KR20150077921A - Spray freezing drier to improve the drying performance - Google Patents
Spray freezing drier to improve the drying performance Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150077921A KR20150077921A KR1020130166879A KR20130166879A KR20150077921A KR 20150077921 A KR20150077921 A KR 20150077921A KR 1020130166879 A KR1020130166879 A KR 1020130166879A KR 20130166879 A KR20130166879 A KR 20130166879A KR 20150077921 A KR20150077921 A KR 20150077921A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tray
- freeze
- chamber
- dried material
- dried
- Prior art date
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
- F26B25/06—Chambers, containers, or receptacles
- F26B25/14—Chambers, containers, receptacles of simple construction
- F26B25/18—Chambers, containers, receptacles of simple construction mainly open, e.g. dish, tray, pan, rack
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 분무식 동결건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피동결건조물 내부의 수분을 건조시키기 위한 분무식 동결건조기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
동결건조란 건조의 한 방법으로, 피동결건조물을 동결시켜 내부의 수분을 얼음으로 형성한 후, 대기 중의 수증기의 부분압을 낮춘 상태에서 피동결건조물 내부의 얼음을 승화에 의해 수증기로 배출하여 피동결건조물을 건조시키는 것을 의미한다. 즉, 낮은 압력에서 얼음에 에너지가 공급되면 액화하는 것이 아니고 수증기로 바로 승화되는 원리를 이용하여 피동결건조물질의 내부 수분을 건조하는 방법이다. Freeze-drying is a method of drying by freezing the frozen-dried material to form the inside water into ice, then discharging the ice inside the frozen-dried material to the steam by sublimation in a state where the partial pressure of the water vapor in the air is lowered Means to dry the dried product. That is, when the ice is supplied with energy at a low pressure, the internal moisture of the lyophilized material is dried using the principle of sublimation into water vapor rather than liquefaction.
특히, 건조된 물질은 승화된 얼음 결정체에 의해 내부에 많은 공극을 포함하고 있어 향후 수분이 용이하게 흡수될 수 있으며 재수화(rehydration)에 의해 건조되기 전의 상태로 쉽게 복원되는 특성을 가진다. Particularly, since the dried material contains many voids by the sublimated ice crystals, moisture can be easily absorbed in the future and can be easily restored to the state before drying by rehydration.
상기 동결건조를 수행하기 위한 분무식 동결건조기와 관련하여, 종래에는 상기 분무식 동결건조기 내부에 피동결건조물을 건조하기 위한 트레이가 설치되며, 상기 트레이는 상부가 개방된 용기 형상을 가져 내부의 피동결건조물을 분사하여 건조하는 경우, 상기 트레이를 통한 열전달이 용이하지 않아 건조시간이 길고, 이에 따라 건조용량이 많지 않은 문제가 있다. [0002] Conventionally, a tray for drying a frozen-dried material is installed in the spray-type freeze-dryer, and the tray has a container shape having an open top, When the lyophilized product is sprayed and dried, the heat transfer through the tray is not easy, so that the drying time is long and the drying capacity is not so large.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 건조용량을 증가시키며 동결건조 시간을 감소할 수 있는 분무식 동결건조기에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a spray freeze dryer capable of increasing the drying capacity and reducing the freeze-drying time.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 분무식 동결건조기는 챔버, 트레이, 피동결건조물 분사노즐, 가열수단 및 진공펌프를 포함한다. 상기 챔버는 수납공간을 형성한다. 상기 트레이는 상기 챔버의 수납공간에 수납되며, 서로 평행하게 배열된 복수의 플레이트들이 수납된 수납부를 형성하며, 상부가 개방된다. 상기 피동결건조물 분사노즐은 상기 트레이의 수납부로 피동결건조물을 분사한다. 상기 가열수단은 상기 트레이를 가열한다. 상기 진공펌프는 상기 챔버 내를 진공으로 유지한다. According to an aspect of the present invention, a spray freeze dryer includes a chamber, a tray, a freeze-dried material spray nozzle, a heating means, and a vacuum pump. The chamber forms a storage space. The tray is accommodated in a storage space of the chamber and has a receiving portion accommodating a plurality of plates arranged in parallel to each other, and an upper portion thereof is opened. The freeze-dried material spraying nozzle ejects the freeze-dried material to the storage portion of the tray. The heating means heats the tray. The vacuum pump keeps the inside of the chamber under vacuum.
일 실시예에서, 상기 챔버의 내부로 액체질소를 인가하는 액체질소 유입구, 상기 챔버 내의 질소가스를 외부로 배출하는 질소가스 배출구, 및 상기 트레이에 진동을 인가하는 진동수단을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the apparatus may further include a liquid nitrogen inlet for applying liquid nitrogen to the inside of the chamber, a nitrogen gas outlet for discharging nitrogen gas to the outside of the chamber, and a vibrating means for applying vibration to the tray.
