KR20190027739A - A Vacuum freeze drying apparatus and method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동결 건조 장치 및 이를 이용한 동결 건조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식품이나 약품 등의 동결 건조에 있어 건조대상물의 함수율을 최소화할 수 있는 동결 건조 장치 및 이를 이용한 동결 건조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a freeze-drying apparatus and a freeze-drying method using the same, and more particularly, to a freeze-drying apparatus capable of minimizing the water content of a subject to be dried during freeze-drying of foods and medicines and a freeze- .
일반적으로 동결 건조 장치는 건조대상물을 급속 동결시켜 일정한 진공조건 하에서 건조대상물의 수분을 제거하는 장치로서 경량화가 가능하며, 장기간 보관시에도 물리 화학적 변화 및 성분파괴(예를 들어, 영양분 파괴)를 최소화할 수 있다는 점에서 군용, 우주산업 등의 극한 환경에 필요한 식량을 제조하는데 널리 활용되고 있다.Generally, the freeze-drying device is a device for rapidly freezing a dried object to remove moisture from a dried object under a certain vacuum condition, and can be lightened and minimizes physical chemical changes and component destruction (for example, nutrient destruction) It is widely used in the production of foodstuffs for extreme environments such as military and space industries.
특히, 수분 함유율을 극히 낮게 유지해야 하는 의약품의 경우, 동결 건조 장치는 없어서는 안될 중요한 위치를 점하고 있는데, 종래의 진공 동결건조기를 이용한 건조대상물의 함수율은 5% 전후를 나타내고 있어 보다 적은 함유율을 구현할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Particularly, in the case of a medicinal product in which the moisture content must be kept extremely low, the freeze-drying device has an important position indispensable. The moisture content of the object to be dried by the conventional vacuum freeze dryer is about 5% Technology is required.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 건조대상물의 함수율을 최소화할 수 있는 동결 건조 장치 및 이를 이용한 동결 건조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a freeze-drying apparatus and a freeze-drying method using the same, which can minimize the water content of a dried object.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치는, 프레임; 프레임의 내부에 설치되어 건조대상물이 수납되는 제1공간이 형성된 제1챔버; 프레임의 내부에 설치되어 제1챔버의 제1공간과 연결되는 제2공간이 형성된 제2챔버; 각 챔버와 제1·2냉매순환관으로 각각 연결되어 제1챔버와 제2챔버 내부를 각각 냉각시킬 수 있는 냉각수단; 제1챔버와 연결되어 건조대상물에 포함된 수분을 기화시킬 수 있으며, 제2챔버와 연결되어 제2챔버의 제2공간을 가열할 수 있는 가열수단; 제1챔버의 제1공간과 제2챔버의 제2공간에 연결되어 각 공간을 진공 배기시킬 수 있는 진공수단; 및 냉각수단을 가동 제어하여 제1챔버의 건조대상물을 동결시킨 후 가열수단을 가동 제어하여 제1챔버의 건조대상물로부터 수분을 기화시키며, 진공수단을 가동 제어하여 제2공간에 수분을 유입시킨 후 냉각수단을 가동 제어하여 제2공간에 유입된 수분을 응결시킬 수 있는 제어부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a freeze-drying apparatus comprising: a frame; A first chamber provided inside the frame and having a first space for accommodating the object to be dried; A second chamber provided inside the frame and having a second space connected to the first space of the first chamber; Cooling means connected to each of the chambers and the first and second refrigerant circulation pipes to cool the first chamber and the second chamber, respectively; Heating means connected to the first chamber for vaporizing moisture contained in the object to be dried and connected to the second chamber to heat the second space of the second chamber; A vacuum means connected to the first space of the first chamber and the second space of the second chamber to evacuate the respective spaces; And the cooling means are operated to control the drying object of the first chamber to be frozen and then the heating means is operated to control the moisture content of the object to be dried in the first chamber and the vacuum means is controlled to flow moisture into the second space And a control unit for controlling the cooling means to control the condensation of the moisture introduced into the second space.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치에 있어 제1챔버는, 제1공간이 형성된 제1하우징과, 제1하우징의 일측에 설치되어 제1공간을 개폐시킬 수 있는 제1도어와, 제1하우징의 제1공간에 적어도 하나가 적층되어 건조대상물이 수납될 수 있는 선반을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a first chamber includes a first housing having a first space formed therein, a first door installed at one side of the first housing and capable of opening and closing a first space, And a shelf in which at least one is stacked in the first space of the housing so that the object to be dried can be housed.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치에 있어 제2챔버는, 제2공간이 형성된 제2하우징과, 제2하우징의 일측에 설치되어 제2공간을 개폐시킬 수 있는 제2도어를 포함할 수 있다.In the freeze-drying apparatus according to one aspect of the present invention, the second chamber may include a second housing formed with a second space, and a second door installed at one side of the second housing to open and close the second space have.