으나, 이는 일 실시예로 제습 용량 등에 따라 그 개수를 달리하여 병렬 배치할 수 있음은 물론이다. As described above, the dehumidifying device 700 can continuously perform dehumidification by cross-driving the left dehumidifying module 710 and the right dehumidifying module 710. Although the dehumidifying modules 710 are shown as a pair in the drawing, it is needless to say that the dehumidifying modules 710 may be arranged in parallel according to the number of the dehumidifying capacity or the like.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 동결 건조기(800b)를 나타내는 도면으로, 도면을 참조하면 상기 동결 건조기(800b)는, 챔버(100)와, 노즐 모듈(200)과, 제2드럼 모듈(300b)과, 드럼 온도 조절 모듈(미도시)과, 분리 모듈(400)과, 제습장치(700)를 포함한다. 여기서, 상기 동결 건조기(800b)는 전술한 도 1의 동결 건조기(800a)와 비교하여 챔버(100)와, 노즐 모듈(200)과, 분리 모듈(400)과, 제습장치(700)가 유사하므로 이와 구별되는 구성을 중점적으로 하여 살펴보기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 구성임을 나타낸다. 4 is a view showing a freeze dryer 800b according to a second embodiment of the present invention. Referring to the drawing, the freeze dryer 800b includes a chamber 100, a nozzle module 200, A module 300b, a drum temperature control module (not shown), a separation module 400, and a dehumidification device 700. [ The freeze dryer 800b is similar to the freeze dryer 800a of FIG. 1 in that the chamber 100, the nozzle module 200, the separation module 400, and the dehumidifier 700 are similar to each other The same reference numerals denote the same components.

상기 제2드럼 모듈(300b)은, 상기 수용공간(101)에 배치되며, 회전하는 하나 또는 복수 개의 드럼(310b)이 직렬로 배열되고, 상기 드럼(310b)의 표면으로 액상의 소재(1)가 도포된다.The second drum module 300b is disposed in the receiving space 101 and has one or a plurality of rotating drums 310b arranged in series and the liquid material 1 is conveyed to the surface of the drum 310b, Is applied.

상기 드럼 온도 조절 모듈은, 상기 제2드럼 모듈(300b)과 연결되어 설정 시간 동안 상기 드럼(310b)의 표면을 저온 상태로 만들어 도포된 액상의 소재(1)를 동결 건조시키고, 이 후 상기 설정 시간이 종료되면 상기 노즐 모듈(200)을 통한 상기 액상의 소재(1) 분사를 중지시킨 상태에서 상기 드럼(310b)의 표면을 고온 상태로 만들어 상기 동결 건조된 상기 소재(2)를 2차 건조시키는 역할을 한다. 이렇게 상기 드럼 온도 조절 모듈은, 상기 제2드럼 모듈(300b)을 통하여, 1차 동결 건조 및 2차 가열 건조를 모두 수행할 수 있도록 하는 역할을 한다. The drum temperature control module is connected to the second drum module 300b to freeze the surface of the drum 310b at a low temperature for a set time, freeze-dry the applied liquid material 1, The surface of the drum 310b is brought into a high temperature state in a state in which the injection of the liquid material 1 through the nozzle module 200 is stopped and the lyophilized material 2 is dried by the secondary drying . Thus, the drum temperature control module can perform both the first lyophilization and the second heat drying through the second drum module 300b.

