一種連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種冷凍干燥設備，尤其是一種連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，屬于生物醫(yī)藥與食品加工技術領域。
【背景技術】
[0002]噴霧冷凍干燥(Spray freeze drying, SFD)是21世紀新發(fā)展的一項革命性技術，其在低溫環(huán)境中進行霧化凍結，冷凍時間非常短，所以能最大限度地減小對生物制品(如蛋白質)結構的破壞，并能快速形成穩(wěn)定的固態(tài)結構，形成多孔、粒徑小、比表面積大的顆粒產(chǎn)品，提尚廣品的溶解性和生物利用度。
[0003]目前噴霧冷凍干燥技術實現(xiàn)通常有常壓循環(huán)噴霧冷凍干燥、液氮噴霧冷凍干燥兩種方式。前者將料液霧化噴入含有干冰的流化床迅速冷凍，再從下部吹入干燥冷空氣，使凝固溶劑升華，并通過低溫裝置回收升華氣體再利用，通過不斷重復循環(huán)吹入干燥冷空氣除去溶劑得到干燥產(chǎn)品，其缺點是設備成本高、干燥過程長、常壓條件下凍干工藝條件難以控制而導致干燥品質不穩(wěn)定等技術瓶頸，難以大規(guī)模推廣應用。后者利用液氮作為冷卻劑，先將料液霧化噴入液氮中迅速直接凍結成冰晶體顆粒，然后再將冰晶體顆粒與液氮分離收集至真空冷凍干燥設備完成凍干過程。其缺點是過程繁瑣且存在安全隱患，凍結顆粒轉移過程質量難以控制，分兩步間歇式作業(yè)，不利于噴霧冷凍干燥技術的大規(guī)模連續(xù)化工業(yè)化應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術存在的缺點，提出一種可以省去霧化凍結過程中冷凍劑、并確保顆粒凍結徹底的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，從而使其更易于工業(yè)化推廣應用。
[0005]為了達到以上目的，本實用新型的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備包括霧化凍結室
(1)，所述霧化凍結室的頂部裝有料液霧化噴頭(2)，所述料液霧化噴頭經(jīng)料液高壓栗(3)和料液流量閥(4)通往料液箱(5);所述霧化凍結室的一側裝有水霧化噴頭(6)，所述水霧化噴頭經(jīng)水高壓栗(7)和水流量閥(8)通往無菌水箱(9);所述霧化凍結室的底部與真空抽吸的凍干室(10)連通，所述凍干室中裝有輸入端位于凍干室下方的回環(huán)輸送帶(11 )，所述凍干室的底部裝有冷阱盤管(12)，所述輸送帶的上層上方和下方分別裝有加熱器(13)，所述輸送帶的輸出端下方裝有通往凍干室外的出料閉風器(14)。
[0006]工作時，料液高壓栗先將待處理料液經(jīng)相應的霧化噴頭在霧化凍結室內(nèi)霧化成霧滴，料液中自身含有的部分水分快速汽化降溫初步凍結，與此同時，水高壓栗將無菌水輸送經(jīng)水霧化噴頭在霧化凍結室內(nèi)快速霧化汽化，帶走大量的熱量，實現(xiàn)對初步凍結的料液冰晶深度凍結，形成符合凍干要求的冰晶顆粒，完成霧化凍結；緊接著，凍結的冰晶顆粒下落至凍干室中的輸送帶上，緩慢傳送經(jīng)過加熱區(qū)，對凍結物料進行補熱使其完成升華干燥和解析干燥，冷阱盤管則將霧化凍結和冷凍干燥期間產(chǎn)生的水蒸氣捕集凝結，不可凝氣體和部分來不及捕集的水蒸氣經(jīng)真空抽吸排出，完成冷凍干燥；最后，凍干干燥達到終點的制品由輸送帶輸出端分尚，在重力作用下由出料口輸出。
[0007]由此可見，本實用新型摒棄了噴霧冷凍技術中常用的冷凍劑直冷凍結，巧妙地在霧化凍結室中增設了無菌水霧化噴頭，利用水分在真空狀態(tài)下快速汽化相變且大量吸熱的自然物理屬性，一方面原始料液霧滴中自身含有的部分水分快速汽化降溫，另一方面外加入的霧化水快速汽化，對料液霧滴進行直接深度冷卻，可實現(xiàn)料液霧滴快速深度凍結，達到冷凍干燥要求，從而很好地適應含水率低的原始料液，噴霧凍干技術適用性大大增加。同時，即使是處理不含有水的原始料液，也可應用本噴霧凍結方法將原料液進行快速凍結制成固體顆粒。并且整個過程實現(xiàn)一體化、連續(xù)作業(yè)，真空噴霧冷凍干燥加工物料適應性廣。
[0008]進一步，所述霧化凍結室的一側裝有一組上下均布水霧化噴頭構成的噴頭陣列、
[0009]還進一步，所述霧化凍結室的底部與串聯(lián)的前級水環(huán)栗和后級羅茨栗構成的真空機組連通。
[0010]再進一步，所述加熱器采用經(jīng)陽極氧化處理的鋁型材作為反射板。