일 실시예에서, 상기 피동결건조물 분사노즐의 끝단부를 가열하는 분사노즐 끝단부 가열수단을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further comprise an injection nozzle end heating means for heating an end of the lyophilized material spray nozzle.
일 실시예에서, 상기 플레이트부들 각각은 열전도도가 높은 물질을 포함할 수 있다. In one embodiment, each of the plate portions may comprise a material having a high thermal conductivity.
일 실시예에서, 상기 플레이트부들은 상기 수납부를 복수의 구획으로 구분하며, 상기 플레이트부들 각각은 물질 전달이 가능하여, 각각의 구획에서 발생된 수증기가 상기 플레이트부들 각각을 통과하여 인접 구획으로 배출될 수 있다. In one embodiment, the plate portions divide the compartment into a plurality of compartments, each of the plate portions being capable of mass transfer, so that the water vapor generated in each compartment passes through each of the plate portions and is discharged to an adjacent compartment .
일 실시예에서, 상기 플레이트부의 하부에 복수의 개구부들이 형성되어, 상기 수증기의 통과가 가능할 수 있다. In one embodiment, a plurality of openings may be formed in the lower portion of the plate portion to enable passage of the water vapor.
일 실시예에서, 상기 플레이트부에 복수의 기공들이 형성되어, 상기 수증기의 통과가 가능할 수 있다. In one embodiment, a plurality of pores may be formed in the plate portion, allowing passage of the water vapor.
본 발명의 실시예들에 의하면, 트레이의 내부에 플레이트부들이 복수개가 서로 평행하게, 일정한 간격으로 연장되므로, 피동결건조물들이 상기 트레이의 수납부 내에서 적층되더라도, 상기 적층된 피동결건조물들의 상부까지 상기 플레이트부들을 통해 열이 전달될 수 있으므로, 상기 피동결건조물들의 건조를 촉진할 수 있으며, 건조 용량도 증가하게 된다. According to the embodiments of the present invention, since a plurality of plate portions extend in parallel with each other at regular intervals in the tray, even if the lyophilized materials are stacked in the receiving portion of the tray, Heat can be transferred through the plate portions, so that drying of the frozen-dried materials can be promoted, and the drying capacity also increases.
또한, 진동수단은 상기 트레이에 진동을 추가로 인가하여, 동결된 피동결건조물이 상기 트레이에 수용되면서 서로 엉겨붙는 것을 방지할 수 있다. Further, the vibrating means may further apply vibration to the tray to prevent the freeze-dried freeze-dried material from being entangled with each other while being accommodated in the tray.
또한, 플레이트부의 하부에 복수의 개구부들이 형성되거나 또는 플레이트 상에 기공들이 전체적으로 균일하게 형성되어, 일 구획에서 발생된 수증기들이 인접 구획으로 배출될 수 있으며, 이에 따라 수증기의 배출이 수월해지고 건조용량 및 건조속도가 향상될 수 있다. In addition, a plurality of openings may be formed in the lower part of the plate part, or the pores may be uniformly formed on the plate, so that the steam generated in one compartment may be discharged to the adjacent compartment, The drying speed can be improved.
즉, 상기 플레이트부를 통한 열전달뿐만 아니라, 상기 개구부들 도는 상기 기공들을 통한 물질전달(수증기)도 가능하게 되어, 건조 효율 및 건조 속도가 향상되고 건조 용량도 증가할 수 있게 된다. That is, not only heat transfer through the plate portion but also mass transfer (steam) through the openings or the pores becomes possible, thereby improving the drying efficiency and the drying speed and increasing the drying capacity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 분무식 동결건조기를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 분무식 동결건조기의 트레이를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 트레이 내부에 피동결건조물이 수납된 상태를 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 분무식 동결건조기의 트레이의 플레이트부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 분무식 동결건조기의 트레이의 플레이트부를 도시한 사시도이다. 1 is a front view showing a spray freeze-drier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a tray of the spray freeze-drier of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which the freeze-dried material is stored in the tray of FIG. 2;