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치에 있어 제2하우징은, 제2공간이 형성된 내통과, 내통을 수용하는 외통으로 형성되며, 내통과 외통 사이에는 단열재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.In the freeze-drying apparatus according to one aspect of the present invention, the second housing is formed by an outer tube for receiving an inner tube and an inner tube formed with a second space, and a heat insulating material is inserted between the inner tube and the outer tube.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치에 있어 냉각수단은, 냉매를 압축시킬 수 있는 압축기와, 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매를 액화시킬 수 있는 응축기와, 응축기로부터 액화된 냉매를 단열 팽창시킬 수 있는 팽창 밸브와, 일측이 팽창 밸브와 제1냉매순환관으로 연결되며 타측이 제1챔버의 선반 일측에 설치되어 냉매가 순환될 수 있는 제1냉각관과, 일측이 팽창 밸브와 제2냉매순환관으로 연결되며 타측이 제2챔버의 제2공간에 배치되어 수분을 응결시킬 수 있는 제2냉각관을 포함할 수 있다.In the freeze-drying apparatus according to an aspect of the present invention, the cooling means includes a compressor capable of compressing the refrigerant, a condenser capable of liquefying the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed from the compressor, A first cooling pipe connected at one side to the expansion valve and the first refrigerant circulation pipe and at the other side to one side of the shelf of the first chamber so that the refrigerant can circulate; And a second cooling pipe connected to the circulation pipe and disposed in the second space of the second chamber to condense water.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치에 있어 가열수단은, 프레임의 내부에 설치되는 전원부와, 일측이 전원부와 연결되며 타측이 제1챔버의 선반 타측에 설치되어 건조대상물을 가열할 수 있는 히팅패드와, 일측이 전원부와 연결되며 타측이 제2하우징의 외부를 감싸는 히팅코일을 포함할 수 있다.In the freeze-drying apparatus according to one aspect of the present invention, the heating means includes a power source unit installed inside the frame, a heating unit connected to one side of the power source unit and the other side of the first chamber, A pad, and a heating coil having one side connected to the power source and the other side surrounding the outside of the second housing.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 장치에 있어 진공수단은, 프레임의 내부에 설치되는 진공펌프와, 제1공간과 제2공간을 연결시키는 제1배기라인과, 제2공간과 진공펌프를 연결시키는 제2배기라인을 포함할 수 있다.In the freeze-drying apparatus according to one aspect of the present invention, the vacuum means includes a vacuum pump installed inside the frame, a first exhaust line connecting the first space and the second space, and a second exhaust line connecting the second space and the vacuum pump The second exhaust line.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 방법은, 냉각수단을 가동 제어하여 제1챔버의 건조대상물을 동결시키는 단계; 가열수단을 가동 제어하여 제1챔버의 건조대상물로부터 수분을 기화시키는 단계; 진공수단을 가동 제어하여 제2공간에 수분을 유입시키는 단계; 및 냉각수단을 가동 제어하여 제2공간에 유입된 수분을 응결시키는 단계;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a freeze-drying method comprising: controlling a cooling means to move and freeze a drying object in a first chamber; Activating the heating means to vaporize moisture from the object to be dried in the first chamber; Moving the vacuum means in a controlled manner to introduce moisture into the second space; And controlling the cooling means so as to condense the moisture introduced into the second space.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 방법은, 가열수단을 가동 제어하여 제2챔버의 제2공간을 가열시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The freeze-drying method according to an aspect of the present invention may further include heating the second space of the second chamber by controlling the heating means.
본 발명의 일 측면에 따른 동결 건조 방법은, 제2챔버의 제2공간에 떨어진 얼음을 외부로 반출시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for freeze-drying a liquid in a second chamber,
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 동결 건조 장치 및 이를 이용한 동결 건조 방법에 의하면, 건조대상물의 동결 건조를 하나의 기기 내에서 실시하여 건조시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 건조대상물의 함수율을 극히 낮게 형성할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the freeze-drying apparatus and the freeze-drying method using the same according to the present invention, the freeze-drying of the object to be dried can be carried out in a single apparatus to drastically shorten the drying time and the water content of the object to be dried There is an advantage to be able to do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치를 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 뒷부분을 보인 사시도이다.