한편, 상기 제2드럼 모듈(300b)은 상기한 바와 같이 동결건조 및 가열건조 모두를 수행하기 위한 구성으로, 열전소자를 이용하거나 또는 상기 드럼(310b)의 내부에 열매체를 충진할 수 있다. 또는 상기 제2드럼 모듈(300b)은 상기 드럼(310b)의 내부에 설치된 배관(미도시)으로 열매체를 공급하여 상기 드럼(310b)을 냉각 또는 가열하거나, 상기 배관으로 히트펌프시스템과 열교환할 수 있는 2차 유체(실리콘 오일 등)를 유동하게 하여 상기 드럼(310b)의 냉각 및 가열을 수행할 수 있도록 할 수 있으며, 이 외 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 실시예가 적용될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, the second drum module 300b is configured to perform both the freeze-drying and the heating / drying as described above, and may use a thermoelectric element or fill the inside of the drum 310b with a heating medium. Alternatively, the second drum module 300b may supply a heating medium to a pipe (not shown) installed in the drum 310b to cool or heat the drum 310b, or to heat-exchange the heat with the heat pump system It is possible to perform cooling and heating of the drum 310b by making the secondary fluid (silicone oil or the like) flow, and various embodiments can be applied as long as the above-mentioned object can be achieved .

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 동결 건조기(800c)를 나타내는 도면이다. 도면을 참조하면, 상기 동결 건조기(800c)는 도 4의 동결 건조기(800b)에서 상기 제2드럼 모듈(300b)에 보조 가열부(320)를 더 구비하고 있다. 상기 보조 가열부(320)는 상기 드럼(310b)의 부근에 구비되어 상기 드럼(310b)을 통한 소재(2)의 2차 건조를 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 한다. 5 is a view showing a freeze dryer 800c according to a third embodiment of the present invention. Referring to the drawing, the freeze dryer 800c further includes an auxiliary heating unit 320 in the second drum module 300b in the freeze dryer 800b of FIG. The auxiliary heating unit 320 is provided in the vicinity of the drum 310b so as to more effectively perform secondary drying of the material 2 through the drum 310b.

이에 대하여 살펴보면, 상기 제2드럼 모듈(300b)은 상기 드럼(310b)에서 소재(2)의 1차 동결 건조 후 냉각상태에서 2차 건조를 위한 가열상태로 전환되어야 하는데, 이렇게 상기 드럼(310b)이 냉각상태에서 설정된 온도까지 가열되기 위해서는 일정 시간을 필요로 하기 때문에 시간적 손실을 감수해야 한다. The second drum module 300b is to be switched from the drum 310b to the heating state for the secondary drying in the cooling state after the first freeze-drying of the material 2, In order to heat up to the set temperature in this cooling state, a certain period of time is required, so that a time loss is required.

이에, 상기 동결 건조기(800c)는 상기 드럼(310b)이 냉각상태에서 설정 온도로 가열되기 까지 상기 보조 가열부(320)를 작동시켜, 1차 건조에서 2차 건조로의 빠른 전환 및 냉각에서 가열로의 전환에 따른 시간적 손실을 줄여 2차 건조시간을 보다 단축시킬 수 있다. The freeze dryer 800c operates the auxiliary heating unit 320 until the drum 310b is heated from the cooled state to the set temperature so that the freeze dryer can be switched from the primary drying to the secondary drying, It is possible to shorten the secondary drying time.

상기한 바에 따르면, 상기 동결 건조기(800a,800b,800c)는, 진공의 챔버(100) 내에 액상 소재(1)를 드럼(310a,310b)의 표면에 도포하여 이를 동결 1차건조 및 저온의 상태에서 진공 2차 건조하는 방식이기 때문에, 건조시간 단축 및 연속공정이 가능하고 비용절감을 도모할 수 있으며, 고점도의 액상 바이오소재의 고품질 건조에도 효과적으로 적용할 수 있다.
The freeze-drier 800a, 800b, 800c may apply the liquid material 1 to the surfaces of the drums 310a, 310b in the vacuum chamber 100, It is possible to shorten the drying time and to carry out the continuous process, to reduce the cost, and to effectively apply to the drying of the high-quality liquid biomaterial of high viscosity.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100... 챔버 200... 노즐 모듈
300a... 제1드럼 모듈 310a, 310b... 드럼
300b... 제2드럼 모듈 400... 분리 모듈
500... 건조 모듈 600... 진공펌프
700... 제습장치 710... 제습모듈
720... 응축모듈 800a,800b,800c... 동결 건조기100 ... chamber 200 ... nozzle module
300a ... First drum module 310a, 310b ... drum
300b ... second drum module 400 ... separation module
500 ... Drying module 600 ... Vacuum pump
700 ... dehumidifying device 710 ... dehumidifying module
720 ... condensing module 800a, 800b, 800c ... freeze dryer