4 is a perspective view showing a plate portion of a tray of a spray freeze-drier according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a plate portion of a tray of a spray freeze-drier according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the term "comprises" or "comprising ", etc. is intended to specify that there is a stated feature, figure, step, operation, component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 분무식 동결건조기를 도시한 정면도이다. 도 2는 도 1의 분무식 동결건조기의 트레이를 도시한 사시도이다. 1 is a front view showing a spray freeze-drier according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a tray of the spray freeze-drier of FIG. 1. FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 분무식 동결건조기(1)는 챔버(10), 트레이(20), 액체질소 유입구(30), 질소가스 배출구(40), 피동결건조물 분사노즐(50), 가열수단(60) 및 진공펌프(70)를 포함하며, 상기 트레이(20)에 진동을 인가하는 진동수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 1 and 2, a
상기 챔버(10)는 상기 분무식 동결건조기(1)의 본체에 해당되며, 양측벽(11) 및 상측벽(12)을 포함하여 내부에 소정의 수납공간을 형성한다. 이 경우, 상기 수납공간은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같은 직육면체 형상일 수 있다. The
상기 챔버(10)의 양측벽(11)에는 복수의 롤러들(81)이 배치된다. 즉, 상기 롤러들(81)은 상기 챔버(10)의 양측벽(11)에 상기 챔버(10)의 상기 양측벽(11)의 연장방향에 따라 복수개가 배치되며, 상기 양측벽(11)에 대하여 회전가능하도록 배치된다. 그리하여, 상기 트레이(20)는 상기 롤러들(81)의 회전에 따라 상기 수납공간의 내부 또는 외부로 이송될 수 있다. A plurality of
상기 챔버(10)의 전면에는 도어(미도시)가 고정되어, 상기 도어를 통해 상기 수납공간으로의 인입 또는 반출이 수행된다. A door (not shown) is fixed to the front surface of the
즉, 상기 트레이(20)는 상기 챔버(10)의 내부에 배치되는데, 상기 트레이(20)의 상부는 개방될 수 있고, 상기 트레이(20)의 상부 양 끝단에는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 트레이(20)의 외부방향으로 연장되는 걸림부(21)가 형성된다. That is, the
상기 걸림부(21)는 상기 롤러들(81) 상에 위치하여, 상기 롤러들(81)의 회전에 따라 상기 트레이(20)는 상기 수납공간의 내부로 인입되거나 상기 수납공간으로부터 반출된다. 이 경우, 상기 도어(미도시)의 개폐에 의해 진입 또는 반출이 수행 또는 차단된다. The catching
다만, 상기 롤러들(81) 및 상기 걸림부(21)의 위치, 형상 또는 구조 등은 다양하게 변형될 수 있으며, 상기 트레이(20)가 상기 수납공간으로 용이하게 인입되거나 상기 수납공간으로부터 용이하게 반출될 수 있는 구조의 범위이면 충분하다. The positions, shapes, and structures of the
상기 액체질소 유입구(30)는 상기 트레이(20)의 상부에 배치되며, 보다 구체적으로 상기 챔버(10)의 내부의 상측벽(12)에 고정된다. 상기 액체질소 유입구(30)를 통해 액체질소가 상기 트레이(20)의 내부로 공급된다. 이 경우, 상기 액체질소 유입구(30)는 외부의 액체질소 저장탱크(미도시)와 연결되어, 상기 액체질소 저장탱크로부터 공급받은 액체질소가 상기 액체질소 유입구(30)를 통해 상기 트레이(20)의 내부로 공급된다. The
상기 질소가스 배출구(40)는 상기 액체질소 유입구(30)를 통해 상기 트레이(20)로 공급된 액체질소가 기화되어 형성된 질소가스를 상기 챔버(10)의 외부로 배출하기 위한 것으로, 상기 챔버(10)의 상측벽(12)에 고정된다. 이 경우, 상기 질소가스 배출구(40)를 통해 배출된 질소가스는 외부의 별도의 질소가스 저장탱크(미도시)에 연결되어 저장될 수 있다. The
상기 피동결건조물 분사노즐(50)은 상기 챔버(10)의 내부의 상측벽(12)에 고정된다. 상기 피동결건조물 분사노즐(50)을 통해 피동결건조물을 상기 트레이(20)의 내부로 분사할 수 있으며, 이 경우, 상기 피동결건조물은 외부의 별도의 피동결건조물 저장탱크(미도시)에 저장된 상태에서 상기 피동결건조물 분사노즐(50)로 공급될 수 있다. The lyophilized
한편, 상기 피동결건조물 분사노즐(50)은 상기 피동결건조물의 입자 크기를 고려하여 선택될 수 있으며, 예를 들어, 의약품 약액인 경우 상기 피동결건조물의 입자 크기는 대략 5~10μm일 수 있다. 의약품의 호흡에 의한 주입에 가장효율적인 크기가 대략 5~10μm이므로, 의약품 약액에서는 상기 피동결건조물의 입자 크기를 고려하여 상기 피동결건조물 분사노즐(50)의 크기가 선택되는 것이 바람직하다. Meanwhile, the freeze-dried