도 3은 도 1의 제1챔버 내부를 보인 측 단면도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 1의 제2챔버 내부를 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치의 작동을 보인 개통도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치의 작동에 따른 온도 및 진공도 변화를 디스플레이장치에 나타낸 것을 보인 도면이다.1 is a perspective view showing a freeze-drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the rear part of FIG. 1. FIG.
3 is a side cross-sectional view showing the interior of the first chamber of Fig.
Fig. 4 is a plan view of Fig. 3. Fig.
5 is a sectional view showing the inside of the second chamber of Fig.
6 is an opening view showing the operation of the freeze-drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a change in temperature and degree of vacuum according to an operation of the freeze-drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 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.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It should be understood that various equivalents and modifications may be present.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 뒷부분을 보인 사시도이며, 도 3은 도 1의 제1챔버 내부를 보인 측 단면도이다. 또, 도 4는 도 3의 평면도이고, 도 5는 도 1의 제2챔버 내부를 보인 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a freeze-drying apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the rear part of FIG. 1, and FIG. 3 is a side sectional view showing the inside of the first chamber of FIG. Fig. 4 is a plan view of Fig. 3, and Fig. 5 is a sectional view showing the inside of the second chamber of Fig.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치는 프레임(110); 제1챔버(120); 제2챔버(130); 냉각수단(140); 가열수단(150); 진공수단(160); 및 제어부(170);를 포함할 수 있다.1 and 2, the freeze-drying apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
프레임(110)은 일정 규격의 틀을 형성하여 내부에 주요구성들을 모두 수용하며, 일측에 전원공급부가 마련되어 주요구성들이 작동할 수 있는 전력을 공급할 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 일부 측면과 상부에 설치되는 각 커버를 도시 생략하여 내부 구조를 확인할 수 있도록 도시된 바와 같다. 또한, 프레임(110)의 타측에는 제1챔버(120)와 제2챔버(130)의 내부 환경(온도, 진공압)을 확인할 수 있는 디스플레이장치(도시 생략)가 마련될 수 있다.The
제1챔버(120)는 건조대상물이 수납되는 밀폐 가능한 제1공간(120a)이 형성되어 프레임(110)의 내부에 지지되게 설치될 수 있다. 이를 위해, 제1챔버(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1공간(120a)이 형성된 제1하우징(121)과, 제1하우징(121)의 일측에 설치되어 제1공간(120a)을 개폐시킬 수 있는 제1도어(122)와, 제1공간(120a)의 내부에 적어도 하나가 적층되어 건조대상물이 수납될 수 있는 선반(123)을 포함할 수 있다.The
제1하우징(121)은 내부에 제공되는 열의 순환이 원활하도록 대략 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 외형은 원통 형상에만 한정되지 않고 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 제1하우징(121)의 내부에는 내부 온도를 감지하는 제1온도센서(121-1)와 내부 진공압을 측정하기 위한 제1진공센서(121-2)가 설치될 수 있다.The
제1도어(122)는 그 일측에 힌지가 설치되어 제1하우징(121)에 회동 가능하게 결합되며, 공지된 체결수단에 의해 제1공간(120a)을 개폐시킬 수 있다. 아울러, 선반(123)은 건조대상물이 그 위에 놓일 수 있도록 제1하우징(121)의 내부에 수평방향으로 고정 설치되며, 동시에 복수의 건조대상물을 동결 건조시킬 수 있도록 일정 간격으로 적층된 구조로 마련됨이 바람직하다.The