[0011]還進一步，所述凍干室裝有上端鄰近輸送帶輸出端的刮料板。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0013]圖1為本實用新型一個優(yōu)選實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例一
[0015]本實施例的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備如圖1所示，立筒狀霧化凍結室I的頂部裝有料液霧化噴頭2，該料液霧化噴頭2經(jīng)料液高壓栗3和料液流量閥4通往料液箱5。
[0016]霧化凍結室I的一側裝有一組上下均布水霧化噴頭6構成噴頭陣列，水霧化噴頭6經(jīng)水高壓栗7和水流量閥8通往無菌水箱9，可以充分利用水分在真空狀態(tài)下快速汽化相變且大量吸熱的自然物理屬性，對料液霧滴進行直接深度冷卻。
[0017]霧化凍結室I的底部與真空抽吸的凍干室10連通，真空抽吸由串聯(lián)的前級水環(huán)栗15和后級羅茨栗16構成，水環(huán)栗可及時抽出凍干室內(nèi)的水蒸汽和其他氣體，保持水分低溫下汽化所需的真空度。凍干室10中裝有輸入端位于凍干室I下方的回環(huán)輸送帶11，凍干室11的底部裝有外通制冷機組17的冷阱盤管12，輸送帶的上層上方和下方分別裝有加熱器13，加熱器13采用經(jīng)陽極氧化處理的鋁型材作為反射板，從而可以提高熱輻射率和加熱效率。
[0018]凍干室10裝有上端鄰近輸送帶11輸出端的刮料板18，出料時，刮料板18可以將凍干好的固體顆粒從輸送帶上強制刮下，保證輸送帶不回帶物料。輸送帶11輸出端的下方裝有通往凍干室10外的出料閉風器14，該出料閉風器可以在連續(xù)卸料的同時可保證的密封性，維持噴霧冷凍干燥所需的真空度要求。
[0019]采用本實施例的設備由于利用外加霧化水替代冷凍劑對料液霧滴進行直冷處理，無需冷凍劑的分離和回收操作，使得噴霧凍結作業(yè)簡便順暢，且凍結效率極高。
[0020]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，包括霧化凍結室(I)，其特征在于:所述霧化凍結室的頂部裝有料液霧化噴頭(2 )，所述料液霧化噴頭經(jīng)料液高壓栗(3 )和料液流量閥(4)通往料液箱(5);所述霧化凍結室的一側裝有水霧化噴頭(6)，所述水霧化噴頭經(jīng)水高壓栗(7)和水流量閥(8)通往無菌水箱(9);所述霧化凍結室的底部與真空抽吸的凍干室(10)連通，所述凍干室中裝有輸入端位于凍干室下方的回環(huán)輸送帶(11)，所述凍干室的底部裝有冷阱盤管(12)，所述輸送帶的上層上方和下方分別裝有加熱器(13)，所述輸送帶的輸出端下方裝有通往凍干室外的出料閉風器(14)。2.根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，其特征在于:所述霧化凍結室的一側裝有一組上下均布水霧化噴頭構成的噴頭陣列。3.根據(jù)權利要求2所述的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，其特征在于:所述霧化凍結室的底部與串聯(lián)的前級水環(huán)栗和后級羅茨栗構成的真空機組連通。4.根據(jù)權利要求3所述的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，其特征在于:所述加熱器采用經(jīng)陽極氧化處理的鋁型材作為反射板。5.根據(jù)權利要求4所述的連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，其特征在于:所述凍干室裝有上端鄰近輸送帶輸出端的刮料板。
【專利摘要】本實用新型涉及一種連續(xù)式真空噴霧冷凍干燥設備，屬于生物醫(yī)藥與食品加工技術領域。該設備包括霧化凍結室，霧化凍結室的頂部裝有料液霧化噴頭，料液霧化噴頭經(jīng)料液高壓泵和料液流量閥通往料液箱；霧化凍結室的一側裝有水霧化噴頭，水霧化噴頭經(jīng)水高壓泵和水流量閥通往無菌水箱；霧化凍結室的底部與真空抽吸的凍干室連通，凍干室中裝有輸入端位于凍干室下方的回環(huán)輸送帶，凍干室的底部裝有冷阱盤管，輸送帶的上層上方和下方分別裝有加熱器，輸送帶的輸出端下方裝有通往凍干室外的出料閉風器。本實用新型適應含水率低的原始料液，整個過程實現(xiàn)一體化、連續(xù)作業(yè)，真空噴霧冷凍干燥加工物料適應性廣。
【IPC分類】F26B5/06, F26B25/00
【公開號】CN204739850
【申請?zhí)枴緾N201520502006
【發(fā)明人】王海鷗, 江海濤, 扶慶權, 陳守江, 王蓉蓉, 張偉
【申請人】南京曉莊學院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月13日