專利名稱：一種真空冷凍的干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種真空冷凍的干燥裝置，尤其是涉及一種在干燥艙中以一干燥機(jī)組包括有至少兩組冰晶捕捉器輪流作動(dòng)及一輔助液氮槽以提供冷煤，有效收集水氣，大幅提高產(chǎn)品干燥效率的干燥裝置。
背景技術(shù)：
利用冷凍技術(shù)來(lái)達(dá)到干燥食品，使食品保存其原來(lái)的色澤、氣味及味道，是冷凍技術(shù)廣泛應(yīng)用的一大突破?，F(xiàn)有冷凍干燥技術(shù)的操作模式，是將待干燥的產(chǎn)品置入盛盤內(nèi)，然后在一本體內(nèi)設(shè)有冷卻器的冷媒壓縮機(jī)冷凍庫(kù)進(jìn)行降溫冷卻程序，也就是以該冷卻器作為冷源，先使盛盤內(nèi)的產(chǎn)品冷凍至-50℃左右，接著才將盛盤及產(chǎn)品移至另一具有熱盤結(jié)構(gòu)的真空干燥艙，利用真空狀態(tài)下固態(tài)冰受熱會(huì)直接升華為水氣的自然現(xiàn)象，讓該盛有產(chǎn)品的盛盤在發(fā)熱的熱盤上持續(xù)受熱，然后通過(guò)一冰晶捕捉器(Ice crystal catcher)逐步收集真空干燥艙內(nèi)升華的水氣，從而達(dá)到干燥產(chǎn)品的目的。雖然，上述操作模式已可達(dá)到將產(chǎn)品脫水干燥的功效，但其在冷凍干燥過(guò)程仍有下述幾項(xiàng)缺點(diǎn)1、熱盤是固定設(shè)置于真空干燥艙內(nèi)，因此狹縫死角很多，清洗非常不易，難以確保真空干燥艙內(nèi)部的潔凈度，因此無(wú)法達(dá)到如生技制藥的無(wú)菌需求。
2、前述熱盤是以內(nèi)容的循環(huán)熱水間接經(jīng)盛盤傳送熱量至產(chǎn)品，由于真空環(huán)境下產(chǎn)品逐漸膨發(fā)成海綿狀，影響熱傳效果，除非增加加工時(shí)間，否則熱量分布不均勻，造成干燥程度不均，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的制成率。
3、前述冰晶捕捉器還包括冷媒壓縮機(jī)及冷卻水塔等傳統(tǒng)冷凍設(shè)備所組成，因干燥過(guò)程中無(wú)法停機(jī)，單一冰晶捕捉器在運(yùn)作過(guò)程只能任其表面冰晶逐漸變厚，使得水氣收集能力逐漸降低，因而延長(zhǎng)干燥加工時(shí)間；若為此加大冷媒壓縮機(jī)及真空泵的規(guī)格，無(wú)疑增加能源的消耗及生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種真空冷凍的干燥裝置，可使熱量深入產(chǎn)品內(nèi)部并均勻加溫，使水氣升華效應(yīng)穩(wěn)定作用，并有效捕捉水氣，從而大幅縮短干燥時(shí)間，更提高產(chǎn)品制成率的真空冷凍的干燥裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種真空冷凍的干燥裝置，具有一干燥機(jī)組，設(shè)置于一氣密保溫干燥艙內(nèi)的容置空間內(nèi)，其特點(diǎn)在于該干燥機(jī)組包含至少兩組冰晶捕捉器及一液氮裝置，該至少兩組冰晶捕捉器與該液氮裝置之間各自連接有一連接管路。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該升華過(guò)程所需熱源由至少一遠(yuǎn)紅外線燈組或石英電熱管所構(gòu)成。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該熱源等距平行排列于該容置空間四周的殼體內(nèi)部。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該干燥機(jī)組還包含一液氮阱，連通于該至少兩組冰晶捕捉器后方。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該液氮裝置還包含液氮槽、連接管路及設(shè)于該連接管路的至少一閥體，該連接管路各自與該至少兩組冰晶捕捉器及該液氮槽連接。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該閥體與一控制該閥體，使得該至少二組冰晶捕捉器呈交替運(yùn)作的邏輯可程控器連接。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該容置空間進(jìn)一步包含有一臺(tái)車，該臺(tái)車前端及后端的中央位置各設(shè)有一支撐軸。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該容置空間的臺(tái)車下方還設(shè)有一成品盛盤。
上述真空冷凍的干燥裝置，其特點(diǎn)在于，該容置空間內(nèi)還設(shè)置有一使該臺(tái)車左右各90度轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)。