제2챔버(130)는 프레임(110)의 내부에 설치되어 제1챔버(120)의 제1공간(120a)과 연결되는 제2공간(130a)이 형성될 수 있다. 이러한 제2챔버(130)는 제2공간(130a)이 형성된 제2하우징(131, 도 5)과, 제2하우징(131)의 일측에 설치되어 제2공간(130a)을 개폐시킬 수 있는 제2도어(132)를 포함할 수 있다.The
제2하우징(131)은 제2공간(130a)이 형성된 내통(131-1)과, 내통(131-1)을 수용하는 외통(131-2)으로 형성되며, 내통(131-1)과 외통(131-2) 사이에는 단열재(131-3)가 삽입되어 열손실을 최소화할 수 있다. 그리고, 제2하우징(131)은 냉기의 순환이 원활하도록 대략 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 외형은 원통 형상에만 한정되지 않고 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 제2하우징(131)의 제2공간(130a)에는 내부 온도를 감지하는 제2온도센서(133-1)와 내부 진공압을 측정하기 위한 제2진공센서(133-2)가 설치될 수 있다.The
제2도어(132)는 그 일측에 힌지가 설치되어 제2하우징(131)에 회동 가능하게 결합되며, 공지된 체결수단에 의해 제2공간(130a)을 개폐시킬 수 있다. The
냉각수단(140)은 제1챔버(120) 및 제2챔버(130)와 제1·2냉매순환관(140-1)(140-2)으로 각각 연결되어 제1챔버(120)의 제1공간(120a)과 제2챔버(130)의 제2공간(130a)을 각각 냉각시킬 수 있다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 냉각수단(140)은 냉매를 압축시킬 수 있는 압축기(141)와, 압축기(142)로부터 압축된 고온고압의 냉매를 액화시킬 수 있는 응축기(142)와, 응축기(143)로부터 액화된 냉매를 단열 팽창시킬 수 있는 팽창 밸브(143)와, 일측이 팽창 밸브(143)와 제1냉매순환관(140-1)으로 연결되며 타측이 제1챔버(120)의 선반(123) 일측에 설치되어 냉매가 순환될 수 있는 제1냉각관(144)과, 일측이 팽창 밸브(143)와 제2냉매순환관(140-2)으로 연결되며 타측이 제2챔버(130)의 제2공간(130a)에 배치되어 수분을 응결시킬 수 있는 제2냉각관(145)을 포함할 수 있다. The cooling means 140 is connected to the first and
이때, 냉매로는 예를 들면, 프레온 가스(R404A)가 이용될 수 있으며, 제1냉각관(144)과 제2냉각관(145)은 증발기에 해당된다.At this time, for example, freon gas (R404A) may be used as the refrigerant, and the
제1냉각관(144)은 도 4에 도시된 바와 같이, 선반(123)의 내부에 선반(123)의 길이방향으로 연장되되 일정간격으로 반복된 대칭형상을 이루어 선반(123)의 전체에 열전도 방식으로 고르게 전달될 수 있도록 설치될 수 있다. 또한, 제2냉각관(145)은 도 5에 도시된 바와 같이, 제2하우징(131)의 내통(131-1)의 외부를 둘러 감싸듯이 설치되어 제2하우징(131)의 제2공간(130a)에 냉기를 전달할 수 있다.4, the
한편, 가열수단(150)은 제1챔버(120)의 내부에 설치되어 건조대상물에 포함된 수분을 기화시킬 수 있으며, 제2챔버(130)와 연결되어 제2챔버(130)의 제2공간(130a)을 가열할 수 있도록 설치될 수 있다. 이를 위해 가열수단(150)은 프레임(110)의 내부에 설치되는 전원부(151, 도 6)와, 전원부(151)와 연결되며 타측이 제1챔버(120)의 선반(123) 타측에 설치되어 건조대상물을 가열할 수 있는 히팅패드(152)와, 일측이 전원부(151)와 연결되며 타측이 제2하우징(131)의 외부를 감싸는 히팅코일(153)을 포함할 수 있다.The heating means 150 may be installed inside the
이때, 히팅패드(152)는 도 4에 도시된 바와 같이, 각 선반(123)의 내부에 플레이트 형상으로 매립되어 선반(123)의 전체에 열전도 방식으로 고르게 전달될 수 있도록 설치될 수 있다. 히팅코일(153)은 도 5에 도시된 바와 같이, 제2하우징(131)의 내통(131-1)을 둘러싸듯이 설치되어 복사열을 제2하우징(131)의 제2공간(130a)에 전달할 수 있다.4, the
아울러, 진공수단(160)은 도 6에 도시된 바와 같이, 제1챔버(120)의 제1공간(120a)과 제2챔버(130)의 제2공간(130a)에 연결되어 각 공간(120a)(130a)을 진공 배기시킬 수 있도록 설치될 수 있다. 이러한 진공수단(160)은 프레임(110)의 내부에 설치되는 진공펌프(161)와, 제1공간(120a)과 제2공간(130a)을 연결시키는 제1배기라인(162)과, 제2공간(130a)과 진공펌프(161)를 연결시키는 제2배기라인(163)을 포함할 수 있다.6, the
진공펌프(161)에는 제1진공센서(121-2) 및 제2진공센서(131-2)와 연결되어 각 챔버(120)(130)의 내부 압력을 확인할 수 있는 압력게이지가 설치될 수 있다. 이때, 진공펌프(161)는 각 챔버(120)(130)의 내부 압력이 1 내지 6bar 내로 유지되게 가동됨이 바람직하다.The