나아가, 상기 피동결건조물 분사노즐(50) 중 피동결건조물이 분사되는 끝단부를 가열하기 위한 별도의 분사노즐 끝단부 가열 수단이 구비될 수 있다. 이는 상기 피동결건조물 분사노즐(50)에서 피동결건조물이 분사되는 과정에서 상기 챔버(10) 내부의 낮은 온도에 의해 상기 피동결건조물 분사노즐(50)의 끝단부에서 상기 피동결건조물이 어는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. Further, a separate spray nozzle end heating means for heating the end of the frozen dried
상기 가열수단(60)을 통해, 동결된 상태의 피동결건조물을 건조시키기 위해 상기 피동결건조물에 열을 가한다. 상기 가열수단(60)은 선반(61), 유압장치(63) 및 열유체순환부(64)를 포함한다. 상기 선반(61)은 상기 트레이(20)의 하부로 접근되거나 상기 트레이(20)의 하부로부터 이격될 수 있도록 설치된다. 이 경우, 상기 유압장치(63)가 상기 선반(61)의 접근 또는 이격을 제어할 수 있다. 상기 열유체순환부(64)는 상기 선반(61)의 내부에 배열되며, 상기 트레이(20)에 열을 인가하기 위한 열유체를 순환시킨다. Heat is applied to the lyophilized product through the heating means (60) to dry the lyophilized product in a frozen state. The heating means (60) includes a shelf (61), a hydraulic device (63) and a heat fluid circulating portion (64). The
상기 진공펌프(70)는 상기 피동결건조물을 건조하는 과정에서 상기 피동결건조물 내부의 수분이 얼음에서 수증기로 승화할 수 있도록 상기 챔버(10)의 내부공간을 진공상태로 유지한다. 또한, 상기 진공펌프(70)를 통하여 상기 피동결건조물이 건조되는 과정에서 승화된 수증기도 함께 배출되는데, 상기 배출된 수증기를 응축시키기 위한 별도의 응축기(미도시)가 구비될 수도 있다. The
도 3은 도 2의 트레이 내부에 피동결건조물이 수납된 상태를 도시한 확대도이다. FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which the freeze-dried material is stored in the tray of FIG. 2;
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 트레이(20)는 이미 설명한 바와 같이 상기 챔버(10)의 수납공간에 수납되며, 피동결건조물이 분사되어 건조가 되는 부분이다. 이를 위해, 상기 트레이(20)는 상기 가열수단(60)으로부터 제공되는 열을 용이하게 전달할 필요가 있다. 2 and 3, the
그러나, 종래의 트레이는 피동결건조물의 수납을 위해 내부가 빈 용기 형상으로 형성되었으며 이에 따라 피동결건조물로의 열전달의 비효율적이었다. 나아가, 트레이의 내부에 피동결건조물이 축적되는 경우, 상부에 축적된 피동결건조물에는 열전달이 제한적이어 동결건조가 적절하게 수행되지 않는 문제가 있었다. However, in the conventional tray, the inside of the tray is formed in an empty container shape for the storage of the freeze-dried material, and thus the heat transfer to the freeze-dried material is inefficient. Furthermore, when the freeze-dried material is stored in the tray, there is a problem that the freeze-dried material accumulated in the upper part has limited heat transfer and is not properly performed.
반면, 본 실시예에 의한 트레이(20)는 내부에 수납부(22)가 형성된 용기 형상을 가지되, 상기 수납부(22)에 복수의 플레이트부들(100)이 배열된다. On the other hand, the
구체적으로, 상기 플레이트부들(100) 각각은 사각형 플레이트(plate) 형상을 가지며, 상기 트레이(20)의 바닥부로부터 상기 수납부(22)로 연장되어 상기 트레이(20)의 측벽부와 평행하게 연장된다. 이 경우, 상기 플레이트부들(100)은 복수개가 서로 평행하게 연장되도록 배열된다. Each of the
이와 같이, 상기 플레이트부들(100)이 복수개가 서로 평행하게, 일정한 간격으로 상기 수납부(22)의 내부에 연장되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피동결건조물들이 상기 수납부(22) 내에서 적층되더라도, 상기 적층된 피동결건조물들의 상부까지 상기 플레이트부들(100)을 통해 열이 전달될 수 있으므로, 상기 피동결건조물들의 건조를 촉진할 수 있으며, 건조 용량도 증가하게 된다. 3, when the plurality of the
한편, 상기 플레이트부들(100)은 열전달을 용이하게 하기 위해 열전도도가 높은 재료를 포함하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the
나아가, 상기 진동수단은 상기 롤러(81)에 연결된 모터(미도시)를 포함하여, 상기 트레이(20)에 진동을 인가할 수 있다. 즉, 상기 진동수단은 상기 롤러(81)에 회전력을 인가하여, 상기 롤러(81)의 회전에 따라 상기 트레이(20)에 진동을 인가할 수 있다. 그리하여, 동결된 피동결건조물이 상기 트레이(20)에 수용되면서 서로 엉겨붙는 것을 방지할 수 있다. Furthermore, the vibrating means may include a motor (not shown) connected to the
한편, 본 실시예에 의한 분무식 동결건조기(1)에서의 피동결건조물들의 건조 단계는 다음과 같다. On the other hand, the freeze-dried materials in the spray freeze-drier 1 according to the present embodiment are dried as follows.