本實(shí)用新型的功效如下1、以遠(yuǎn)紅外線加熱使輻射熱深入產(chǎn)品內(nèi)部而均勻加熱，除了可維持最佳升華效果且可大幅縮短干燥時(shí)間，更提高產(chǎn)品制成率達(dá)90％以上。
2、配合可向左右旋轉(zhuǎn)90度的產(chǎn)品臺(tái)車，使遠(yuǎn)紅外線輻射熱更達(dá)盛盤各部位，而先干燥的產(chǎn)品在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中先行掉落，利于下方為干燥的產(chǎn)品繼續(xù)作用，有助于升華速率的提高。
3、不必裝置固定的熱盤，因此裝載產(chǎn)品盛盤的臺(tái)車推出干燥艙后，利于容置空間內(nèi)的凈空清洗，提高干燥艙內(nèi)部的潔凈度。
4、兩組冰晶捕捉器在邏輯可編程檢測(cè)控制器地監(jiān)控下適時(shí)交替運(yùn)作，改善冰晶捕捉器因冰層阻絕作用而導(dǎo)致性能降低的缺點(diǎn)，從而維持干燥艙內(nèi)最佳的去除水氣效果，使產(chǎn)品含水量可達(dá)4％以下。
5、經(jīng)再搭配一液氮阱的使用，加強(qiáng)捕捉通過(guò)冰晶捕捉器的水氣，以確保干燥艙內(nèi)真空度的穩(wěn)定，使升華作用更加穩(wěn)定。
6、進(jìn)一步，整體可配合小功率的真空泵及液態(tài)冷媒裝置，除降低設(shè)備的造價(jià)，也可大幅節(jié)省業(yè)者的生產(chǎn)成本。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正面示意圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3為本實(shí)用新型的作用流程示意圖；圖4為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例。
其中，附圖標(biāo)記1-干燥艙，11-殼體，12-艙門121-馬達(dá)，122-減速機(jī)13-容置空間，131-成品盛盤132-軸承，14-臺(tái)車141-橫桿，142、142’-支撐軸15-夾鉗，16-產(chǎn)品盛盤2-真空泵，21-抽氣管3-遠(yuǎn)紅外線燈組31-遠(yuǎn)紅外線燈管，32-反射裝置4-干燥機(jī)組，41-冰晶捕捉器42-液氮裝置，421-液氮槽422-連接管路，43-液氮阱
44-熱源，45-抽水泵CV1～CV11-閥體5-邏輯可編程檢測(cè)控制器具體實(shí)施方式
首先，請(qǐng)參考圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型是一種可縮短升華的作用時(shí)間，大幅提高產(chǎn)品干燥品質(zhì)的真空冷凍的干燥裝置，該裝置包含一干燥艙1、一真空泵2、至少一遠(yuǎn)紅外線燈組3、一干燥機(jī)組4及一邏輯可編程檢測(cè)控制器5，其中該干燥艙1為一中空的殼體11，該殼體11開(kāi)放端具有一艙門12，殼體11及艙門12均造有氣密保溫結(jié)構(gòu)，殼體11內(nèi)部為容置空間13，該容置空間13下方設(shè)有導(dǎo)軌，可供一活動(dòng)式的臺(tái)車14置入；該臺(tái)車14具有至少一個(gè)等距間隔的橫桿141，橫桿141造有與產(chǎn)品盛盤16邊緣相對(duì)的靠緣，且經(jīng)擺放產(chǎn)品盛盤16后不致讓其輕易脫出。
該真空泵2利用抽氣管21連通干燥艙1的容置空間13，用以進(jìn)行抽空氣動(dòng)作使容置空間13呈現(xiàn)真空狀態(tài)；抽氣管間設(shè)有相關(guān)閥體(CV1～CV5)，在閥體(CV1～CV5)的調(diào)變下可改變空氣管路的動(dòng)線；至于抽出的空氣則會(huì)經(jīng)過(guò)后述的冰晶捕捉器41及液氮阱(Liquid nitrogen adsorption trap)43后釋出。
該遠(yuǎn)紅外線燈組3由紅外線燈管31，經(jīng)配合反射裝置32組合而成，該遠(yuǎn)紅外線燈組3等距平行排列于容置空間四周的殼體11內(nèi)部，利用其遠(yuǎn)紅外射線會(huì)產(chǎn)生輻射熱的效果，對(duì)盛盤及產(chǎn)品進(jìn)行加溫作用，應(yīng)用作為升華作用時(shí)的熱源。
