RU2458300C1 - Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas - Google Patents

Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas Download PDF

Info

Publication number
RU2458300C1
RU2458300C1 RU2011112627/06A RU2011112627A RU2458300C1 RU 2458300 C1 RU2458300 C1 RU 2458300C1 RU 2011112627/06 A RU2011112627/06 A RU 2011112627/06A RU 2011112627 A RU2011112627 A RU 2011112627A RU 2458300 C1 RU2458300 C1 RU 2458300C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum
product
freezing
desublimator
sublimation
Prior art date
Application number
RU2011112627/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Евгеньевич Добромиров (RU)
Владимир Евгеньевич Добромиров
Сергей Васильевич Шахов (RU)
Сергей Васильевич Шахов
Ирина Станиславовна Моисеева (RU)
Ирина Станиславовна Моисеева
Татьяна Игоревна Некрылова (RU)
Татьяна Игоревна Некрылова
Николай Михайлович Некрылов (RU)
Николай Михайлович Некрылов
Джуахра Тарик (RU)
Джуахра Тарик
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА)
Priority to RU2011112627/06A priority Critical patent/RU2458300C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458300C1 publication Critical patent/RU2458300C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/85Food storage or conservation, e.g. cooling or drying

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: cryogenic vacuum-and sublimation installation with complex usage of inert gas includes a device for preliminary freezing of the product, a vacuum-and sublimation drier with a sealed drying chamber wherein a perforated drum and a heating element are positioned; the element is designed in the form of a coil installed in the bottom zone of the drum, its cross-section having the form of a segment; the heating element is the cooling agent cooler and is designed with the spacing between the tubes amounting to no more than 15 mm; the element inlet nipple is connected to the pump line of the desublimator cooling machine while the outlet nipple is connected to the low-pressure line of the cooling agent feed into the cooling machine; the drier chamber is connected to the vacuum-pumping system via the desublimator; the novelty is in the following: the device for preliminary freezing of the product is represented by a tunnel-type cryogenic fast-freezing aggregate (its frozen product feeding conveyor connected to the vacuum-and-sublimation drier doser, the drier heating element made of a material with high heat-conduction coefficient or a semi-permeable material) while the desublimator cooling machine is represented by a gas liquefaction machine working according to the Stirling reverse cycle principle; the machine nipple for feeding liquefied gas is connected to the desublimator represented by a nitrogen trap and to the fast-freezing aggregate nozzles; the nitrogen trap is installed between the vacuum-and- sublimation drier chamber and the vacuum pump; the exhaust gas outlet nipple of the cryogenic fast-freezing aggregate and the outlet nipple of the vacuum pump are connected to the inlet nipple of a membrane apparatus while its outlet nipple for inert gas cleared of impurities is connected to the automatic packaging device.
EFFECT: product fast freezing with cells preservation taking place within the whole bulk, enhancement of the sublimation process intensity due to ensuring highly efficient combined energy input to the product by varied methods.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства сублимированных пищевых продуктов.The invention relates to the food industry and can be used for the production of freeze-dried foods.

Известна сублимационная сушильная установка фирмы Secfroid (Швейцария) [Шумский К.П. Основы расчета вакуум-сублимационной аппаратуры [Текст]: учебное пособие для ВТУЗов / К.П.Шумский, А.И.Мялкин, И.С.Масимовская. - Л.: Машиностроение, 1987 г., 159 с.], включающая вакуум-сублимационную камеру со встроенным десублиматором (конденсатором) с холодильной машиной, вакуумный насос и холодильную камеру с холодильной установкой.Known freeze-drying plant company Secfroid (Switzerland) [Shumsky K.P. Fundamentals of calculating vacuum sublimation equipment [Text]: a manual for technical colleges / KP Shumsky, A.I. Myalkin, I.S. Masimovskaya. - L .: Engineering, 1987, 159 pp.], Including a vacuum sublimation chamber with an integrated desublimator (condenser) with a refrigeration machine, a vacuum pump and a refrigeration chamber with a refrigeration unit.