제2배기라인(163)에는 제1챔버(120)의 제1공간(120a)과 제2챔버(130)의 제2공간(130a)에 대한 진공배기를 전기적으로 온,오프 제어하기 위한 솔레노이드밸브(161-1)가 설치될 수 있다.The
제어부(170)는 제1온도센서(121-1), 제1진공센서(121-2), 제2온도센서(133-1), 제2진공센서(133-2), 냉각수단(140), 가열수단(150), 가열수단(150) 및 진공수단(160)과 연결되어 전기적으로 제어할 수 있다. 이를 위해 제어부(170)는 프레임(110)의 전면에 설치되어 주요구성의 작동을 제어하기 위한 조작패널(도시 생략)을 더 포함할 수 있다.The
이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명의 동결 건조 장치의 작동에 대해 살펴본다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치의 작동을 보인 개통도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동결 건조 장치의 작동에 따른 온도 및 진공도 변화를 디스플레이장치에 나타낸 것을 보인 도면이다.Hereinafter, the operation of the freeze-drying apparatus of the present invention described above with reference to the drawings will be described. FIG. 6 is a view illustrating an operation of the freeze-drying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph illustrating changes in temperature and degree of vacuum according to operation of the freeze- Fig.
먼저, 사용자는 제1챔버(120)의 제1도어(122)를 개방시켜 건조대상물을 제1하우징(121)의 제1공간(120a)에 적층된 각 선반(123)에 적층시킨 후, 제1도어(122)를 차단시켜 제1하우징(121)의 제1공간(120a)이 외부와 밀폐되도록 한다.First, the user opens the
이 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(170)의 신호에 따라 일정시간동안 냉각수단(140)을 가동시키면 제1냉매순환관(140-1)을 통해 제1냉각관(144)에 냉매가 순환 공급된다. 이에 의해 제1챔버(120)의 내부는 영하 10도 내지 영하 50도의 환경이 되며, 제1하우징(121)의 제1공간(120a)에 수납된 건조대상물의 냉동을 유도하게 된다.6, when the
일정시간이 경과하여 건조대상물의 냉동이 이루어지면, 제어부(170)는 전원부(151)를 가동 제어하여 히팅패드(152)를 발열시킴으로써 제1챔버(120)의 내부는 영상 20도 내지 영상 70도의 환경이 조성된다. 이에 의해 제1챔버(120)의 건조대상물로부터 수분이 기화되며, 건조대상물의 해동을 유도하게 된다. The
이와 동시에 제어부(170)는 진공펌프(161)를 가동 제어함으로써 배기라인(162)(163)들을 통해 제1챔버(120)를 진공 배기시키며, 냉각수단(140)을 가동 제어하여 제2챔버(130)의 제2공간(130a)을 냉각시킨다. 따라서, 건조대상물로부터 발생된 수분이 제1배기라인(162)을 통해 제2챔버(130) 측으로 이동하게 되고, 제2챔버(130)로 이동된 수분은 제2챔버(130) 내에 배치된 제2냉각관(145)에 의해 급속도록 냉각되며 결빙된다. At the same time, the
제2챔버(130)에서 제2배기라인(163)을 통해 배기된 진공은 진공펌프(161)를 경유하여 외부로 배출하게 된다. 이때 진공펌프(161)로부터 배출되는 진공에는 미세한 수분이 포함될 수 있기 때문에 진공펌프(161)의 배출라인(미도시) 측에 수분 제거를 위한 오일 미스트 트랩을 설치하는 것이 바람직하다.And the vacuum exhausted through the
상술한 일련의 과정으로 건조대상물에 대한 동결 건조가 완료되면, 제어부(170)는 전원부(151)를 가동 제어하여 히팅코일(153)을 발열시키며, 이에 의해 제2챔버(130)의 제2하우징(131)의 내통(131-1)이 가열되어 발생되는 복사열이 제2하우징(131)의 제2공간(130a)에 전달되어 결빙된 얼음은 제2냉각관(145)으로부터 떨어질 수 있으며 사용자는 제2도어(132)를 열어 낙하된 얼음을 외부로 반출하게 된다.The
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 동결 건조 장치의 가동 중 제어부(170)는 제1온도센서(121-1)와 제1진공센서(121-2) 그리고 제2온도센서(133-1)와 제2진공센서(133-2)로부터 제1챔버(120)와 제2챔버(130)의 내부 환경을 실시간으로 감지하여 디스플레이장치에 개시함과 동시에 경고음을 발생시킴으로써 사용자는 기기가 정상적으로 가동되는지를 판단할 수 있다. 만일, 제1챔버(120)와 제2챔버(130)의 온도 및 진공압이 적정하지 않은 경우, 동결 건조 장치의 작동을 멈추고 유지보수를 실시할 수 있다.7, the
이하에서는 본 발명의 동결 건조 장치를 이용한 건조대상물의 실험예를 설명하도록 한다.Hereinafter, an experimental example of an object to be dried using the freeze-drying apparatus of the present invention will be described.
