CN112240682A - 一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置 - Google Patents

一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112240682A
CN112240682A CN202011101912.XA CN202011101912A CN112240682A CN 112240682 A CN112240682 A CN 112240682A CN 202011101912 A CN202011101912 A CN 202011101912A CN 112240682 A CN112240682 A CN 112240682A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drying
chamber
freezing
drying chamber
spray freeze
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN202011101912.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘志强
罗春
米沙
张泽宗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202011101912.XA priority Critical patent/CN112240682A/zh
Publication of CN112240682A publication Critical patent/CN112240682A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/06—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing
    • F26B5/065—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing the product to be freeze-dried being sprayed, dispersed or pulverised
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/08—Granular materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

本发明属于喷雾冷冻干燥领域，旨在解决现有喷雾冷冻干燥装置耗时长的问题。装置主要由冷冻室、干燥室、出料装置组成。其主要特征是：冷冻室、干燥室和出料装置直接相连，前驱体溶液经由喷嘴形成若干个小液滴，液滴在重力的作用下下落，在下落的过程中，液滴先后经历冻结、干燥过程，而后经过出料装置，被收集在一起。本装置实现了冻结过程、干燥过程和出料过程的一体化，节省了时间，提升了效率，同时避免了因为人为操作带来的污染。

Description

一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置
技术领域
本发明涉及一种喷雾冷冻干燥装置，具体的说，是涉及一种用于连续生产的新型喷雾冷冻干燥装置，属于喷雾冷冻干燥领域。
背景技术
喷雾冷冻干燥技术是一种新兴的技术，主要由三个子过程组成：雾化、冻结和干燥。制备好的前驱体溶液首先经由喷嘴被雾化成非常小的液滴，随后与冷却介质(液氮、低温气体等)接触换热，由于低温环境下的传热速率非常高，小液滴在较短的时间内冻结，而后冻结后的液滴在真空环境下进行干燥，得到最终产物。
由喷雾冷冻干燥技术制备的药品粉末具有团聚少，尺寸均匀，生物活性好等优点。因此喷雾冷冻干燥技术被广泛的应用于药品制备领域。然而，现在的生产一般都是采用批量生产模式，这就带来了两方面的问题，一方面，由于需要不停的加料换料，整个工艺的耗时较长。而在另一方面，人为操作会对产品的无菌性带来负面影响。因此，提出一种可连续生产的装置对于提高效率、提升过程的无菌性具有十分重要的意义。
目前关于喷雾冷冻干燥装置的专利也有一些，如专利US9945611B2中提出了一种带有搅拌器的喷雾冷冻干燥机，利用搅拌装置来避免颗粒之间发生团聚。但是该装置仍然是间歇式生产。专利CN101441030A中也报道了一种一体化喷雾冷冻干燥设备及方法，但是这种方法仍未完全实现连续生产，制备的产品仍然需要在整个过程结束后才能取出。而且引入的搅拌机增加了整个***的能耗。
从上述公开的文件可以看出，目前尚没有关于喷雾冷冻干燥连续生产装置的报道，本发明采用新的思路，设计了一种能够连续生产的喷雾冷冻干燥设备，能够有效提高喷雾冷冻干燥过程的效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种在实际中可以连续生产的喷雾冷冻干燥装置，提高喷雾冷冻干燥效率，减少因为人为操作带来的污染。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种连续生产的喷雾冷冻干燥装置包括：冻结室、干燥室、出料装置。冻结室、干燥室和出料装置直接相连，液滴经喷嘴喷出之后分别经历冻结、干燥过程，最终直接落在收集装置中，而无需经过其他环节。
小液滴在冻结室冻结所需的冷量主要有两个来源，一个是液滴与壁面的辐射换热，另一个则是与液氮的换热。
小液滴在干燥室内所需的热量主要来自于壁面的辐射换热。
通过设置两个缓冲室，颗粒在不同的时间落入到不同的缓冲室，以此来减小外部环境对于装置内部真空度的干扰。
在冻结室壁面设置冷凝器，在干燥室壁面设置冷凝器。使冻结室壁面温度降低，干燥室壁面温度升高。
附图说明
图1为装置的示意图
图中：1.前驱体溶液、2.喷嘴1、3.喷嘴2、4.真空泵、5.蒸发器、6.压缩机、7.干燥室、8.节流阀、9.冷凝器、10.三向阀门、11.阀门1、12.缓冲室1、13.阀门2、14.物料收集器、15.阀门3、16.缓冲室2、17.阀门4、18.延时降落装置、19.节流阀、20.压缩机、21.氮气罐、22.冻结室。
具体实施方式
以下结合附图以及实施案例对本发明进行进一步说明。
参见图1，前驱体溶液在喷嘴3中雾化成若干个液滴，液滴在冻结室22中下落。在下落过程中与壁面发生热交换，同时液氮经由喷嘴2在冻结室22底部向上喷射，与液滴接触，使得液滴温度下降发生冻结。冻结之后的液滴进入到干燥室7内，冻结颗粒落入到延时降落装置18上，同时与壁面之间存在热交换。颗粒中的冰晶通过升华被去除。干燥之后的颗粒进入到三项阀门10，此时打开阀门11，颗粒进入到缓冲室12，在一定时间间隔后，关闭阀门11，打开阀门13，使得颗粒从缓冲室12进入到物料收集器14中，同时打开阀门17，使颗粒进入到另一侧的缓冲室16中。在缓冲室16填满后，关闭阀门17，打开阀门15，使得缓冲室16中的物料进入到物料收集器14中，同时再次打开阀门11。如此循环往复，通过两个缓冲室的切换，降低外部环境对装置内部真空度的影响。
参见图1，工质流经在冻结室22壁面的蒸发器5，蒸发制冷，使得冻结室壁面温度降低。而后工质流经压缩机6，在干燥室7壁面冷凝，使壁面温度升高。