Недостатком известной сублимационной сушильной установки являются высокие энергетические затраты, связанные с нерациональным использованием энергии при предварительном замораживании и вакуумном обезвоживании, т.е. отсутствует взаимная компенсация энергетических потоков на разных стадиях проведения процесса.A disadvantage of the known freeze-drying oven is the high energy costs associated with the irrational use of energy during preliminary freezing and vacuum dehydration, i.e. there is no mutual compensation of energy flows at different stages of the process.

Известна сушилка для непрерывной сублимационной сушки жидких продуктов [Патент РФ 2119620, МПК Кл.7 F26B 5/06, 9/06, 27.09.1998. Бюл. №27], содержащая корпус, в котором размещены носители в виде перфорированных барабанов с питателями, выполненными в виде армированных шлангов из непроницаемого материала для хладоносителя эластичного материала, и содержащих каналы для жидкого продукта и каналы для подачи и отвода хладоносителя, десублиматор, источники теплоты.Known dryer for continuous freeze drying of liquid products [RF Patent 2119620, IPC Cl. 7 F26B 5/06, 9/06, 09/27/1998. Bull. No. 27], comprising a housing in which carriers are arranged in the form of perforated drums with feeders made in the form of reinforced hoses made of impermeable material for the coolant of an elastic material, and containing channels for a liquid product and channels for supplying and discharging a coolant, a desublimator, heat sources.

Недостатком известной сушилки является неэффективный тепло- и массообмен.A disadvantage of the known dryer is the inefficient heat and mass transfer.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является вакуум-сублимационная сушилка, работающая по принципу теплового насоса [Патент РФ №2119623, МПК Кл.7 F26B 5/06. Способ вакуум-сублимационного обезвоживания и установка для его осуществления / С.Т.Антипов, С.В.Шахов, Г.И.Мосолов, М.Н.Сидоров, М.Н.Шахова. - Заявл. 02.09.96, №96117574/06, опубл. в Б.И. №27, 1998], содержащая герметичную сушильную камеру, соединенную с десублиматором, и систему вакуумирования, перфорированный барабан, а также нагревательный элемент, имеющий в сечении форму сегмента и установленный в нижней зоне барабана, являющийся по отношению к хладагенту конденсатором, выполнен с шагом между трубками не более 15 мм, входной патрубок которого подсоединен к линии нагнетания компрессора десублиматора, а выходной - к линии низкого давления перед теплообменником промежуточного давления.The closest in technical essence and the achieved effect is a vacuum sublimation dryer operating on the principle of a heat pump [RF Patent No. 2196163, IPC Cl. 7 F26B 5/06. Vacuum sublimation dehydration method and installation for its implementation / S.T. Antipov, S.V. Shakhov, G.I. Mosolov, M.N. Sidorov, M.N. Shakhova. - Declared. 09/02/96, No. 96117574/06, publ. in B.I. No. 27, 1998], containing a sealed drying chamber connected to the desublimator, and a vacuum system, a perforated drum, and also a heating element having a sectional shape in section and installed in the lower zone of the drum, which is a condenser relative to the refrigerant, made in steps between tubes of not more than 15 mm, the inlet pipe of which is connected to the discharge line of the desublimator compressor, and the outlet pipe - to the low pressure line in front of the intermediate pressure heat exchanger.

Недостатком известной сушилки является низкая интенсивность процесса сублимации из-за неравномерного энергоподвода ко всем частицам продукта, несвоевременного удаления сублимировавших молекул воды из зоны сублимации, а также высокие энергетические затраты.A disadvantage of the known dryer is the low intensity of the sublimation process due to uneven energy supply to all particles of the product, untimely removal of sublimated water molecules from the sublimation zone, as well as high energy costs.