먼저, 파우더(powder) 형태의 건조대상물을 증류수에 1:1로 혼합하여 교반시켜 나노 슬러리(nano slurry)화하여 수분 함수율이 약 50%가 되도록 하였다. 다음, 수분을 포함한 나노 슬러리를 총 24kg을 분할하여 6회에 걸쳐 표 1에서와 같이 냉각 온도를 -32℃ 내지 60℃로 변화시키고, 진동도는 2.0*10hPa로 설정하여 실험하였다. First, a dry powdery material was mixed with distilled water at a ratio of 1: 1 and stirred to form a nano slurry so that the water content was about 50%. Next, a total of 24 kg of the nanoslurry containing moisture was divided into six times, and the cooling temperature was changed from -32 ° C to 60 ° C as shown in Table 1, and the vibration was set to 2.0 * 10hPa.
이러한 실험에 의해 표 2 및 표 3에서 보는 바와 같이 건조대상물의 함수율이 공히 1% 미만의 결과값을 보였으며, 이때 결과값의 차이는 테스트 환경에 따른 오차를 의미한다(단위: kg).As shown in Table 2 and Table 3, the water content of the dried object was less than 1%, and the difference in the results indicates the error according to the test environment (unit: kg).
이러한 실험 결과를 볼 때, 본 발명의 동결 건조 장치를 이용해 건조대상물을 건조시킬 경우, 종래의 동결 건조 장치에 비해 상대적으로 짧은 시간에 함수율을 대폭 낮춘 상태의 파우더를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.It can be seen from these experimental results that when the object to be dried is dried using the freeze-drying apparatus of the present invention, it is possible to obtain a powder in which the water content is drastically reduced in a relatively short time as compared with the conventional freeze-drying apparatus.
상술한 바와 같은 본 발명의 동결 건조 장치 및 이를 이용한 동결 건조 방법에 의하면, 건조대상물의 동결 건조를 하나의 기기 내에서 실시하여 건조시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 건조대상물의 함수율을 극히 낮게 형성할 수 있는 장점이 있다.According to the freeze-drying apparatus of the present invention and the freeze-drying method using the same, the freeze-drying of the object to be dried can be carried out in one apparatus to drastically shorten the drying time and to make the moisture content of the object to be dried extremely low There are advantages to be able to.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
110: 프레임
120: 제1챔버
130: 제2챔버
140: 냉각수단
150: 가열수단
160: 진공수단
170: 제어부110: frame
120: first chamber
130: Second chamber
140: cooling means
150: Heating means
160: Vacuum means
170:
Claims (10)
상기 프레임의 내부에 설치되어 건조대상물이 수납되는 제1공간이 형성된 제1챔버;
상기 프레임의 내부에 설치되어 상기 제1챔버의 제1공간과 연결되는 제2공간이 형성된 제2챔버;
상기 각 챔버와 제1·2냉매순환관으로 각각 연결되어 상기 제1챔버와 상기 제2챔버 내부를 각각 냉각시킬 수 있는 냉각수단;
상기 제1챔버와 연결되어 상기 건조대상물에 포함된 수분을 기화시킬 수 있으며, 상기 제2챔버와 연결되어 제2챔버의 제2공간을 가열할 수 있는 가열수단;
상기 제1챔버의 제1공간과 상기 제2챔버의 제2공간에 연결되어 각 공간을 진공 배기시킬 수 있는 진공수단; 및
상기 냉각수단을 가동 제어하여 상기 제1챔버의 상기 건조대상물을 동결시킨 후 상기 가열수단을 가동 제어하여 상기 제1챔버의 건조대상물로부터 수분을 기화시키며, 상기 진공수단을 가동 제어하여 상기 제2공간에 상기 수분을 유입시킨 후 상기 냉각수단을 가동 제어하여 상기 제2공간에 유입된 수분을 응결시킬 수 있는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.frame;
A first chamber provided inside the frame and having a first space for accommodating a drying object;
A second chamber provided inside the frame and having a second space connected to the first space of the first chamber;
Cooling means connected to each of the chambers and the first and second refrigerant circulation pipes to cool the first chamber and the second chamber, respectively;
Heating means connected to the first chamber to vaporize moisture contained in the object to be dried and to be connected to the second chamber to heat the second space of the second chamber;
A vacuum means connected to the first space of the first chamber and the second space of the second chamber to evacuate the respective spaces; And
Wherein the cooling means is actuated to freeze the object to be dried in the first chamber, and then the heating means is operated and controlled to vaporize water from the object to be dried in the first chamber, Wherein the control unit controls the cooling unit after the moisture is introduced into the second space to condense the moisture introduced into the second space.