즉, 상기 챔버(10)의 도어가 오픈되어 상기 트레이(20)가 상기 챔버(10)의 내부로 상기 롤러(81)를 통해 인입되면, 상기 도어는 차단되어 상기 트레이(20)의 수납공간은 밀폐된다. That is, when the door of the
이 후, 상기 액체질소 유입구(30)를 통해 액체질소가 상기 트레이(20)로 공급되어, 상기 트레이(20)의 1/3~1/2를 채우게 된다. 이 경우, 상기 액체질소의 공급량은 상기 챔버(10) 내부의 온도를 피동결건조물이 분사되는 동시에 동결될 수 있을 정도로 조절되는 것이 바람직하다. Liquid nitrogen is then supplied to the
이 후, 상기 액체질소의 공급에 의해 상기 챔버(10)의 내부 온도가 충분히 낮아지면, 상기 피동결건조물 분사노즐(50)을 통해 피동결건조물을 상기 트레이(20)의 수납부(22)로 분사한다. Thereafter, when the internal temperature of the
이 경우, 상기 롤러(81)에 연결된 모터를 작동하여 상기 트레이(20)에 진동을 인가할 수 있으며, 이를 통해 분사되어 동결된 상기 피동결건조물이 상기 트레이(20)에 수용되는 과정에서 서로 엉겨붙는 것을 방지할 수 있다. In this case, vibration may be applied to the
이 후, 필요한 양 만큼의 피동결건조물이 동결 생성되면 상기 질소가스 배출구(40)를 통해 질소가스를 상기 챔버(10)의 외부로 배출한다. 이를 통해 상기 챔버(10) 내부의 질소가스의 부분압이 하강하면서 액화질소가 기화하게 되며, 기화된 질소가스들은 다시 상기 질소가스 배출구(40)를 통해 상기 챔버(10)의 외부로 배출되므로 상기 트레이(20)의 내부에 상기 액화질소는 소멸하게 된다. Thereafter, when the required amount of freeze-dried material is frozen, nitrogen gas is discharged to the outside of the
이 후, 상기 트레이(20)의 내부의 액화질소가 모두 배출되면 상기 트레이(20)의 내부에는 동결된 피동결건조물만 남게되고, 상기 진공펌프(70)를 작동시켜 상기 챔버(10)의 내부를 진공으로 만든다. 이 경우, 상기 진공펌프(70)를 통해 상기 챔버(10)의 내부에 잔류하던 질소가스는 추가적으로 모두 배출될 수 있다. Thereafter, when the liquefied nitrogen in the
이 후, 상기 선반(61)을 유압장치(63)를 통해 상기 트레이(20)에 접촉될 수 있도록 상기 트레이(20) 측으로 근접시킨 후 상기 선반(61)의 내부에 마련된 상기 열유체순환관(64)에 열유체를 순환시켜 상기 트레이(20)를 가열한다. 그리하여, 상기 동결된 상태의 피동결건조물은 가열된다. Thereafter, the
이와 같이, 상기 피동결건조물을 가열하면, 상기 피동결건조물 내부의 얼음 상태의 수분이 녹는데, 낮은 온도와 낮은 압력하에서는 얼음이 융해되지 않고 바로 승화가 발생하게 되므로, 이러한 원리가 적용되어 상기 피동결건조물 내부의 수분은 승화하여 제거된다. When the freeze-dried material is heated, the ice-form moisture in the freeze-dried material is melted. Under low temperature and low pressure, the freeze-dried material undergoes sublimation without melting. Therefore, Moisture inside the freeze-dried product is sublimated and removed.