Технической задачей изобретения является повышение интенсивности процесса сублимации путем обеспечения высокоэффективного комбинированного подвода энергии к продукту разнообразными способами (кондуктивным, конвективным, энергетическими полями, радиационным и т.п.), своевременное и интенсивное удаление молекул воды из толщи слоя, а также высушенных частиц продукта из зоны обезвоживания, снижение энергетических затрат.An object of the invention is to increase the intensity of the sublimation process by providing a highly efficient combined energy supply to the product in a variety of ways (conductive, convective, energy fields, radiation, etc.), timely and intensive removal of water molecules from the thickness of the layer, as well as dried particles of the product from dehydration zones, reducing energy costs.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в криогенной вакуум-сублимационной установке с комплексным использованием инертного газа, включающей устройство для предварительного замораживания продукта, вакуум-сублимационную сушилку с герметичной сушильной камерой, внутри которой расположены перфорированный барабан и нагревательный элемент, выполненный в виде змеевика, установленного в нижней зоне барабана и имеющего в сечении форму сегмента, причем нагревательный элемент является по отношению к хладагенту охладителем и выполнен с шагом между трубками не более 15 мм, входной его патрубок подсоединен к линии нагнетания холодильной машины десублиматора, а выходной - к линии низкого давления подачи хладагента в холодильную машину, при этом камера сушилки соединена с системой вакуумирования через десублиматор, новым является то, что в качестве устройства для предварительного замораживания продукта используют криогенный скороморозильный агрегат туннельного типа, конвейер которого для подачи замороженного продукта соединен с дозатором вакуум-сублимационной сушилки, нагревательный элемент которой выполнен из материала с высоким коэффициентом теплопроводности или из полупроницаемого материала, а в качестве холодильной машины десублиматора используют машину для сжижения газа, работающую по принципу обратного цикла Стирлинга, патрубок подачи ожиженного газа которой соединен с азотоловушкой, используемой в качестве десублиматора, и с форсунками скороморозильного агрегата, при этом азотоловушка установлена между камерой вакуум-сублимационной сушилки и вакуумным насосом, причем выходной патрубок для отработанных газов криогенного скороморозильного агрегата и выходной патрубок вакуумного насоса соединены с входным патрубком мембранного аппарата, а его выходной патрубок для очищенного от посторонних примесей инертного газа соединен с упаковочным автоматом.The technical problem of the invention is achieved in that in a cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas, including a device for preliminary freezing of the product, a vacuum freeze dryer with a sealed drying chamber, inside which there is a perforated drum and a heating element made in the form of a coil installed in the lower zone of the drum and having a sectional shape of a segment, the heating element being a cooler with respect to the refrigerant and you it is filled with a pitch between the tubes of no more than 15 mm, its inlet pipe is connected to the discharge line of the desublimator chiller, and the outlet pipe is connected to the low pressure line of the refrigerant supply to the chiller, while the dryer chamber is connected to the vacuum system through the desublimator, it’s new that as a device for pre-freezing the product, a tunnel-type cryogenic quick-freezing unit is used, the conveyor of which is connected to a vacuum sublimation dispenser for feeding the frozen product loungers, the heating element of which is made of a material with a high coefficient of thermal conductivity or of a semipermeable material, and a gas liquefaction machine operating on the principle of the reverse Stirling cycle is used as a desublimator chiller, the liquefied gas supply pipe of which is connected to a nitrogen trap used as a desublimator, and with nozzles of the freezing unit, while a nitrogen trap is installed between the chamber of the vacuum freeze dryer and the vacuum pump, and the output the exhaust pipes of the cryogenic freezing unit and the outlet pipe of the vacuum pump are connected to the inlet pipe of the membrane apparatus, and its outlet pipe for the inert gas cleaned of impurities is connected to the packaging machine.

Технический результат изобретения заключается в повышении интенсивности процесса сублимации путем обеспечения высокоэффективного комбинированного подвода энергии к продукту разнообразными способами (кондуктивным, конвективным, энергетическими полями, радиационным и т.п.), в своевременном и интенсивном удалении молекул воды из толщи слоя за счет образования ассоциированных комплексов молекул азота с испарившимися молекулами воды, своевременном удалении высушенных частиц продукта из зоны обезвоживания, в снижении энергетических затрат благодаря комплексному использованию инертного газа, например азота.The technical result of the invention is to increase the intensity of the sublimation process by providing a highly efficient combined energy supply to the product in a variety of ways (conductive, convective, energy fields, radiation, etc.), in a timely and intensive removal of water molecules from the thickness of the layer due to the formation of associated complexes nitrogen molecules with evaporated water molecules, timely removal of dried product particles from the dehydration zone, in reducing energy waste due to the integrated use of an inert gas, such as nitrogen.

На фиг.1 представлена схема криогенной вакуум-сублимационной установки с комплексным использованием инертного газа, на фиг.2 - сушилка вакуум-сублимационная.Figure 1 presents a diagram of a cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas, figure 2 is a vacuum sublimation dryer.

