RU2131102C1

RU2131102C1 - Multi-section vacuum-freeze drier with stepped reduction of pressure

Info

Publication number: RU2131102C1
Application number: RU98101022A
Authority: RU
Inventors: И.Т. Кретов; С.Т. Антипов; Г.И. Мосолов; М.Н. Сидоров
Original assignee: Воронежская государственная технологическая академия
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 1999-05-27

Abstract

FIELD: pharmaceutic, microbiological and food industries. SUBSTANCE: vacuum-freeze drier has vacuum chamber, vacuum pump, defreezer, and heaters. Vacuum chamber consists of sections parallel-connected by collector and successively connected sections which represent shell with transverse partition. The latter is made of heat-conducting material. It divides section into two cavities coupled to each other through branch pipe with shut-off valve. Upper cavity of every section is provided additionally with louver-shaped partition and branch pipe with shut-off valve mounted for coupling to defreezer and vacuum pump. EFFECT: reduced power consumption. 1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в химической, микробиологической и пищевой промышленности. The present invention relates to drying equipment and can be used in the chemical, microbiological and food industries.

Известен нагревательно-сушильный блок для сублимационной установки (а.с. N 922469, F 26 B 5/06, 1982), содержащий секции, последовательно установленные одна над другой. Недостатком данного устройства является необходимость применения герметичной камеры для проведения процесса сушки и использования нагревательных элементов в каждой секции. Known heating and drying unit for a sublimation unit (a.s. N 922469, F 26 B 5/06, 1982) containing sections sequentially mounted one above the other. The disadvantage of this device is the need to use a sealed chamber for carrying out the drying process and the use of heating elements in each section.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для сублимационной сушки (а.с. N 1430699 A1, F 26 B 5/06, 1988), содержащая вакуумную камеру, размещенные в ней конденсатор и нагреватель. Недостатком устройства является невозможность организации непрерывного процесса загрузки противней в сушилку и использование нагревательных элементов для каждого противня. The closest in technical essence and the achieved effect is the installation for freeze-drying (a.s. N 1430699 A1, F 26 B 5/06, 1988), containing a vacuum chamber, a condenser and a heater placed in it. The disadvantage of this device is the inability to organize a continuous process of loading baking sheets into the dryer and the use of heating elements for each baking sheet.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат на сублимацию и десублимацию. The objective of the invention is to reduce energy consumption for sublimation and sublimation.

Поставленная задача достигается тем, что в многосекционной вакуум-сублимационной сушилке со ступенчатым понижением давления, содержащей вакуумную камеру, вакуум-насос, десублиматор, нагреватели, вакуумная камера состоит из параллельно соединенных коллектором секций и подключенных к нему, последовательно соединяющихся секций, представляющих собой обечайку, имеющую поперечную перегородку, которая выполнена из теплопроводного материала и разделяет секцию на две полости, причем эти полости соединяются посредством патрубка с запирающим клапаном, а верхняя полость каждой секции снабжена дополнительно перегородкой, выполненной ввиде жалюзи и патрубком с запирающим клапаном, установленным с возможностью подключения к десублиматору и вакуум-насосу. The problem is achieved in that in a multi-section vacuum freeze-dryer with a step-by-step pressure reduction containing a vacuum chamber, a vacuum pump, a desublimator, heaters, a vacuum chamber consists of sections connected in parallel to the collector and connected to it, successively connected sections that are a shell, having a transverse baffle, which is made of heat-conducting material and divides the section into two cavities, and these cavities are connected by means of a pipe with locking valve and the upper section of each cavity is provided with a further baffle plate made vvide blinds and socket with the locking valve installed to be connected to desublimator and vacuum pump.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен разрез вакуумной камеры многосекционной вакуум-сублимационной сушилки со ступенчатым понижением давления. The invention is illustrated in the drawing, which shows a section of the vacuum chamber of a multi-section vacuum sublimation dryer with a stepwise pressure reduction.

Вакуумная камера состоит из секций 1, нагревателей 2, коллектора 3, при этом секция представляет собой обечайку 4 с перегородкой 5, выполненной из теплопроводного материала, разделяющей секцию на две полости 6 и 7, причем верхняя полость ограничивается съемной перегородкой 8, выполненной ввиде жалюзи, при этом полости секции соединяются посредством патрубка 9 с запирающим клапаном 10, а каждая секция снабжена патрубком 11 с запирающим клапаном 12. The vacuum chamber consists of sections 1, heaters 2, collector 3, while the section is a shell 4 with a partition 5 made of heat-conducting material, dividing the section into two cavities 6 and 7, and the upper cavity is limited by a removable partition 8 made in the form of blinds, wherein the cavity of the section is connected by means of a pipe 9 with a locking valve 10, and each section is equipped with a pipe 11 with a locking valve 12.

Многосекционная вакуум-сублимационная сушилка со ступенчатым понижением давления работает следующим образом. A multi-section vacuum freeze-dryer with a stepwise pressure reduction works as follows.

Циклическая загрузка секции осуществляется путем установки очередной секции с предварительно замороженным продуктом между коллектором и последовательно соединенными секциями, подключенными к десублиматору и вакуум-насосу. The cyclic loading of the section is carried out by installing another section with a pre-frozen product between the collector and the sections connected in series connected to the desublimator and the vacuum pump.

После чего верхнюю секцию исключают из последовательно соединенной части вакуумной камеры переключением десублиматора и вакуум-насоса на нижестоящую секцию и закрытием соответствующих запирающих клапанов и жалюзи. After that, the upper section is excluded from the series-connected part of the vacuum chamber by switching the desublimator and the vacuum pump to the lower section and closing the corresponding shut-off valves and shutters.

Исключенная секция подключается к параллельно соединенной части вакуумной камеры вместо секции с высохшим продуктом путем закрытия-открытия соответствующих жалюзи и запирающих клапанов. The excluded section is connected to the parallel-connected part of the vacuum chamber instead of the section with the dried product by closing-opening the corresponding blinds and shut-off valves.

Выгрузка высохшего продукта осуществляется из секции, отключенной от коллектора. Unloading of the dried product is carried out from the section disconnected from the collector.

В процессе работы многосекционной вакуум-сублимационной сушилки со ступенчатым понижением давления регулирование давления в каждой секции осуществляется запорными клапанами таким образом, что оно повышается по мере их удаления от десублиматора и вакуум-насоса, при этом в паралелльно соединенных секциях давление выравнивается посредством коллектора. During the operation of a multi-section vacuum sublimation dryer with a stepwise decrease in pressure, the pressure in each section is controlled by shut-off valves so that it increases as they move away from the desublimator and the vacuum pump, while in parallel-connected sections the pressure is equalized by means of a manifold.

Тепло- и массообмен в предлагаемой сушилке осуществляется следующим образом: пар, образовавшийся в параллельно соединенных секциях при подведении тепла к продукту, от внешних нагревателей под действием перепада давления между секциями перетекает в секцию с более низким давлением, при этом происходит теплообмен между поверхностью сублимации замороженного продукта, находящегося в секции с более низким давлением и насыщенным паром, через теплопроводящую перегородку, вследствие разности температур насыщенных паров. При этом на теплопроводящей перегородке происходит конденсация (десублимация) пара, а с поверхности замороженного продукта сублимация влаги, т.к. процесс конденсации экзотермический. Heat and mass transfer in the proposed dryer is carried out as follows: steam generated in parallel-connected sections when heat is applied to the product from external heaters under the influence of a pressure differential between the sections flows into the section with a lower pressure, and heat exchange occurs between the sublimation surface of the frozen product located in the section with a lower pressure and saturated vapor, through a heat-conducting partition, due to the temperature difference of saturated vapors. In this case, steam is condensed (desublimated) on the heat-conducting partition, and moisture is sublimated from the surface of the frozen product, because exothermic condensation process.

Аналогичные процессы конденсации-испарения происходят в период постоянной скорости сушки в каждой последовательно соединенной секции. Similar processes of condensation-evaporation occur during a period of constant drying speed in each series-connected section.

Claims

A multi-section vacuum sublimation dryer with a step-down pressure reduction containing a vacuum chamber, a vacuum pump, a desublimator, heaters, characterized in that the vacuum chamber consists of sections connected in parallel and connected to the collector, and series-connected sections that are a shell having a transverse partition , which is made of heat-conducting material and divides the section into two cavities, and these cavities are connected through a pipe with a locking valve, and the upper olost each section is further provided with a partition formed in a louver and the sleeve with a locking valve which is provided to be connected to desublimator and vacuum pump.