Claims (6)

1.一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置，其特征在于：冻结室3、干燥室7、出料装置14直接相连。
2.根据权利要求1所述的冻结室，其特征在于：液氮通过喷射泵21从冻结室底部向上喷射，液氮在喷射的过程中汽化吸热制冷，同时壁面的温度较低，与液滴之间存在辐射换热，使得液滴冻结。
3.根据权利要求1所述的干燥室，其特征在于：冻结之后的液滴在延时干燥装置19上下落，延长了干燥时间。同时壁面温度较高，与冻结颗粒之间存在辐射换热，使得颗粒在真空环境下干燥。
4.根据权利要求3所述的延时干燥装置，其特征在于：不同的金属板被固定在同一个金属杆上，通过设置金属板的倾斜角度，可以调节冻结颗粒在干燥室内的停留时间。
5.根据权利要求1所述的出料装置，其特征在于：通过控制阀门，使得冻结颗粒在不同的时间内落入不同的缓冲室，减小了外部环境对于装置内部真空度的影响。
6.根据权利要求1所述的冻结室和干燥室，其特征在于：两者壁面温度的控制采用同一套***，工质在蒸发器5中蒸发，使得干燥室3壁面温度降低，而后经过压缩机6，在冷凝器9中冷凝放热，使干燥室壁面温度升高。
CN202011101912.XA 2020-10-14 2020-10-14 一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置 Pending CN112240682A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011101912.XA CN112240682A (zh) 2020-10-14 2020-10-14 一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011101912.XA CN112240682A (zh) 2020-10-14 2020-10-14 一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112240682A true CN112240682A (zh) 2021-01-19

Family

ID=74169147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011101912.XA Pending CN112240682A (zh) 2020-10-14 2020-10-14 一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112240682A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114923316A (zh) * 2022-05-17 2022-08-19 西安工业大学 一种产业化动态喷雾冷冻干燥装置及其工艺流程

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1357900A2 (en) * 2001-01-30 2003-11-05 Board of Regents, The University of Texas System Process for production of nanoparticles and microparticles by spray freezing into liquid
CN1682083A (zh) * 2002-04-23 2005-10-12 拜尔技术服务有限责任公司 冷冻干燥装置
EP1915987A1 (en) * 2006-10-27 2008-04-30 MediGene AG Spray-freeze-drying process for the preparation of pellets comprising percolation drying
CN101391152A (zh) * 2008-10-22 2009-03-25 天津大学 吸收式热泵用于双再沸器间歇萃取精馏的装置和方法
US20110113644A1 (en) * 2008-07-10 2011-05-19 Ulvac, Inc. Freeze-drying apparatus and freeze-drying method
CN105091509A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 天津商业大学 一种热泵真空干燥装置
CN205106276U (zh) * 2015-10-27 2016-03-30 天津东江食品有限公司 一种食品真空冷冻干燥箱
CN107009535A (zh) * 2017-05-21 2017-08-04 郑州睿科生化科技有限公司 一种多晶硅切割砂浆的回收装置
CN107683398A (zh) * 2015-06-01 2018-02-09 Ima生命北美股份有限公司 使用带电介质加热的喷雾冷冻和搅拌干燥的散装冷冻干燥
US10252181B2 (en) * 2017-08-04 2019-04-09 ZoomEssence, Inc. Ultrahigh efficiency spray drying apparatus and process