Криогенная вакуум-сублимационная установка с комплексным использованием инертного газа (фиг.1) состоит из криогенного скороморозильного агрегата туннельного типа 1, сушилки вакуум-сублимационной 2, машины для сжижения газа 3, азотоловушки 4, аппарата мембранного 5, упаковочного автомата 6.The cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas (Fig. 1) consists of a tunnel type 1 cryogenic quick-freezing unit, a vacuum sublimation dryer 2, a gas liquefaction machine 3, nitrogen trap 4, a membrane unit 5, and a packaging machine 6.

Сушилка вакуум-сублимационная 2 (фиг.2) содержит разгрузочный шнек 8, барабан 9, цепную передачу 10, патрубок загрузочный 11, камеры 12, 13, штуцеры 14, 15, направляющую 16, поршень 17, патрубок разгрузочный 18 непрерывно действующего вакуумного затвора, источники ИК-нагрева 19, панель источников ИК-нагрева 20, нагревательный элемент 21, рукоятку 22, устройство для натяжения цепи 23, опору роликовую 24, патрубок разгрузочный 25. Для обеспечения вращения разгрузочного шнека 8 и барабана 9 предусмотрен общий привод 26.The vacuum freeze dryer 2 (Fig. 2) contains a discharge screw 8, a drum 9, a chain gear 10, a loading pipe 11, a chamber 12, 13, fittings 14, 15, a guide 16, a piston 17, a discharge pipe 18 of a continuously operating vacuum shutter, IR heating sources 19, a panel of IR heating sources 20, a heating element 21, a handle 22, a device for chain tension 23, a roller support 24, an unloading nozzle 25. A common drive 26 is provided for rotation of the unloading screw 8 and the drum 9.

Криогенная вакуум-сублимационная установка с комплексным использованием инертного газа работает следующим образом.A cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas works as follows.

Предварительно продукт подвергается интенсивному замораживанию жидким инертным газом, например азотом, в криогенном скороморозильном агрегате туннельного типа 1. Замороженный таким образом продукт направляется в вакуум-сублимационную сушилку 2 непрерывного действия, в которой посредством привода 26 приводится во вращение разгрузочный шнек 8 и через цепную передачу 10 - барабан 9. В загрузочный патрубок 11 непрерывно действующего вакуумного затвора, в камерах 12 и 13 которого предварительно создано разрежение путем подключения штуцеров 14, 15 к вакуумному насосу (не показан), подается замороженный продукт. Затем штуцеры 14, 15 соединяют с атмосферой, давление в камерах 12 и 13 увеличивается, по направляющей 16 перемещается поршень 17, и продукт выгружается во вращающийся барабан 9 через разгрузочный патрубок 18. При вращении барабана 9 продукт интенсивно перемешивается, измельчается и равномерно сохнет за счет теплоты источников инфракрасного нагрева 19, расположенных на панели 20, и теплоносителя, циркулирующего по нагревательному элементу, выполненному в виде змеевика 21.The product is preliminarily subjected to intensive freezing with a liquid inert gas, for example nitrogen, in a tunnel-type cryogenic quick-freezing unit 1. The product frozen in this way is sent to a continuous vacuum sublimation dryer 2, in which the discharge screw 8 is rotated by means of a drive 26 and through a chain transmission 10 - drum 9. Into the loading pipe 11 of a continuously operating vacuum shutter, in the chambers 12 and 13 of which a vacuum is previously created by connecting the fittings 14, 15 to a vacuum pump (not shown), a frozen product is supplied. Then the fittings 14, 15 are connected to the atmosphere, the pressure in the chambers 12 and 13 increases, the piston 17 moves along the guide 16, and the product is discharged into the rotating drum 9 through the discharge pipe 18. When the drum 9 is rotated, the product is intensively mixed, crushed and evenly dried due to heat sources of infrared heating 19 located on the panel 20, and the coolant circulating through the heating element, made in the form of a coil 21.