該干燥機(jī)組4的配置目的在捕捉升華后的水氣并將之凍結(jié)，包含兩組冰晶捕捉器41、一液氮裝置42、一液氮阱43、與作為除霜用的熱源44、抽水泵45及相關(guān)閥體(CV6～CV11)；該液氮裝置42包含液氮槽421及連接管路422，利用連接管路422各別連通該液氮槽421與該兩組冰晶捕捉器41及該液氮阱43；該兩組冰晶捕捉器41及液氮阱43為連接管路422蜿蜒轉(zhuǎn)折形成的空氣柵，連接管路內(nèi)的以溫度較低的液態(tài)氮做為冷媒，利用液態(tài)氮極佳的冷卻效果，提高捕捉水氣的效能，該兩組冰晶捕捉器41的液氮連接管路422設(shè)有閥體CV6、CV7，在閥體CV6、CV7的變換下適時(shí)地改變液氮連接管路的動(dòng)線；熱源44及抽水泵45間也設(shè)有閥體(CV8～CV11)，該熱源44可為蒸汽或熱水，利用閥體CV8、CV9控制熱源44的啟用與否，閥體CV10、CV11則控制融水排放與否；在干燥過(guò)程中，兩組冰晶捕捉器交替運(yùn)作，新激活者接續(xù)捕捉水氣并加以凝結(jié)，而剛停止工作者則外加熱源44，當(dāng)然上述閥體由下述的邏輯可程序檢測(cè)控制器5所控制，以使兩組冰晶捕捉器41進(jìn)行交替運(yùn)作。
該邏輯可編程檢測(cè)控制器5連結(jié)有上述真空泵2、遠(yuǎn)紅外線燈組3、閥體(CV1～CV11)、抽水泵45等構(gòu)件，為一可輸入干燥艙環(huán)境控制數(shù)值，并配合溫度檢測(cè)器、濕度檢測(cè)器及壓力檢測(cè)器的使用，令該邏輯可編程檢測(cè)控制器5依該控制數(shù)值自動(dòng)調(diào)變多個(gè)構(gòu)件的運(yùn)作狀態(tài)，使容置空間13內(nèi)的環(huán)境保持在最佳的作用條件，并將目前溫度、濕度、真空度等環(huán)境狀態(tài)顯示于監(jiān)視器上。
請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D2及圖3，本實(shí)用新型將上述構(gòu)件加以組裝并實(shí)施時(shí)，裝有產(chǎn)品盛盤的臺(tái)車是定置在容置空間內(nèi)，此時(shí)盛盤內(nèi)的產(chǎn)品已預(yù)先經(jīng)降溫冷凍達(dá)到-50℃左右；待艙門12緊閉并以?shī)A鉗15固定確保氣密后即可激活真空泵2將容置空間逐漸抽為真空，當(dāng)容置空間的真空度達(dá)0.2mbar時(shí)，即可形成利于固態(tài)冰升華為水氣的真空低壓低溫環(huán)境；在上述真空低壓低溫的環(huán)境中，固態(tài)冰以本實(shí)用新型的遠(yuǎn)紅外線燈組3作為加熱源，利用遠(yuǎn)紅外射線的輻射熱及優(yōu)良的滲透性，使熱量得以深入產(chǎn)品內(nèi)部，不致因真空下產(chǎn)品膨發(fā)成海綿狀，而出現(xiàn)導(dǎo)熱不均的現(xiàn)象，造成干燥程度不均勻的缺點(diǎn)；升華作用所產(chǎn)生的水氣，是配合至少兩組以液態(tài)氮為冷媒的冰晶捕捉器41交替運(yùn)作，也即待其中一組冰晶捕捉器41因結(jié)霜而作用降低時(shí)，令其停止運(yùn)作并開(kāi)啟另一組冰晶捕捉器41，而停止運(yùn)作的冰晶捕捉器41則加熱化冰成水，再以抽水泵45將水抽出；整個(gè)過(guò)程可在邏輯可編程檢測(cè)控制器5的嚴(yán)格控制下，平穩(wěn)控制熱量的傳輸量，以避免干燥艙水分過(guò)多而降低真空度，導(dǎo)致延長(zhǎng)干燥時(shí)間及耗能的缺點(diǎn)，從而維持干燥艙內(nèi)最佳的去除水氣效果。
最后請(qǐng)參考圖4，為本實(shí)用新型進(jìn)一步配合遠(yuǎn)紅外線燈組3所實(shí)施的另一實(shí)施例，其中，在艙門12外設(shè)有一馬達(dá)121，馬達(dá)轉(zhuǎn)軸通過(guò)艙門12后銜接一減速機(jī)122，并且臺(tái)車14前、后端約中央位置各設(shè)置有一支撐軸142、142’，臺(tái)車下方的艙底則設(shè)有一成品盛盤131；當(dāng)艙門12關(guān)閉時(shí)，臺(tái)車14后端的支撐軸142’恰置入一固定的軸承132內(nèi)，臺(tái)車14前端的支撐軸142則與減速機(jī)122銜接，臺(tái)車14在馬達(dá)的間接驅(qū)動(dòng)下，可做左右各90度的轉(zhuǎn)動(dòng)；據(jù)此，干燥過(guò)程中，轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(tái)車不時(shí)地變換角度，使遠(yuǎn)紅外線輻射熱可更平均地傳達(dá)至盛盤各個(gè)角落，提高升華效率，此外，產(chǎn)品盛盤16左右轉(zhuǎn)動(dòng)90度呈直立狀態(tài)時(shí)，干燥完成的成品會(huì)先掉落至成品盛盤131，避免遮擋后方未干燥的產(chǎn)品，有效改善現(xiàn)有技術(shù)中已干燥產(chǎn)品容易阻隔未干燥產(chǎn)品接受熱源的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型上述較佳實(shí)施例之熱源系揭露于遠(yuǎn)紅外線燈組3，但并非用以限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型之熱源系也為石英電熱管等。