Wherein the freeze-drying apparatus further comprises:
상기 제1공간이 형성된 제1하우징과, 상기 제1하우징의 일측에 설치되어 상기 제1공간을 개폐시킬 수 있는 제1도어와, 상기 제1하우징의 제1공간에 적어도 하나가 적층되어 상기 건조대상물이 수납될 수 있는 선반을 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.The apparatus of claim 1, wherein the first chamber comprises:
A first door provided at one side of the first housing and capable of opening and closing the first space; at least one of the first door and the second door being stacked in the first space of the first housing, And a shelf on which the object can be housed.
상기 제2공간이 형성된 제2하우징과, 상기 제2하우징의 일측에 설치되어 상기 제2공간을 개폐시킬 수 있는 제2도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the second chamber comprises:
A second housing formed with the second space, and a second door installed at one side of the second housing and capable of opening and closing the second space.
상기 제2공간이 형성된 내통과, 상기 내통을 수용하는 외통으로 형성되며, 상기 내통과 상기 외통 사이에는 단열재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.The connector according to claim 3, wherein the second housing comprises:
An inner passage formed with the second space and an outer tube accommodating the inner tube, and a heat insulating material is inserted between the inner passage and the outer tube.
냉매를 압축시킬 수 있는 압축기와, 상기 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매를 액화시킬 수 있는 응축기와, 상기 응축기로부터 액화된 냉매를 단열 팽창시킬 수 있는 팽창 밸브와, 일측이 상기 팽창 밸브와 상기 제1냉매순환관으로 연결되며 타측이 상기 제1챔버의 선반 일측에 설치되어 냉매가 순환될 수 있는 제1냉각관과, 일측이 상기 팽창 밸브와 상기 제2냉매순환관으로 연결되며 타측이 상기 제2챔버의 제2공간에 배치되어 수분을 응결시킬 수 있는 제2냉각관을 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.The cooling apparatus according to claim 3,
A condenser capable of compressing the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed from the compressor, an expansion valve capable of adiabatically expanding the refrigerant liquefied from the condenser, and an expansion valve A first refrigerant pipe connected to the first refrigerant circulation pipe and having one side connected to one side of the shelf of the first chamber so that the refrigerant can be circulated and a second refrigerant pipe having one side connected to the expansion valve and the second refrigerant circulation pipe, And a second cooling pipe disposed in the second space of the second chamber and capable of condensing moisture.
상기 프레임의 내부에 설치되는 전원부와, 일측이 상기 전원부와 연결되며 타측이 상기 제1챔버의 선반 타측에 설치되어 상기 건조대상물을 가열할 수 있는 히팅패드와, 일측이 상기 전원부와 연결되며 타측이 상기 제2하우징의 외부를 감싸는 히팅코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.4. The apparatus according to claim 3,
A heating pad connected at one end to the power supply unit and the other at the other side of the rack of the first chamber to heat the object to be dried; And a heating coil surrounding the outside of the second housing.