Для обеспечения более полного использования энергии от источников инфракрасного нагрева их панель 20 устанавливается рукояткой 22 под углом, соответствующим углу естественного откоса высушиваемого продукта. При прохождении по сплошному участку барабана 9 гранул продукта происходит полная сублимация влаги из мелкодисперсной фракции, после чего она удаляется через перфорированный участок за пределы барабана 9. Время прохождения продукта по сплошному участку регулируется изменением угла наклона к горизонту всей сушилки при помощи подъемника.To ensure a more complete use of energy from sources of infrared heating, their panel 20 is installed by the handle 22 at an angle corresponding to the angle of repose of the dried product. When 9 granules of the product pass through the continuous section of the drum 9, the moisture is completely sublimated from the finely divided fraction, after which it is removed through the perforated section outside the drum 9. The passage of the product through the continuous section is controlled by changing the angle of inclination to the horizon of the entire dryer using a lift.

В качестве теплоносителя используют инертный газ, например азот, высокого давления, подогретый в результате работы сжатия в машине для сжижения газа 3, работающей по обратному циклу Стерлинга, использующейся в качестве холодильной машины десублиматора.An inert gas, for example nitrogen, of high pressure, heated as a result of compression work in a gas liquefaction machine 3 operating in the reverse Sterling cycle, used as a desublimator refrigeration machine, is used as a heat carrier.

При выполнении нагревательного элемента 21 вакуум-сублимационной сушилки из материала с высоким коэффициентом теплопроводности теплообмен между инертным газом и продуктом осуществляется кондукцией.When the heating element 21 of the vacuum freeze dryer is made of a material with a high coefficient of thermal conductivity, heat exchange between the inert gas and the product is carried out by conduction.

В случае выполнения нагревательного элемента 21 вакуум-сублимационной сушилки из полупроницаемого материала подвод энергии к продукту осуществляется конвекцией путем просачивания через пористую поверхность молекул азота в слой продукта. Внутри слоя молекулы азота образуют с испарившимися молекулами воды ассоциированные комплексы, которые при этом играют роль переносчика молекул пара с поверхности сублимируемого продукта в окружающую среду, за счет того, что молекулы азота обладают большей энергией, чем молекулы воды. То есть кроме конвективной составляющей энергоподвода также обеспечивается транспортирующая роль нагретого в холодильной машине газа. В свою очередь пары азота в нагревательном элементе охлаждаются замороженным продуктом (т.е. осуществляется отвод теплоты), что предусмотрено условием работы машины для сжижения газа.In the case of the heating element 21 of the vacuum freeze dryer from a semipermeable material, energy is supplied to the product by convection by seeping through the porous surface of nitrogen molecules into the product layer. Inside the layer, nitrogen molecules form associated complexes with evaporated water molecules, which in this case play the role of a carrier of vapor molecules from the surface of the sublimated product into the environment, due to the fact that nitrogen molecules have more energy than water molecules. That is, in addition to the convective component of the energy supply, the transporting role of the gas heated in the refrigeration machine is also provided. In turn, the nitrogen vapor in the heating element is cooled by a frozen product (i.e. heat is removed), which is stipulated by the condition of the gas liquefaction machine.

Оставшиеся крупные гранулы продукта досушиваются в перфорированной части барабана 9, где высохший слой продукта отделяется от гранул за счет трения их между собой и о перфорацию барабана 9 и, просыпаясь через ячейки, удаляется разгрузочным шнеком 8 через разгрузочный патрубок 25.The remaining large granules of the product are dried in the perforated part of the drum 9, where the dried layer of the product is separated from the granules by friction between them and the perforation of the drum 9 and, waking up through the cells, is removed by the discharge screw 8 through the discharge pipe 25.

В качестве десублиматора используется азотоловушка 4, установленная между камерой вакуум-сублимационной сушилки и вакуум-насосом. Охлаждение адсорбирующих поверхностей азотоловушки осуществляется кипением в ее рубашке жидкого азота, что обеспечивает снижение нагрузки на вакуум-насос за счет высокой скорости прилипания молекул парогазовой смеси, отводимой из вакуумной камеры сушилки. Отработанный пар азота из нагревательного элемента сушилки и рубашки азотоловушки возвращается в машину для ожижения газа 3 для дальнейшего процесса охлаждения и фазового перехода в жидкое состояние. Отработанный азот в скороморозильном агрегате и неконденсирующиеся газы из вакуум-насоса подаются в мембранный аппарат 5, где инертный газ отделяется от сопутствующих газов и подается в упаковочный автомат 6 для длительного хранения в его среде в герметичной упаковке сублимированного продукта.As a desublimator, nitrogen trap 4 is used, which is installed between the chamber of the vacuum freeze dryer and the vacuum pump. The adsorption surfaces of the nitrogen trap are cooled by boiling liquid nitrogen in its jacket, which ensures a decrease in the load on the vacuum pump due to the high adhesion rate of the molecules of the vapor – gas mixture discharged from the vacuum chamber of the dryer. The spent nitrogen vapor from the heating element of the dryer and the nitrogen trap jacket is returned to the gas liquefaction machine 3 for the further cooling process and phase transition to a liquid state. The spent nitrogen in the freezing unit and non-condensable gases from the vacuum pump are supplied to the membrane unit 5, where the inert gas is separated from the associated gases and fed to the packaging machine 6 for long-term storage in its environment in a sealed packaging of the freeze-dried product.

Преимущества конструкции криогенной вакуум-сублимационной установки с комплексным использованием инертного газа по сравнению с существующими заключаются в том, что:The advantages of the design of a cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas compared to existing ones are that:

- происходит быстрое промерзание продукта по всему объему и обеспечивание сохранения его клеток вследствие образования мелких кристаллов льда, не повреждающих их оболочку, благодаря интенсивному замораживанию продукта жидким азотом в криогенном скороморозильном агрегате туннельного типа;- there is a quick freezing of the product throughout the volume and ensuring the preservation of its cells due to the formation of small ice crystals that do not damage their shell, due to the intensive freezing of the product with liquid nitrogen in a tunnel-type cryogenic freezing unit;

- повышается интенсивность процесса сублимации благодаря обеспечению высокоэффективного комбинированного подвода энергии к продукту разнообразными способами (кондуктивным, конвективным, энергетическими полями, радиационным и т.п.);- the intensity of the sublimation process increases due to the provision of a highly efficient combined energy supply to the product in a variety of ways (conductive, convective, energy fields, radiation, etc.);

- обеспечивается своевременное и интенсивное удаление молекул воды из толщи слоя за счет выполнения нагревательного элемента из полупроницаемого материала, через пористую поверхность которого осуществляется просачивание молекул азота в слой продукта, внутри которого образуют с испарившимися молекулами воды ассоциированные комплексы, выполняя при этом роль переносчика молекул пара с поверхности сублимируемого продукта в окружающую среду;- timely and intensive removal of water molecules from the thickness of the layer is ensured by performing a heating element from a semipermeable material through which porous nitrogen molecules leak into the product layer, inside which associated complexes are formed with evaporated water molecules, acting as a carrier of vapor molecules with surfaces of the sublimated product into the environment;

- достигается высокая скорость откачки молекул воды и неконденсирующихся газов из вакуум-сублимационной сушилки благодаря использованию азотоловушки, установленной на пути к вакуум-насосу;- a high speed of pumping out water molecules and non-condensable gases from the vacuum freeze dryer is achieved due to the use of a nitrogen trap installed on the way to the vacuum pump;

- обеспечивается своевременное удаление высохших частиц продукта из зоны обезвоживания за счет выполнения рабочего органа сушильной камеры в виде перфорированного барабана;- provides timely removal of dried particles of the product from the dehydration zone due to the implementation of the working body of the drying chamber in the form of a perforated drum;

- предотвращается возможность окисления продукта как в процессе обезвоживания, так и при последующем длительном хранении благодаря использованию на всех стадиях азота;- prevents the possibility of oxidation of the product both during dehydration and during subsequent long-term storage due to the use of nitrogen at all stages;

- позволяет интенсифицировать процесс сушки по сравнению с периодической сушилкой и значительно снизить энергозатраты на получение готового продукта;- allows you to intensify the drying process compared to a periodic dryer and significantly reduce energy costs for obtaining the finished product;

- достигается снижение энергетических и материальных затрат благодаря комплексному использованию азота.- achieved reduction in energy and material costs due to the integrated use of nitrogen.

Claims (2)

1. Криогенная вакуум-сублимационная установка с комплексным использованием инертного газа, включающая устройство для предварительного замораживания продукта, вакуум-сублимационную сушилку с герметичной сушильной камерой, внутри которой расположен перфорированный барабан и нагревательный элемент, выполненный в виде змеевика, установленного в нижней зоне барабана и имеющего в сечении форму сегмента, причем нагревательный элемент является по отношению к хладагенту охладителем и выполнен с шагом между трубками не более 15 мм, входной его патрубок подсоединен к линии нагнетания холодильной машины десублиматора, а выходной - к линии низкого давления подачи хладагента в холодильную машину, при этом камера сушилки соединена с системой вакуумирования через десублиматор, отличающаяся тем, что в качестве устройства для предварительного замораживания продукта используют криогенный скороморозильный агрегат туннельного типа, конвейер которого для подачи замороженного продукта соединен с дозатором вакуум-сублимационной сушилки, нагревательный элемент которой выполнен из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а в качестве холодильной машины десублиматора используют машину для сжижения газа, работающую по принципу обратного цикла Стирлинга, патрубок подачи сжиженного газа которой соединен с азотоловушкой, используемой в качестве десублиматора, и с форсунками скороморозильного агрегата, при этом азотоловушка установлена между камерой вакуум-сублимационной сушилки и вакуумным насосом, причем выходной патрубок для отработанных газов криогенного скороморозильного агрегата и выходной патрубок вакуумного насоса соединены с входным патрубком мембранного аппарата, а его выходной патрубок для очищенного от посторонних примесей инертного газа соединен с упаковочным автоматом.1. Cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas, including a device for pre-freezing the product, a vacuum sublimation dryer with a sealed drying chamber, inside which there is a perforated drum and a heating element made in the form of a coil installed in the lower zone of the drum and having in cross-section is the shape of a segment, the heating element being a cooler with respect to the refrigerant and made with a pitch between tubes of not more than 15 mm, the input the pipe is connected to the discharge line of the desublimator chiller, and the outlet is connected to the low pressure line of the refrigerant to the chiller, while the dryer chamber is connected to a vacuum system through the desublimator, characterized in that a tunnel-type cryogenic quick-freezing unit is used as a device for preliminary freezing of the product the conveyor of which for feeding the frozen product is connected to the dispenser of a vacuum freeze dryer, the heating element of which is made of ma terial with a high coefficient of thermal conductivity, and a gas liquefaction machine operating on the principle of the reverse Stirling cycle is used as a desublimator refrigerating machine, the liquefied gas supply pipe of which is connected to a nitrogen trap used as a desublimator and to nozzles of a quick-freezing unit, while a nitrogen trap is installed between a chamber of a vacuum freeze dryer and a vacuum pump, the outlet pipe for the exhaust gases of the cryogenic quick-freezing unit and the outlet pipe a vacuum pump connected to the inlet of the membrane device, and its outlet for cleaned from impurities of an inert gas is connected to the packaging machine. 2. Криогенная вакуум-сублимационная установка с комплексным использованием инертного газа по п.1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент вакуум-сублимационной сушилки выполнен из полупроницаемого материала. 2. The cryogenic vacuum sublimation unit with the integrated use of inert gas according to claim 1, characterized in that the heating element of the vacuum sublimation dryer is made of a semi-permeable material.
RU2011112627/06A 2011-04-01 2011-04-01 Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas RU2458300C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112627/06A RU2458300C1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112627/06A RU2458300C1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458300C1 true RU2458300C1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46849677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011112627/06A RU2458300C1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458300C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105698500A (en) * 2016-04-06 2016-06-22 安庆市凌康机电产品设计有限公司 Circulation convection drying device
CN109499090A (en) * 2018-12-25 2019-03-22 威格气体纯化科技(苏州)股份有限公司 A kind of apophorometer with control material processing environmental functional
RU2729309C1 (en) * 2019-08-07 2020-08-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Drying device
RU2746636C1 (en) * 2020-09-22 2021-04-19 Общество с ограниченной ответственностью "АРИКО-ФудТех" Continuous vacuum freeze-drying unit for homogenized and liquid food products
CN113720106A (en) * 2021-09-02 2021-11-30 南京蒙故奇科技有限公司 Medical vacuum freeze drying device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2119625C1 (en) * 1996-10-02 1998-09-27 Воронежская государственная технологическая академия Method of cyclic vacuum sublimation drying
RU2119621C1 (en) * 1996-06-05 1998-09-27 Воронежская государственная техническая академия Roller vacuum sublimation drier
RU2119623C1 (en) * 1996-09-02 1998-09-27 Воронежская государственная технологическая академия Method and plant for vacuum sublimation dehydration
RU2169323C1 (en) * 2000-05-06 2001-06-20 Воронежская государственная технологическая академия Continuous vacuum freeze drier working on inner carriers
EP2034263A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-11 BOC Edwards Pharmaceutical Systems Freeze drying chamber with external antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2119621C1 (en) * 1996-06-05 1998-09-27 Воронежская государственная техническая академия Roller vacuum sublimation drier
RU2119623C1 (en) * 1996-09-02 1998-09-27 Воронежская государственная технологическая академия Method and plant for vacuum sublimation dehydration
RU2119625C1 (en) * 1996-10-02 1998-09-27 Воронежская государственная технологическая академия Method of cyclic vacuum sublimation drying
RU2169323C1 (en) * 2000-05-06 2001-06-20 Воронежская государственная технологическая академия Continuous vacuum freeze drier working on inner carriers
EP2034263A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-11 BOC Edwards Pharmaceutical Systems Freeze drying chamber with external antenna

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105698500A (en) * 2016-04-06 2016-06-22 安庆市凌康机电产品设计有限公司 Circulation convection drying device
CN109499090A (en) * 2018-12-25 2019-03-22 威格气体纯化科技(苏州)股份有限公司 A kind of apophorometer with control material processing environmental functional
RU2729309C1 (en) * 2019-08-07 2020-08-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Drying device
RU2746636C1 (en) * 2020-09-22 2021-04-19 Общество с ограниченной ответственностью "АРИКО-ФудТех" Continuous vacuum freeze-drying unit for homogenized and liquid food products
WO2022066041A1 (en) * 2020-09-22 2022-03-31 Общество с ограниченной ответственностью "АРИКО-ФудТех" Vacuum freeze-drying apparatus of continuous type
CN113720106A (en) * 2021-09-02 2021-11-30 南京蒙故奇科技有限公司 Medical vacuum freeze drying device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2458300C1 (en) Cryogenic vacuum-and-sublimation installation with complex usage of inert gas
CN102987524B (en) Pulse spouted microwave freeze-drying device for granular conditioning food and homogenization efficient processing method
CN101126596A (en) Microwave vacuum freeze-drying apparatus for food and drug production
CN103123208B (en) Multifunctional vacuum drying oven and stage drying process thereof
WO2008025258A1 (en) A vacuum microwave drying apparatus
JPH09152268A (en) Freeze dryer
CN204678810U (en) The temperature controlled vacuum freeze drier of a kind of band
WO2020098279A1 (en) Super-ice temperature refrigerator
CN113280583A (en) Freeze drying method and apparatus
CN201781942U (en) Novel food freeze-drying device
US5121611A (en) Refrigeration apparatus and method of refrigeration
JPH07121354B2 (en) Granular dried product manufacturing method and vacuum freeze-drying apparatus
RU2746636C1 (en) Continuous vacuum freeze-drying unit for homogenized and liquid food products
CN104585840A (en) Continuous vacuum quick freezing device and continuous vacuum quick freezing method for foods
CN205718218U (en) A kind of novel freeze dryer
RU2357166C1 (en) Vacuum heat-labile material drying device
US10113796B2 (en) Liquid nitrogen (LIN) integrated lyophilization system for minimizing a carbon footprint
US3466756A (en) Method for dehydrating materials
JPH0642867A (en) Tumbler type rotary dryer
CN111551008A (en) Microwave vacuum drying equipment
CN217083096U (en) Freeze drying apparatus
RU2119622C1 (en) Vacuum sublimation plant for drying biological materials
CN214172704U (en) Liquid nitrogen pelletization equipment
CN108168232A (en) A kind of inside and outside Double layer circulation type drying refrigerating integrated device
CN108592526A (en) A kind of leaf vegetables vacuum dehydration pre-cooler and forecooling method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140402