특히, 본 실시예에서는 상기 트레이(20)의 내부에 복수의 플레이트들(100)이 배치되므로, 상기 가열수단(60)에 의해 인가된 열이 상기 피동결건조물에 보다 효과적으로 전달될 수 있다. In particular, in this embodiment, since the plurality of
이 후, 상기 피동결건조물에서 승화된 수증기는 진공펌프에 의해 상기 챔버(10)의 외부로 배출되며 별도의 응축기를 통해 응축될 수 있다. 한편, 상기 피동결건조물 내부의 수분을 제거하는 과정에서도 상기 트레이(20)에 진동을 인가하여 수분 승화의 효과를 향상시킬 수 있다. Subsequently, the water vapor sublimated in the freeze-dried product is discharged to the outside of the
이와 같은 과정을 통해 상기 피동결건조물 내부의 수분이 모두 제거되면 건조된 상태의 피동결건조물을 획득할 수 있다. If the moisture inside the lyophilized product is completely removed through the above process, the dried lyophilized product can be obtained.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 분무식 동결건조기의 트레이의 플레이트를 도시한 사시도이다. 4 is a perspective view illustrating a tray plate of a spray freeze-drier according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 분무식 동결건조기는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 상기 분무식 동결건조기(1)와 트레이의 플레이트부 형상을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하며 중복되는 설명은 이를 생략한다. The spray-type freeze-dryer according to the present embodiment is substantially the same as the spray-type freeze-
도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 분무식 동결건조기의 트레이(20)의 수납부(22)에는 복수의 플레이트부들(110)이 도 2를 참조하여 설명한 상기 플레이트부들(100)과 동일하게 상기 트레이(20)의 측벽부와 평행한 방향으로 연장되며 배치된다. 나아가, 상기 플레이트부들(110) 각각에는 개구부들(111)이 형성된다. 4, a plurality of
상기 개구부들(111)은 상기 플레이트부(110)의 하부에 복수개가 일렬로 배열된다. A plurality of the
상기 플레이트부들(110)에 의해 상기 수납부(22)가 복수의 구획으로 구획되는 경우, 각각의 구획은 인접된 구획과 차단되어, 피동결건조물은 물론이며, 특히 상기 피동결건조물이 건조되며 발생하는 수증기도 인접한 구획으로 이동될 수 없다. 이에 따라, 상기 수증기들은 외부로 배출되지 못하게 되며, 이러한 현상은 상기 피동결건조물의 적층높이가 높아지고 상기 플레이트부들(110)의 개수가 증가하여 나눠지는 구획이 좁아지는 경우 심해질 수 있다. When the
따라서, 본 실시예와 같이 상기 플레이트부(110)의 하부에 복수의 개구부들(111)이 형성되면, 상기 개구부들(111)을 통해 일 구획에서 발생된 수증기들이 인접 구획으로 배출될 수 있으며, 이에 따라 수증기의 배출이 수월해지고 건조용량 및 건조속도가 향상될 수 있다. Accordingly, when a plurality of
즉, 본 실시예를 통해, 상기 플레이트부(110)를 통한 열전달뿐만 아니라, 상기 개구부들(111)을 통한 물질전달(수증기)도 가능하게 되어, 건조 효율 및 건조 속도가 향상되고 건조 용량도 증가할 수 있게 된다. That is, through the present embodiment, not only the heat transfer through the
이와 달리, 상기 개구부들(111)은 상기 플레이트부(110)의 임의의 위치에 불규칙적으로 배열될 수도 있으며, 복수의 열로 배열될 수도 있다. Alternatively, the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 분무식 동결건조기의 트레이의 플레이트를 도시한 사시도이다. 5 is a perspective view showing a plate of a tray of a spray freeze-drier according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 의한 분무식 동결건조기는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 상기 분무식 동결건조기(1)와 트레이의 플레이트부 형상을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 동일한 참조번호를 사용하며 중복되는 설명은 이를 생략한다. The spray-type freeze-dryer according to the present embodiment is substantially the same as the spray-type freeze-
도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 분무식 동결건조기의 트레이(20)의 수납부(22)에는 복수의 플레이트부들(120)이 도 2를 참조하여 설명한 상기 플레이트부들(100)과 동일하게 상기 트레이(20)의 측벽부와 평행한 방향으로 연장되며 배치된다. 나아가, 상기 플레이트부들(120) 각각에는 기공들(121)이 형성된다. 5, a plurality of
상기 기공들(121)은 상기 플레이트부들(120) 상에 임의의 위치에 형성되며, 상기 플레이트부들(120) 상에 골고루 분포되도록 형성된다. The
이미 설명한 바와 같이, 상기 플레이트부들(120)에 의해 상기 수납부(22)가 복수의 구획으로 구획되는 경우, 각각의 구획은 인접된 구획과 차단되어, 피동결건조물은 물론이며, 특히 상기 피동결건조물이 건조되며 발생하는 수증기도 인접한 구획으로 이동될 수 없다. 이에 따라, 상기 수증기들은 외부로 배출되지 못하게 되며, 이러한 현상은 상기 피동결건조물의 적층높이가 높아지고 상기 플레이트부들(120)의 개수가 증가하여 나눠지는 구획이 좁아지는 경우 심해질 수 있다. As described above, when the