상기 프레임의 내부에 설치되는 진공펌프와, 상기 제1공간과 상기 제2공간을 연결시키는 제1배기라인과, 상기 제2공간과 상기 진공펌프를 연결시키는 제2배기라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 장치.The vacuum cleaner according to claim 1,
A vacuum pump installed inside the frame, a first exhaust line connecting the first space and the second space, and a second exhaust line connecting the second space and the vacuum pump. .
상기 냉각수단을 가동 제어하여 상기 제1챔버의 상기 건조대상물을 동결시키는 단계;
상기 가열수단을 가동 제어하여 상기 제1챔버의 건조대상물로부터 수분을 기화시키는 단계;
상기 진공수단을 가동 제어하여 상기 제2공간에 상기 수분을 유입시키는 단계; 및
상기 냉각수단을 가동 제어하여 상기 제2공간에 유입된 수분을 응결시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 방법.frame; A first chamber provided inside the frame and having a first space for accommodating a drying object; A second chamber provided inside the frame and having a second space connected to the first space of the first chamber; Cooling means connected to each of the chambers and the first and second refrigerant circulation pipes to cool the first chamber and the second chamber, respectively; Heating means connected to the first chamber to vaporize moisture contained in the object to be dried and to be connected to the second chamber to heat the second space of the second chamber; And a vacuum means connected to the first space of the first chamber and the second space of the second chamber to evacuate the respective spaces,
Controlling the cooling means so as to freeze the object to be dried in the first chamber;
Vaporizing moisture from the object to be dried in the first chamber by controlling the heating means in a controlled manner;
Moving the vacuum means in a controlled manner to introduce the moisture into the second space; And
Controlling the cooling means to condense the moisture introduced into the second space;
And drying the freeze-dried composition.
상기 가열수단을 가동 제어하여 상기 제2챔버의 제2공간을 가열시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 방법.9. The method of claim 8,
Heating the second space of the second chamber by controlling the heating means;
Further comprising the step of:
상기 제2챔버의 제2공간에 떨어진 얼음을 외부로 반출시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동결 건조 방법.10. The method of claim 9,
Removing the ice in the second space of the second chamber to the outside;
Further comprising the step of:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022231129A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 메디칸(주) | Vacuum freeze-dryer comprising apparatus for separating moisture from oil and method of controlling same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102332807B1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-11-30 | 주식회사 엠지산업 | Shelf assembly for freeze drying apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000019275U (en) * | 1999-04-08 | 2000-11-06 | 박호열 | A shelf for freeze-drying apparatus |
JP2001317869A (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Abe Jimusho:Kk | Vacuum freezing drying device |
WO2005017432A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-02-24 | Merschat John R | Vacuum lumber drying kiln with collapsing cover |
KR100669257B1 (en) | 2005-10-26 | 2007-01-16 | 주식회사 바이오크라이오스 | Apparatus and method for freeze-drying using heat pump system |
KR20120000276A (en) * | 2010-06-25 | 2012-01-02 | (주)피엠테크 | Dehumidification apparatus for vacuum freezing drier and dehumidification method using the same |
WO2016196110A1 (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | Ima Life North America Inc. | Bulk freeze drying using spray freezing and agitated drying with dielectric heating |
US20180135913A1 (en) * | 2014-10-08 | 2018-05-17 | Robert M. Parker | Heated shelf for a freeze-drying system having a leading folded edge that does not catch on food being removed from the system |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000019275U (en) * | 1999-04-08 | 2000-11-06 | 박호열 | A shelf for freeze-drying apparatus |
JP2001317869A (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-16 | Abe Jimusho:Kk | Vacuum freezing drying device |
WO2005017432A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-02-24 | Merschat John R | Vacuum lumber drying kiln with collapsing cover |
KR100669257B1 (en) | 2005-10-26 | 2007-01-16 | 주식회사 바이오크라이오스 | Apparatus and method for freeze-drying using heat pump system |
KR20120000276A (en) * | 2010-06-25 | 2012-01-02 | (주)피엠테크 | Dehumidification apparatus for vacuum freezing drier and dehumidification method using the same |
US20180135913A1 (en) * | 2014-10-08 | 2018-05-17 | Robert M. Parker | Heated shelf for a freeze-drying system having a leading folded edge that does not catch on food being removed from the system |
WO2016196110A1 (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | Ima Life North America Inc. | Bulk freeze drying using spray freezing and agitated drying with dielectric heating |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022231129A1 (en) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | 메디칸(주) | Vacuum freeze-dryer comprising apparatus for separating moisture from oil and method of controlling same |
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