通過(guò)上述機(jī)組結(jié)構(gòu)的實(shí)施，并與現(xiàn)有真空冷凍的干燥裝置加以比較，可知本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、以遠(yuǎn)紅外線加熱使輻射熱深入產(chǎn)品內(nèi)部而均勻加熱，除了可維持最佳升華效果且可大幅縮短干燥時(shí)間，更提高產(chǎn)品制成率達(dá)90％以上。
2、配合可向左右旋轉(zhuǎn)90度的產(chǎn)品臺(tái)車，使遠(yuǎn)紅外線輻射熱更達(dá)盛盤各部位，而先干燥的產(chǎn)品在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中先行掉落，利于下方為干燥的產(chǎn)品繼續(xù)作用，有助于升華速率的提高。
3、不必裝置固定的熱盤，因此裝載產(chǎn)品盛盤的臺(tái)車推出干燥艙后，利于容置空間內(nèi)的凈空清洗，提高干燥艙內(nèi)部的潔凈度。
4、兩組冰晶捕捉器在邏輯可編程檢測(cè)控制器地監(jiān)控下適時(shí)交替運(yùn)作，改善冰晶捕捉器因冰層阻絕作用而導(dǎo)致性能降低的缺點(diǎn)，從而維持干燥艙內(nèi)最佳的去除水氣效果，使產(chǎn)品含水量可達(dá)4％以下。
5、經(jīng)再搭配一液氮阱的使用，加強(qiáng)捕捉通過(guò)冰晶捕捉器的水氣，以確保干燥艙內(nèi)真空度的穩(wěn)定，使升華作用更加穩(wěn)定。
6、進(jìn)一步，整體可配合小功率的真空泵及液態(tài)冷媒裝置，除降低設(shè)備的造價(jià)，也可大幅節(jié)省業(yè)者的生產(chǎn)成本。
當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種真空冷凍的干燥裝置，具有一干燥機(jī)組，設(shè)置于一氣密保溫干燥艙內(nèi)的容置空間內(nèi)，其特征在于該干燥機(jī)組包含至少兩組冰晶捕捉器及一液氮裝置，該冰晶捕捉器與該液氮裝置之間各自連接有一連接管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，還至少包括一用于提供升華過(guò)程所需熱源的遠(yuǎn)紅外線燈組或石英電熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該熱源等距平行排列于該容置空間四周的殼體內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該干燥機(jī)組還包含一液氮阱，連通于該至少兩組冰晶捕捉器后方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該液氮裝置還包含液氮槽、連接管路及設(shè)于該連接管路的至少一閥體，該連接管路與該至少兩組冰晶捕捉器及該液氮槽連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該閥體還連接一控制該二組冰晶捕捉器呈交替運(yùn)作的可編程邏輯控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該容置空間進(jìn)一步包含有一臺(tái)車，該臺(tái)車前端及后端的中央位置各設(shè)有一支撐軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該容置空間的臺(tái)車下方還設(shè)有一成品盛盤。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空冷凍的干燥裝置，其特征在于，該容置空間內(nèi)還設(shè)置有一控制該臺(tái)車左右各90度轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種真空冷凍的干燥裝置，具有一干燥機(jī)組，設(shè)置于氣密保溫干燥艙內(nèi)的容置空間內(nèi)，在真空低壓低溫環(huán)境下進(jìn)行干燥程序，該干燥機(jī)組包含至少兩組冰晶捕捉器及一液氮裝置，利用連接管路各自連通該液氮裝置與該至少兩組冰晶捕捉器，并以該液氮裝置所提供的液態(tài)氮為冷媒，將產(chǎn)品于冷凍干燥的內(nèi)含冷凍水份升華的過(guò)程中，有效去除水氣。本實(shí)用新型可使熱量深入產(chǎn)品內(nèi)部并均勻加溫，使水氣升華效應(yīng)穩(wěn)定作用，并有效捕捉水氣，從而大幅縮短干燥時(shí)間，更提高產(chǎn)品制成率的真空冷凍的干燥裝置。
文檔編號(hào)F26B5/04GK2795761SQ200520017270
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者賴威光, 王成賢 申請(qǐng)人:景岳生物科技股份有限公司, 臺(tái)灣熱傳股份有限公司