RU2116590C1 - Sublimation drying method and apparatus - Google Patents
Sublimation drying method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116590C1 RU2116590C1 RU97108439A RU97108439A RU2116590C1 RU 2116590 C1 RU2116590 C1 RU 2116590C1 RU 97108439 A RU97108439 A RU 97108439A RU 97108439 A RU97108439 A RU 97108439A RU 2116590 C1 RU2116590 C1 RU 2116590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shelves
- condenser
- working
- sublimator
- working shelves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевому и медицинскому машиностроению, а именно к способам сублимационной сушки лекарственных препаратов и пищевых продуктов и устройствам для осуществления этих способов. The invention relates to food and medical engineering, and in particular to methods of freeze-drying of drugs and food products and devices for implementing these methods.
Наиболее близким по технической сущности является способ сублимационной сушки, включающий замораживание продуктов, сублимацию продуктов путем создания вакуума в сублиматоре и конденсаторе, подвод регулируемого по величине тепла рабочим полкам сублиматора (SU, авторское свидетельство, 606058, F 26 B 5/06, 1978). The closest in technical essence is the method of freeze-drying, including freezing products, sublimation of products by creating a vacuum in a sublimator and a condenser, supply of heat regulated to the working shelves of the sublimator (SU, copyright certificate 606058, F 26
Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная тем, что подвод тепла к рабочим полкам сублиматора производится промежуточным термоносителем от дополнительных источников, например ТЭНов, что вызывает повышенный расход энергии. Кроме того, не обеспечивается плавная (бесступенчатая) регулировка процесса сублимации, что вызывает понижение качества продукта при заданной программе сублимации, т.к. мощность ТЭНов может регулироваться только ступенчато. The disadvantage of this method is the low efficiency due to the fact that the heat is supplied to the working shelves of the sublimator by an intermediate heat carrier from additional sources, for example, heating elements, which causes an increased energy consumption. In addition, it does not provide a smooth (stepless) adjustment of the sublimation process, which causes a decrease in product quality with a given sublimation program, because the power of the heating elements can only be adjusted stepwise.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности способа сублимационной сушки за счет использования тепла, вырабатываемого в контуре, и обеспечения возможности плавной регулировки процесса сублимации. An object of the invention is to increase the efficiency of the method of freeze-drying by using the heat generated in the circuit, and providing the possibility of smooth adjustment of the sublimation process.
Указанная техническая задача достигается тем, что в способе сублимационной сушки, включающем замораживание продуктов, сублимацию продуктов путем создания вакуума в сублиматоре и конденсаторе, подвод регулируемого по величине тепла рабочим полкам сублиматора, в качестве термоносителя используется сжатый газ, подвод регулируемого по величине холода конденсатору осуществляется с помощью термоносителя, движущегося по контуру, производится оттайка конденсатора, процесс сублимации осуществляется с помощью установленных в технологической последовательности компрессора, детандера, теплообменников, рабочих полок сублиматора, конденсатора, распределительных и регулирующих клапанов, а регулирование подвода тепла и холода рабочим полкам сублиматора производят регулированием давления сжатого газа в контуре от внешнего источника, или сбором сжатого газа из контура в атмосферу, или изменением числа оборотов двигателя холодильной машины. The specified technical problem is achieved by the fact that in the method of freeze-drying, which includes freezing the products, sublimating the products by creating a vacuum in a sublimator and a condenser, supplying heat to the working shelves of the sublimator is supplied, a compressed gas is used as a heat carrier, and a condenser controlled by the magnitude of the cold is supplied with With the help of the heat carrier moving along the circuit, the condenser is defrosted, the sublimation process is carried out using the technological the sequence of the compressor, expander, heat exchangers, working shelves of the sublimator, condenser, distribution and control valves, and the supply of heat and cold to the working shelves of the sublimator is controlled by controlling the pressure of the compressed gas in the circuit from an external source, or by collecting compressed gas from the circuit into the atmosphere, or by changing engine speed of the chiller.
Для осуществления способа сублимациионной сушки служит установка сублимационной сушки. To implement the method of freeze-drying is the installation of freeze-drying.
Наиболее близкой по технической сущности и решаемой задаче является установка для сублимационной сушки, содержащая сублиматор с рабочими полками, контур подачи в рабочие полки термоносителя и средство для вертикального перемещения рабочих полок (SU, авторское свидетельство, 606058, F 26 B 5/06, 1978). The closest in technical essence and the problem to be solved is the installation for freeze-drying, containing a freeze dryer with working shelves, a feed circuit into the working shelves of the heat carrier and means for the vertical movement of working shelves (SU, copyright certificate 606058, F 26
Недостатком этой установки является низкая эффективность использования постороннего источника нагрева, в частности ТЭНов, регулирование мощности которых осуществляется ступенчато, что приводит к снижению качества сублимированного продукта. The disadvantage of this installation is the low efficiency of using an extraneous heating source, in particular, heating elements, the power regulation of which is carried out stepwise, which leads to a decrease in the quality of the freeze-dried product.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности и качества обрабатываемой продукции. The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency and quality of processed products.
Указанная техническая задача достигается тем, что в установке для осуществления способа сублимационной сушки по п.1, содержащей сублиматор с рабочими полками, контур подачи в рабочие полки термоносителя, средство для вертикального перемещения рабочих полок, сублиматор связан с холодильной машиной, соединенной с конденсатором, холодильная машина выполнена в виде турбохолодильника, контур подачи в рабочие полки термоносителя снабжен компрессором, детандером и теплообменниками турбохолодильника, распределительными и регулирующими клапанами, а выход горячего воздуха турбохолодильника соединен с входом рабочих полок или с входом конденсатора, выход горячего воздуха рабочих полок или конденсатора - с атмосферой, выход холодного воздуха турбохолодильника соединен или с входом в конденсатор, или с входом рабочих полок, а вход холодного воздуха турбохолодильника соединен или с выходом конденсатора, или с выходом рабочих полок, рабочие полки выполнены из стандартных алюминиевых полых панелей, имеющих внутренние каналы, число которых кратно двум, при этом каналы с одного торца каждой полки сообщены последовательно каждый первый с четвертым, с другого торца - каждый второй - с третьим, а каждые два канала по боковым граням полки, не имеющие входа и выхода на торцы полки, сообщены между собой, верхняя рабочая полка жестко закреплена в корпусе сублиматора, а средство для вертикального перемещения полок выполнено в виде стержней регулируемой длины, в каждом углу каждой рабочей полки имеется по крайней мере два отверстия, перпендикулярных ее плоскости, в каждом из которых размещен один из стержней регулируемой длины, связывающий каждую предыдущую полку с последующей, расположенной ниже. The specified technical problem is achieved by the fact that in the installation for implementing the method of freeze-drying according to
Выполнение холодильной машины в виде турбохолодильника и снабжение контура подачи в рабочие полки термоносителя компрессора, детандером и теплообменниками турбохолодильника и распределительными и регулирующими клапанами приводит к повышению эффективности холодильной машины за счет использования не только холода, получаемого после турбодетандера, но и тепла, образующегося после компрессора. The implementation of the refrigeration machine in the form of a turbo-refrigerator and the supply of the supply circuit to the working shelves of the compressor thermal carrier, the expander and heat exchangers of the turbo-refrigerator, and the distribution and control valves leads to an increase in the efficiency of the refrigeration machine due to the use not only of the cold received after the turboexpander, but also of the heat generated after the compressor.
Соединение выхода горячего воздуха турбохолодильника с входом рабочих полок, или конденсатора, выхода горячего воздуха рабочих полок, или конденсатора с атмосферой, выхода холодного воздуха турбохолодильника с входом в конденсатор или рабочие полки, а вход холодного воздуха турбохолодильника с выходом конденсатора или рабочих полок позволяет осуществить предварительное замораживание продукта, его сублимацию, оттайку конденсатора и стерилизацию рабочих полок, что повышает эффективность установки в целом. The connection of the hot air outlet of the turbo-refrigerator with the inlet of the working shelves, or the condenser, the hot air outlet of the working shelves, or the condenser with the atmosphere, the cold air outlet of the turbo-refrigerator with the inlet of the condenser or the working shelves, and the cold air inlet of the turbo-refrigerator with the output of the condenser or working shelves allows preliminary product freezing, sublimation, condenser defrosting and sterilization of work shelves, which increases the overall installation efficiency.