따라서, 본 실시예와 같이 상기 플레이트부(120) 상에 복수의 기공들(121)이 형성되면, 상기 기공들(121)을 통해 일 구획에서 발생된 수증기들이 인접 구획으로 배출될 수 있으며, 이에 따라 수증기의 배출이 수월해지고 건조용량 및 건조속도가 향상될 수 있다. Accordingly, when a plurality of
이를 위해 상기 기공들(121)은 수증기들이 통과할 수 있을 정도의 크기인 것이 바람직하다. For this purpose, the
이와 같이, 본 실시예를 통해, 상기 플레이트부(120)를 통한 열전달뿐만 아니라, 상기 기공들(121)을 통한 물질전달(수증기)도 가능하게 되어, 건조 효율 및 건조 속도가 향상되고 건조 용량도 증가할 수 있게 된다. In this way, not only the heat transfer through the
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 트레이의 내부에 플레이트부들이 복수개가 서로 평행하게, 일정한 간격으로 연장되므로, 피동결건조물들이 상기 트레이의 수납부 내에서 적층되더라도, 상기 적층된 피동결건조물들의 상부까지 상기 플레이트부들을 통해 열이 전달될 수 있으므로, 상기 피동결건조물들의 건조를 촉진할 수 있으며, 건조 용량도 증가하게 된다. According to the above-described embodiments of the present invention, since a plurality of plate portions extend in parallel to each other at regular intervals in the tray, even if freeze-dried materials are stacked in the receiving portion of the tray, Heat can be transferred to the upper portions of the dried materials through the plate portions, so that drying of the frozen dried materials can be promoted, and the drying capacity also increases.
또한, 진동수단은 상기 트레이에 진동을 추가로 인가하여, 동결된 피동결건조물이 상기 트레이에 수용되면서 서로 엉겨붙는 것을 방지할 수 있다. Further, the vibrating means may further apply vibration to the tray to prevent the freeze-dried freeze-dried material from being entangled with each other while being accommodated in the tray.
또한, 플레이트부의 하부에 복수의 개구부들이 형성되거나 또는 플레이트 상에 기공들이 전체적으로 균일하게 형성되어, 일 구획에서 발생된 수증기들이 인접 구획으로 배출될 수 있으며, 이에 따라 수증기의 배출이 수월해지고 건조용량 및 건조속도가 향상될 수 있다. In addition, a plurality of openings may be formed in the lower part of the plate part, or the pores may be uniformly formed on the plate, so that the steam generated in one compartment may be discharged to the adjacent compartment, The drying speed can be improved.
즉, 상기 플레이트부를 통한 열전달뿐만 아니라, 상기 개구부들 도는 상기 기공들을 통한 물질전달(수증기)도 가능하게 되어, 건조 효율 및 건조 속도가 향상되고 건조 용량도 증가할 수 있게 된다. That is, not only heat transfer through the plate portion but also mass transfer (steam) through the openings or the pores becomes possible, thereby improving the drying efficiency and the drying speed and increasing the drying capacity.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims. It can be understood that it is possible.
본 발명에 따른 분무식 동결건조기는 피동결건조물질의 동결건조를 통한 시료 생성에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. The atomizing freeze-dryer according to the present invention has industrial applicability that can be used for sample preparation by freeze-drying of freeze-dried material.
1 : 분무식 동결건조기
10 : 챔버
20 : 트레이
30 : 액체질소 유입구
40 : 질소가스 배출구
50 : 피동결건조물 분사노즐
60 : 가열수단
70 : 진공펌프
100, 110, 120 : 플레이트부
111 : 개구부
121 : 기공1: atomizer type freeze dryer 10: chamber
20: Tray 30: liquid nitrogen inlet
40: nitrogen gas outlet 50: freeze-dried material spray nozzle
60: Heating means 70: Vacuum pump
100, 110, 120: plate portion 111:
121: Groundwork
Claims (7)
상기 챔버의 수납공간에 수납되며, 서로 평행하게 배열된 복수의 플레이트들이 수납된 수납부를 형성하며, 상부가 개방된 트레이;
상기 트레이의 수납부로 피동결건조물을 분사하는 피동결건조물 분사노즐;
상기 트레이를 가열하는 가열수단; 및
상기 챔버 내를 진공으로 유지하는 진공펌프를 포함하는 분무식 동결건조기. A chamber forming a storage space;
A tray which is housed in a receiving space of the chamber and forms a receiving portion accommodating a plurality of plates arranged in parallel to each other,
A freeze-dried material spraying nozzle for spraying the freeze-dried material to the storage portion of the tray;
Heating means for heating the tray; And
And a vacuum pump for maintaining the inside of the chamber under vacuum.