Claims

A chamber having a receiving space therein;
A nozzle module for continuously injecting a liquid material into the accommodation space;
A first drum module disposed in the accommodating space, the first drum module rotating the one or more drums in series and keeping the surface of the drum at a low temperature so as to freeze the liquid material sprayed onto the surface of the drum;
A separation module for scrubbing and separating the freeze-dried material from the outer circumferential surface of the drum; And
And a drying module for drying the material separated by the separation module.

The method according to claim 1,
The first drum module includes:
Wherein a plurality of the freeze-drying apparatuses are arranged in parallel in the accommodation space.

The method according to claim 1,
Wherein the separation module comprises:
And a scraper disposed on the outer periphery of the drum and scraping off the material freeze-dried on the outer circumferential surface of the rotating drum.

The method of claim 5,
The drying module includes:
And a radiation heating unit for heating the accommodation space and heating and drying the freeze-dried material.

The method according to claim 1,
Further comprising a vacuum pump connected to the chamber to bring the accommodating space into a low pressure state.

The method according to claim 1,
The drum
A freeze-drier for lyophilizing a material by cooling the surface using a thermoelectric element, or cooling the surface with a supplied coolant to freeze-dry the material.

The method according to claim 1,
Further comprising a dehumidifying device disposed on a discharge line communicating with the accommodation space and collecting moisture evaporated in the accommodation space.

The method of claim 7,
In the dehumidifying device,
A plurality of dehumidifying modules are arranged in parallel on a branch line that branches the discharge line into a plurality of discharge lines, a control valve is arranged on each of the branch lines,
And a controller for controlling the dehumidifying module and the control valve to selectively operate the plurality of dehumidifying modules.

A chamber having a receiving space therein;
A nozzle module for spraying a liquid material into the accommodation space;
A second drum module disposed in the accommodating space, in which one or more rotating drums are arranged in series, and a liquid material is applied to a surface of the drum;
The surface of the drum is made to be in a low-temperature state for a set time, and after the coated liquid material is freeze-dried, the spraying of the liquid material through the nozzle module is stopped, A drum temperature control module for making the freeze-dried material into a high temperature state; And
And a separation module for scraping and separating the freeze-dried material from the outer circumferential surface of the drum.

The method of claim 9,
The second drum module includes:
Wherein a plurality of the freeze-drying apparatuses are arranged in parallel in the accommodation space.

The method of claim 9,
Wherein the separation module comprises:
And a scraper disposed on the outer periphery of the drum and scraping off the material freeze-dried on the outer circumferential surface of the rotating drum.

The method of claim 9,
Further comprising a vacuum pump connected to the chamber to bring the accommodating space into a low pressure state.

The method of claim 9,
The drum temperature control module includes:
A freeze dryer for cooling or heating the drum using a thermoelectric element.

The method of claim 9,
The drum temperature control module includes:
A freeze dryer for cooling or heating the drum using a heating medium for cooling or a heating medium for heating.

The method of claim 9,
Further comprising a dehumidifying device disposed on a discharge line communicating with the accommodation space and collecting moisture evaporated in the accommodation space.

16. The method of claim 15,
In the dehumidifying device,
A plurality of dehumidifying modules are arranged in parallel on a branch line that branches the discharge line into a plurality of discharge lines, a control valve is arranged on each of the branch lines,
And a controller for controlling the dehumidifying module and the control valve to selectively operate the plurality of dehumidifying modules.