Выполнение средства для перемещения рабочих полок в виде стержней регулируемой длины дает возможность регулировать промежуток между полками для установки флаконов различной высоты. Кроме того, появляется возможность установки дополнительных полок при снижении интенсивности сублимации для продуктов, требующих "растяжки" процесса сублимации во времени. The implementation of the means for moving the working shelves in the form of rods of adjustable length makes it possible to adjust the gap between the shelves for installing bottles of different heights. In addition, it becomes possible to install additional shelves while reducing the sublimation intensity for products requiring a “stretching” of the sublimation process in time.
Выполнение рабочих полок из стандартных алюминиевых панелей (обычно применяются панели ПК 1018; Профили прессованные из алюминиевых и магниевых сплавов. Каталог-справочник, кн. 1.-М.: Металлургия, 1989, с.508), имеющих внутренние каналы, число которых кратно двум, при этом каналы с одного торца каждой полки сообщены последовательно каждый первый с четвертым, а с другого торца - каждый второй с третьим, а каждые два канала по боковым граням полки, не имеющие входа и выхода на торцы полки, сообщены между собой, дает возможность получения наименьшей неравномерности нагрева (или охлаждения) рабочих полок, т.к. внутренняя поверхность рабочих полок имеет (при описанной выше конструкции) наибольшую площадь соприкосновения с термоносителем. Work shelves made of standard aluminum panels (PC 1018 panels are usually used; extruded profiles made of aluminum and magnesium alloys. Directory-book, book 1.-M .: Metallurgy, 1989, p. 508) having internal channels, the number of which is a multiple two, while the channels from one end of each shelf are communicated sequentially every first and fourth, and from the other end - every second and third, and every two channels along the side faces of the shelf, not having an entrance and exit to the ends of the shelf, are interconnected, gives the ability to get the smallest ner vnomernosti heating (or cooling) working shelves, because the inner surface of the working shelves (with the design described above) has the largest contact area with the heat carrier.
При этом для удобства компоновки входы и выходы могут располагаться с одного или с разных торцов полок, а количество входов и выходов может быть более двух. At the same time, for the convenience of layout, the inputs and outputs can be located from one or from different ends of the shelves, and the number of inputs and outputs can be more than two.
На фиг.1 изображен общий вид установки; на фиг.2 - схема соединения турбохолодильника с каналами рабочих полок и каналами конденсатора; на фиг.3 - варианты выполнения рабочих полок; на фиг.4 - средство для обеспечения вертикального перемещения рабочих полок. Figure 1 shows a General view of the installation; figure 2 - connection diagram of a turbofan with channels of working shelves and channels of the condenser; figure 3 - embodiments of the working shelves; figure 4 - means for ensuring vertical movement of the working shelves.
Установка для обеспечения способа сублимационной сушки содержит сублиматор 1 с рабочими полками 2, связанными с холодильной машиной, выполненной в виде турбохолодильника 3, связанный с последним конденсатором 4, контур подачи в рабочие полки термоносителя и средство для вертикального перемещения рабочих полок, выполненное в виде стержней 5 регулируемой длины. Контур подачи в рабочие полки термоносителя включает компрессор 6, детандер 7, теплообменники 8 турбохолодильника 3, рабочие полки 2, распределительные клапаны 9, регулирующий клапан 10. Installation for providing a method of freeze-drying contains a
На одном или на разных торцах каждой рабочей полки 2 выполнены по меньшей мере один вход 11 и один выход 12 воздуха. В каждом углу каждой рабочей полки имеется по крайней мере два отверстия, перпендикулярных ее плоскости. At one or at different ends of each working
Выход 13 горячего воздуха турбохолодильника 3 соединен с входом 11 рабочих полок 2 или с входом 14 конденсатора, а выход 12 горячего воздуха из полок 2 и выход 15 конденсатора 4 - с атмосферой. Выход 16 холодного воздуха из турбохолодильника 3 соединен или с входом 14 в конденсатор 4, или с входом 11 рабочих полок, а вход 17 холодного воздуха турбохолодильника соединен с выходом 15 конденсатора или с выходом 12 рабочих полок. The outlet 13 of hot air of the turbo refrigerator 3 is connected to the
Рабочие полки выполнены из стандартных полых алюминиевых панелей типа ПК 1018, имеющих внутренние каналы 18, число которых кратно двум, при этом каналы 18 с одного торца каждой полки соединены последовательно каждый первый с четвертым, а с другого торца - каждый второй с третьим, а каждые два канала 18 по боковым граням, не имеющие входа и выхода на торцы полки, сообщены между собой. The working shelves are made of standard hollow aluminum panels of the type PK 1018, having
Для удобства компоновки в камере сублиматора и конденсатора вход 11 и выход 12 могут располагаться с одного или разных торцов полок, а количество их может быть больше двух (см. фиг.3, где представлены по крайней мере два варианта расположения входов и выходов). For convenience, the arrangement in the chamber of the sublimator and the capacitor, the
Для исключения взаимодействия алюминия с пищевыми продуктами и лекарственными средствами полки 2 сублиматора имеют соответствующее покрытие. To exclude the interaction of aluminum with food products and medicines,
Средство для вертикального перемещения рабочих полок 2 выполнено в виде стержней 5 регулируемой длины. В каждом углу каждой рабочей полки имеется по крайней мере два отверстия, перпендикулярных ее плоскости. В одном из отверстий размещен один из стержней 5, связывающий верхнюю полку с расположенной ниже, в другом отверстии другой стержень, связывающий последнюю с полкой, последующей за ней, и т.д. В каждом углу каждой рабочей полки может быть выполнено третье отверстие для утопления выступающих элементов крепления стержня. При этом самая верхняя полка 2 жестко закреплена в корпусу сублиматора 1. Последняя нижняя полка связана подвижно с упором 19 гидроцилиндра 20. Means for vertical movement of the working
Сублиматор 1 и конденсатор 4 разделены разделительным клапаном 21. Сублиматор 1 и конденсатор 4 оснащены крышками 22 и 23 соответственно. Полости сублиматора и конденсатора сообщены вакуумными насосами 24. На выходе 13 горячего воздуха турбохолодильника 3 установлен регулирующий клапан 10 для сброса горячего воздуха в атмосферу и регулирования скорости сублимации. Конденсатор 4 имеет кран 25 для слива воды. The
Способ сублимационной сушки на данной установке осуществляется следующим образом. The method of freeze-drying on this installation is as follows.
С помощью установленных в технологической последовательности компрессора, детандера, теплообменников, рабочих полок сублиматора, конденсатора, распределительных и регулирующих клапанов термоноситель (сжатый газ) циркулирует и производит плавно регулируемый подвод тепла и холода рабочим полкам сублиматора и конденсатора. Using the compressor, expander, heat exchangers, working shelves of the sublimator, condenser, distribution and control valves installed in the technological sequence, the heat carrier (compressed gas) circulates and makes continuously adjustable heat and cold supply to the working shelves of the sublimator and condenser.
Работа установки разделяют на три стадии. The installation is divided into three stages.
1. Замораживание. На этой стадии на рабочие полки 2 сублиматора 1 помещают обрабатываемый продукт (не показано), Разделительный клапан 21 и крышки 22 и 23 закрываются. Включается турбохолодильник 3, горячий и холодный воздух которого посредством распределительных клапанов 9 распределяются следующим образом. Холодный воздух из выхода 16 турбохолодильника поступает на вход 11 рабочих полок 2, отдает холод продукту и возвращается обратно во вход 17 холодного воздуха турбохолодильника 3. Горячий воздух из выхода 13 турбохолодильника 3 практически весь выбрасывается через регулирующий клапан 10. 1. Freezing. At this stage, the processed product (not shown) is placed on the working
2. Сублимация. Полости сублиматора 1 и конденсатор 4 вакуумируются вакуумными насосами 24. Регулирующие клапаны 9 соответственно переключаются, и холодный воздух поступает на вход 14 конденсатора 4 и возвращается во вход 17 холодного воздуха турбохолодильника 3, а горячий воздух поступает на вход 11 рабочих полок 2, выход через выход 12 и выбрасывается в атмосферу. Разделительный клапан 21 открывается. 2. Sublimation. The cavities of the
Регулирование скорости сублимации производится регулированием проходного сечения регулирующего клапана 10 либо регулированием числа оборотов двигателя (не показано) турбохолодильной машины 3. При регулировке производительности давлением выход воздуха в атмосферу соединен с входом 26 турбохолодильника (не показано). При этом в контуре устанавливают теплообменник (не показано), охлаждаемый водой, а регулирующий клапан 10 закрывается. The speed of sublimation is controlled by adjusting the flow area of the
В случае размещения на рабочих полках 2 продукта во флаконах с герметическими крышками (во время сублимации пары жидкости выходят в прорезях крышек - на чертеже не показано) происходит закупорка флаконов после окончания стадии сублимации. Гидроцилиндр 20 перемещает упор 19 вверх и соответственно перемещает полки 2 вверх до их полного смыкания, т.е. закупорки флаконов. Полки имеют возможность перемещаться по направляющим (не показано). If 2 products are placed on the working shelves in bottles with hermetic caps (during sublimation, liquid vapor escapes through the slots of the caps — not shown in the drawing), the bottles are clogged after the end of the sublimation stage. The
3. Оттайка льда конденсатора. Эта стадия обычно совмещается с замораживанием продукта для сокращения цикла сушки. Горячий воздух из выхода 13 турбохолодильника 3 поступает на вход 14 конденсатора 4, выходит из него через выход 15 и через распределительный клапан 9 - в атмосферу. Лед превращается в воду, которая через кран 25 сливается. 3. Condenser ice defrost. This step is usually combined with freezing the product to shorten the drying cycle. Hot air from the outlet 13 of the turbo-refrigerator 3 enters the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108439A RU2116590C1 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Sublimation drying method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108439A RU2116590C1 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Sublimation drying method and apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2116590C1 true RU2116590C1 (en) | 1998-07-27 |
RU97108439A RU97108439A (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=20193236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108439A RU2116590C1 (en) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | Sublimation drying method and apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2116590C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546150C2 (en) * | 2013-08-05 | 2015-04-10 | Николай Владимирович Алкеев | Control method of sublimation drying process of biopreparations in bottles |
WO2022220836A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Ima Life North America Inc. | Cooling system for freeze dryer |
-
1997
- 1997-05-30 RU RU97108439A patent/RU2116590C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546150C2 (en) * | 2013-08-05 | 2015-04-10 | Николай Владимирович Алкеев | Control method of sublimation drying process of biopreparations in bottles |
WO2022220836A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Ima Life North America Inc. | Cooling system for freeze dryer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6131398A (en) | Apparatus and method for cooling a product | |
JPH02126071A (en) | Refrigerating mechanism | |
KR20020084688A (en) | Medium temperature refrigerated merchandiser | |
CN1165734C (en) | Operation method of commercial refrigeration system | |
CA2282866A1 (en) | Freeze drying with reduced cryogen consumption | |
US5740678A (en) | Impingement jet freezer and method | |
RU2116590C1 (en) | Sublimation drying method and apparatus | |
EP0208526A3 (en) | Refrigeration method and apparatus | |
RU2119622C1 (en) | Vacuum sublimation plant for drying biological materials | |
AU5818090A (en) | Air treatment plant and method for balancing pressure differences in such a plant | |
US5520006A (en) | Airflow and defrosting system for refrigeration systems and apparatus | |
KR100374167B1 (en) | The refrigerating system with bypass | |
US5438845A (en) | Refrigeration device | |
KR102145828B1 (en) | Precise control freeze drying device using compressor hot gas | |
AU766805B2 (en) | A refrigerator | |
CN1474148A (en) | Refrigerator shelf | |
RU97108439A (en) | SUBLIMATION DRYING METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
KR200230030Y1 (en) | Showcase | |
WO1996021130A1 (en) | Chillers | |
SU1131491A1 (en) | Thermal pumping plant for heat treatment of liquid food products | |
CN216694190U (en) | Mesh belt instant freezer capable of realizing longitudinal adjustment of jet nozzle | |
KR20030027368A (en) | separate-cooling type refrigerator | |
JPS5812042B2 (en) | Steam condenser in vacuum equipment | |
RU2095703C1 (en) | Multi-chamber refrigerator | |
CN218821075U (en) | Air refrigerating system and vacuum freeze dryer |