상기 챔버의 내부로 액체질소를 인가하는 액체질소 유입구;
상기 챔버 내의 질소가스를 외부로 배출하는 질소가스 배출구; 및
상기 트레이에 진동을 인가하는 진동수단을 더 포함하는 분무식 동결건조기. The method according to claim 1,
A liquid nitrogen inlet for applying liquid nitrogen to the interior of the chamber;
A nitrogen gas outlet for discharging the nitrogen gas in the chamber to the outside; And
Further comprising vibrating means for applying vibration to the tray.
상기 피동결건조물 분사노즐의 끝단부를 가열하는 분사노즐 끝단부 가열수단을 더 포함하는 분무식 동결건조기. 3. The method of claim 2,
And a spray nozzle end heating means for heating an end of the freeze-dried material spray nozzle.
상기 플레이트부들은 상기 수납부를 복수의 구획으로 구분하며,
상기 플레이트부들 각각은 물질 전달이 가능하여, 각각의 구획에서 발생된 수증기가 상기 플레이트부들 각각을 통과하여 인접 구획으로 배출되는 것을 특징으로 하는 분무식 동결건조기. 5. The method of claim 4,
The plate portions divide the storage portion into a plurality of compartments,
Wherein each of the plate portions is capable of mass transfer so that water vapor generated in each of the compartments passes through each of the plate portions and is discharged to an adjacent compartment.
상기 플레이트부의 하부에 복수의 개구부들이 형성되어, 상기 수증기의 통과가 가능한 것을 특징으로 하는 분무식 동결건조기. 6. The method of claim 5,
Wherein a plurality of openings are formed in a lower portion of the plate portion so that the water vapor can pass therethrough.
상기 플레이트부에 복수의 기공들이 형성되어, 상기 수증기의 통과가 가능한 것을 특징으로 하는 분무식 동결건조기. 6. The method of claim 5,
Wherein a plurality of pores are formed in the plate portion so that the steam can pass therethrough.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130166879A KR20150077921A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Spray freezing drier to improve the drying performance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130166879A KR20150077921A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Spray freezing drier to improve the drying performance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150077921A true KR20150077921A (en) | 2015-07-08 |
Family
ID=53790578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130166879A KR20150077921A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Spray freezing drier to improve the drying performance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20150077921A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106679353A (en) * | 2017-03-08 | 2017-05-17 | 银川利智信知识产权咨询服务有限公司 | Freezing and drying integrated vacuum freezing and drying machine |
-
2013
- 2013-12-30 KR KR1020130166879A patent/KR20150077921A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106679353A (en) * | 2017-03-08 | 2017-05-17 | 银川利智信知识产权咨询服务有限公司 | Freezing and drying integrated vacuum freezing and drying machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2649045T3 (en) | Bulk freeze-drying by spray freezing and agitated drying | |
KR101504465B1 (en) | A process line for the production of freeze-dried particles | |
KR100889789B1 (en) | Machine for Frozen Drying | |
CN105318666A (en) | Vacuum spray freeze-drying device and method | |
DK2883012T3 (en) | CONTROLLED CHEMISTRY DURING THE FREEZING STEP IN THE FREEZING DRYING CYCLE USING THE PRESSURE DIFFERENCE CRYSTAL DISTRIBUTION FROM CONDENSED FROZEN | |
BRPI0616681A2 (en) | system and method for treating wood materials | |
JP2020517884A (en) | Freeze dryer and method for inducing nucleation in products | |
TW200905150A (en) | Vacuum freeze-drying device and vacuum freeze-drying method | |
CN107683398A (en) | The spray chilling and the freezing in bulk of stirring drying heated using charge carrying media is dried | |
KR20110017428A (en) | Freeze-drying device and freeze-drying method | |
EP1697035A1 (en) | Powder formation by atmospheric spray-freeze drying | |
KR200448549Y1 (en) | Low temperature abstraction and concentration same time device | |
KR101199396B1 (en) | drying device | |
US5230162A (en) | Systems and methods for the deliquification of liquid-containing substances by flash sublimation | |
WO2012154324A1 (en) | Method and system for nucleation control in cryopreservation of biological materials | |
JP2006090671A (en) | Freeze vacuum dryer and freeze vacuum drying method | |
KR101536184B1 (en) | Spray freezing drier for uniform drying performance | |
CN105289410A (en) | Vacuum spray-freezing granulation device and method thereof | |
KR20150077921A (en) | Spray freezing drier to improve the drying performance | |
KR101719257B1 (en) | Freeze dryer | |
CN205228008U (en) | Vacuum spraying freeze drying equipment | |
KR20100013556A (en) | Freezing drying method for spray from freezing drier and spray from freezing drier | |
CN105664513B (en) | A kind of spray chilling lyophilization machine | |
KR100801562B1 (en) | Combined heating type freezer dryer | |
WO2012148627A1 (en) | Method and system for regulating gas temperature in a cryogenic chiller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal |