真空冷凍乾燥艙的製作方法

2023-07-27 21:05:26

專利名稱：真空冷凍乾燥艙的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空冷凍乾燥艙。
背景技術：
真空冷凍乾燥(簡稱凍幹)技術誕生於1811年，當時用於生物體的脫水。 到1909年，用此方法保存菌種、病毒和血清，取得了較好的效果，使真空冷 凍乾燥技術得到實際的應用。1930年，開始進行食品凍幹實驗。1935年，首 次在真空冷凍乾燥過程中採用了主動加熱方法，升華乾燥所需的時間縮短，這 使凍幹用於生產變為可能。同年，英國提出了食品真空冷凍乾燥技術。最原始 的真空冷凍乾燥設備於1943年出現在丹麥。1961年，英國室驗工廠開始工業 生產。
凍幹設備通常可分為製冷、加熱、真空、融冰、電氣和控制、物料傳送 等六大系統，其中，包括的容器類部件有內部裝有加熱板的乾燥艙、捕集器、 融冰罐、加熱罐、製冷低循桶等。乾燥艙是設備核心部分。乾燥艙的結構設計 決定了整套設備的性能和系統參數。
就目前現有的設備中，乾燥艙均採用臥式的圓筒或方筒容器，艙內都安裝
有加熱板，從結構上講，乾燥艙大致分為以下幾種
1、 外置捕集器，通過管道與乾燥艙相連的獨立真空容器。
2、 內置捕集器，即在乾燥艙內裝有捕集器，又分為下置、側置、後置三
種。其特點是將捕集器完全安裝在乾燥艙內部。
3、 外置融冰罐，與乾燥艙分離設置的常壓或真空容器，內部裝有加熱的蒸 汽盤管，通過管道與捕集器相連。
4、 下置融冰罐，位於乾燥艙或捕集器的下方與捕集器相連。
很明顯，採用乾燥艙、捕水器、融冰罐分離的結構設計，或採用乾燥艙與 捕水器組合而融冰罐分離的結構設計，均增加了系統的真空容積，使得能耗增 大。同時，外置或內後置的捕集器和融冰罐耗材高，設備佔用的空間較大，且 系統布置複雜，安裝周期長，操作、維護複雜。
在專利號為CN200420108350. 1的實用新型專利中公開了 一種用於食品真 空冷凍乾燥的新型乾燥艙。該乾燥艙將加熱板和捕集器均設置在臥式圓筒艙 內，所述的捕集器位於圓筒艙的下部，即所述捕集器的下表面為與圓筒艙的艙 底形狀相對應的圓弧形。該乾燥艙的融冰罐為下置式，即位於所述圓筒艙的下方。雖然與外置式捕集器相比，該實用新型所採取的內置式捕集器縮短了水汽 的凝結通道，但該捕集器的底部為圓弧形，捕集面積相對較少，捕水能力受到 結構的限制。且該實用新型僅在前端設置了一個艙門用於進出料和維護，而在 艙體的另一端設置系統管道。此結構使用戶在希望提高生產能力時只能重新購 置新的設備，難於實現在現有設備上的擴充和升級，因而增大了生產成本。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種一體式設置的真空冷凍乾燥艙。 本實用新型所採取的技術方案是
真空冷凍乾燥艙，包括加熱板、物料架、捕集器、融冰罐、設置在所述捕 集器內部的冷凝盤管、管路，該乾燥艙還包括臥式圓筒艙、位於所述圓筒艙 下方且與所述圓筒艙相貫通的方形艙、位於所述乾燥艙的前後端部的兩個各自 獨立的艙門、隔離門、活動門；所述的加熱板和所述的物料架相互平行的設置 在所述圓筒艙的內部空間內；所述管路排布在所述乾燥艙的側部；所述的捕集 器和所述的融冰罐均為方形，所述的捕集器和所述的融冰罐相前後鄰接或相左 右鄰接的設置在所述方形艙的內部空間內；所述的隔離門位於所述捕集器和所 述融冰罐之間，所述的捕集器和所述的融冰罐通過所述的隔離門相連通或相隔 離；所述的活動門位於所述圓筒艙和所述捕集器之間，所述的圓筒艙和所述的 捕集器通過所述的活動門相連通或相隔離。
所述捕集器的個數為至少兩個，所述的各個捕集器之間為相互獨立運行。 所述的加熱板分為左右對稱的兩組。所述的物料架為可前後滑動的設置在所述 圓筒艙的內部空間內。
根據本實用新型實施的真空冷凍乾燥艙具有以下優點
1、 採用將圓筒艙和位於其下方的方形艙相組合的一體化設計，並將捕集器 和融冰罐高度集成的設置在方形艙中，大大節省了傳統的外置捕水、外置融冰 設備及輔助管線的空間佔地，提高了維護操作的工作效率。
2、 捕集器為設置在圓筒艙下方的方形艙內的方形容器，與現有技術中的內 置於圓筒艙中的圓弧形捕集器相比，其捕集面積增加了 1.2 1.5倍。
3、 由於採取了上述集成化的一體化設計，故與同類設備相比，真空容積縮 小約20%，更為節能。
4、 採用功能疊加的方式布置加熱板、捕集器和融冰罐。融冰罐為與方形捕 集器直接相鄰接的方形容器，因此捕水和融冰的汽液通道被大大縮短，熱交換更為迅速徹底，使整機效能更高，實用性更強，提升了生產能力。
5、 設置雙側獨立艙門方便從前後兩端部同時進出料。
6、 所有與乾燥艙相連的管路被布置在艙體的側部，便於進行模塊化安裝， 因此當須對設備進行擴容時只要簡單的對接乾燥艙和管路即可實現升級。此幹 燥艙還可進一步升級為可連續加工的連續式真空冷凍乾燥艙。


附圖1為本實用新型的主視圖； 附圖2為本實用新型的右視圖； 附圖3為本實用新型的A-A剖視圖； 附圖4為本實用新型的B-B剖視其中1、乾燥艙；11、圓筒艙；12、方形艙；13、艙門；2、加熱板總成； 21、加熱板；22、物料架；23、加熱系統管路；3、隔離艙；31、捕集器；32、 冷凝盤管；33、活動門；41、融冰罐；42、隔離門。
具體實施方式
下面對本實用新型的具體實施方式
進行說明
如附圖1所示，根據本實用新型實施的真空冷凍乾燥艙1包括臥式圓筒艙 11、位於所述圓筒艙11下方的方形艙12、位於所述乾燥艙的前後端部的兩個各 自獨立的艙門13。所述圓筒艙的直徑為2200毫米，該直徑比具有同類生產能力 的現有技術中的圓筒艙直徑縮小了 200毫米，因而大大縮小了真空容積。
如附圖2和附圖3所示，在所述圓筒艙11的內部平行排布有左右對稱的兩 組加熱板21,該加熱板21與位於其左右側部的加熱系統管路23構成了加熱板 總成2。如附圖4所示，在加熱板21當中布置了物料架22,該物料架22為可 在所述圓筒艙11內前後滑動的，其作用是傳送放置了被乾燥物料的軌道滑車， 艙門13打開時軌道滑車可從艙外沿軌道被送入所述的可滑動支架22上，再隨 該可滑動支架22的運動被送入乾燥艙1內，輕鬆完成進出料的操作。
所述的方形艙12包括隔離艙3、設置在隔離艙3中的左右對稱的兩個捕集 器31、分別位於所述方形艙12的前後兩端部的兩個融冰罐41。其中，在所述 隔離艙3的上表面上開有多個活動門33，通過閉合不同的活動門33，可令各捕 集器31分別與圓筒艙11之間相連通或相隔離。在兩個捕集器31的內部均設置 有冷凝盤管32。所述的兩個捕集器31是各自獨立運行的。
如附圖4所示，位於所述方形艙12前端部的融冰罐41與兩個捕集器31的前端面均相鄰接，且在兩相鄰接的端面上均設置有隔離門42;位於所述方形艙12後端部的融冰罐41與兩個捕集器31的後端面均相鄰接，且在兩相鄰接的端 面上均設置有隔離門42;凍結好的物料通過軌道滑車沿可滑動支架22被推入乾燥艙1內，關閉艙門 13，開始對乾燥艙1進行真空抽氣。此時，令位於左側的捕集器31開始預冷。 當該捕集器31中的冷凝盤管32達到預定的工作溫度(-38~-同時乾燥 艙1內的壓力達到設定的真空壓力後，加熱板21開始加熱，為凍幹過程提供升 華潛熱。從物料中不斷升華出來的水汽在該捕集器31中的冷凝盤管32上凝結 成冰。當該冰層的厚度達到2 3毫米時，位於右側的捕集器31開始預冷。當位於左側捕集器31達到預定的工作溫度後，關閉位於該捕集器31上方 的活動門33，令位於右側的捕集器31接替該位於左側的捕集器31工作。此時， 開啟連接位於左側的捕集器31與前後兩個融冰罐41之間隔離門42，負壓水蒸 氣從融冰罐41進入該位於左側的捕集器31內進行融冰。當冷凝盤管32上的冰徹底融化成水並排至融冰罐41內後，關閉所述的兩 個隔離閥42，並將位於左側的捕集器31回到預冷狀態，同時對位於右側的捕集 器31進行融冰。交替地重複以上過程，可不間斷地從系統中捕集水汽和融冰並維持系統恆 定的真空度、捕水能力和融冰速度，最終完成產品的整個凍幹過程。
權利要求1、一種真空冷凍乾燥艙，包括加熱板(21)、物料架(22)、捕集器(31)、融冰罐(41)、設置在所述捕集器(31)內部的冷凝盤管(32)、管路；其特徵在於該乾燥艙(1)還包括臥式圓筒艙(11)、位於所述圓筒艙(11)下方且與所述圓筒艙(11)相貫通的方形艙(12)、位於所述乾燥艙(1)的前後端部的兩個各自獨立的艙門(13)、隔離門(42)、活動門(33)；所述的加熱板(21)和所述的物料架(22)相互平行的設置在所述圓筒艙(11)的內部空間內；所述管路排布在所述乾燥艙(1)的側部；所述的捕集器(31)和所述的融冰罐(41)均為方形，所述的捕集器(31)和所述的融冰罐(41)相前後鄰接或相左右鄰接的設置在所述方形艙(12)的內部空間內；所述的隔離門(42)位於所述捕集器(31)和所述融冰罐(41)之間，所述的捕集器(31)和所述的融冰罐(41)通過所述的隔離門(42)相連通或相隔離；所述的活動門(33)位於所述圓筒艙(11)和所述捕集器(31)之間，所述的圓筒艙(11)和所述的捕集器(31)通過所述的活動門(33)相連通或相隔離。
2、 根據權利要求1所述的真空冷凍乾燥艙，其特徵在於所述捕集器(31) 的個數為至少兩個，所述的各個捕集器(31)之間為相互獨立運行。
3、 根據權利要求1所述的真空冷凍乾燥艙，其特徵在於所述的加熱板(21) 分為左右對稱的兩組。
4、 根據權利要求1所述的真空冷凍乾燥艙，其特徵在於所述的物料架(22) 為可前後滑動的設置在所述圓筒艙(11)的內部空間內。
專利摘要本實用新型涉及一種真空冷凍乾燥艙。該乾燥艙包括臥式圓筒艙、位於該圓筒艙下方的方形艙、位於所述乾燥艙前後端部的兩個各自獨立的艙門、排布於所述乾燥艙側部的管路。在所述圓筒艙的內部空間內設置有加料板和物料架；在述方形艙的內部空間內設置有相前後鄰接或相左右鄰接的方形捕集器和融冰罐，在該捕集器和融冰罐之間設置有隔離門；在所述的捕集器和所述的圓筒艙之間設置有活動門。本實用新型所採用的將捕集器和融冰器均內置的一體化設置大大縮小了乾燥艙的真空容積，縮短了捕水和融冰的汽液通道，更為節能，並縮小了設備佔地空間，便於進行模塊化安裝和系統升級。
文檔編號F26B7/00GK201133753SQ20072004507
公開日2008年10月15日 申請日期2007年11月7日 優先權日2007年11月7日
發明者張新毅 申請人:蘇州凱濤食品機械有限公司