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1357900A2 (en) * 2001-01-30 2003-11-05 Board of Regents, The University of Texas System Process for production of nanoparticles and microparticles by spray freezing into liquid
CN1682083A (zh) * 2002-04-23 2005-10-12 拜尔技术服务有限责任公司 冷冻干燥装置
EP1915987A1 (en) * 2006-10-27 2008-04-30 MediGene AG Spray-freeze-drying process for the preparation of pellets comprising percolation drying
US20110113644A1 (en) * 2008-07-10 2011-05-19 Ulvac, Inc. Freeze-drying apparatus and freeze-drying method
CN101391152A (zh) * 2008-10-22 2009-03-25 天津大学 吸收式热泵用于双再沸器间歇萃取精馏的装置和方法
CN107683398A (zh) * 2015-06-01 2018-02-09 Ima生命北美股份有限公司 使用带电介质加热的喷雾冷冻和搅拌干燥的散装冷冻干燥
CN105091509A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 天津商业大学 一种热泵真空干燥装置
CN205106276U (zh) * 2015-10-27 2016-03-30 天津东江食品有限公司 一种食品真空冷冻干燥箱
CN107009535A (zh) * 2017-05-21 2017-08-04 郑州睿科生化科技有限公司 一种多晶硅切割砂浆的回收装置
US10252181B2 (en) * 2017-08-04 2019-04-09 ZoomEssence, Inc. Ultrahigh efficiency spray drying apparatus and process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114923316A (zh) * 2022-05-17 2022-08-19 西安工业大学 一种产业化动态喷雾冷冻干燥装置及其工艺流程

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105318666A (zh) 一种真空喷雾冷冻干燥设备和方法
CN106268503B (zh) 一种液氮喷雾冷冻造粒真空干燥装置和工作方法
CN107683398A (zh) 使用带电介质加热的喷雾冷冻和搅拌干燥的散装冷冻干燥
CN102058139A (zh) 三温段食品速冻方法及三温段食品速冻机
CN110523096B (zh) 可缩短益生菌料液冷冻干燥时间的规模化干燥装置与方法
WO2017084164A1 (zh) 一种真空喷雾冷冻造粒装置和方法
CN112240682A (zh) 一种可用于连续生产的喷雾冷冻干燥装置
CN100455963C (zh) 一种用于冷冻干燥技术的快速冻结液态物料的方法
CN102987524A (zh) 一种用于颗粒状调理食品的脉冲喷动微波冻干装置及均匀化高效加工方法
CN205228008U (zh) 真空喷雾冷冻干燥设备
CN214172702U (zh) 喷雾冷冻干燥***
CN219934432U (zh) 喷雾冷冻干燥结构
CN105831235A (zh) 一种喷淋式果蔬冷水冷却装置及方法
CN109393006A (zh) 一种梭子蟹液氮速冻设备
CN102589221A (zh) 一种利用超声波制备流态冰的装置和方法
CN115046342B (zh) 一种冰浆造雪机及控制方法
CN209726591U (zh) 一种超小型片冰机蒸发器
CN204739850U (zh) 一种连续式真空喷雾冷冻干燥设备
CN107166831B (zh) 一种连续冰粒制取装置
CN102128531A (zh) 一种雾化水滴在载冷气流中冻结制取颗粒冰的方法及装置
CN205658286U (zh) 一种喷淋式果蔬冷水冷却装置
CN210638380U (zh) 一种捕水均匀式冻干机
CN202013057U (zh) 一种制取颗粒冰的装置
CN208332798U (zh) 一种基于平板射流冲击蒸发器的组合式速冻装置
CN216522679U (zh) 一种颗粒连续冻干设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210119

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication