ЛАБОРАТОРНАЯ ЛИОФИЛЬНАЯ СУШИЛКА Российский патент 2008 года по МПК F26B5/06 

Описание патента на изобретение RU2320942C2

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к оборудованию для лиофильной сушки, и может быть использовано в микробиологической, химической и пищевой промышленности.

Известна лиофильная сушилка для сушки термолабильных веществ, содержащая холодильный агрегат, вакуумный насос, поддон для сосудов с высушиваемым продуктом, установленный между крышкой и полостью сублимационного конденсатора и имеющий отверстия для прохода пара (патент РФ №2052182, МПК F26В 5/06, 1996).

Известная сушилка не обеспечивает регулирования процесса.

Известна вакуум-сублимационная сушилка, содержащая вакуумную камеру, состоящую из секций и подключенную к вакуум-насосу через патрубки с запирающими клапанами, десублиматор, термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье, заключающемся в нагревании одного и охлаждении другого спая при пропускании постоянного электрического тока. Термоэлектрические модули служат одновременно в качестве нагревателей для вышестоящей секции и десублиматора для нижней секции камеры (патент РФ №2183307, МПК F26В 5/06, 2000) - ближайший аналог.

В известной сушилке с помощью одних и тех же термоэлектрических модулей нагревается продукт и десублимируется влага. Известно, что на холодных спаях термоэлектрических модулей, основанных на эффекте Пельтье, поглощается теплота, равная холодопроизводительности термоэлектрических модулей. На горячих спаях выделяется теплота, равная холодопроизводительности термоэлектрических модулей и мощности, затраченной на их питание. Последняя достаточна велика и сравнима с мощностью охлаждаемых элементов. С другой стороны, теплота сублимации и десублимации равны. Поэтому при такой конструкции известной сушилки количество тепла, выделяющееся на горячих спаях термоэлектрических модулей и подводимое к сублимируемому продукту, будет постоянно превышать количество тепла, отводимое холодными спаями при конденсации испаренной влаги, что приведет к перегреву всей системы и сделает ее неработоспособной. Количество тепла, выделяющееся на горячих спаях термоэлектрических модулей, для каждой последующей верхней секции возрастает.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно, обеспечение работоспособности лиофильной сушилки, использующей термоэлектрические модули Пельтье, и регулирования процесса сушки.

Указанная задача решается тем, что в лабораторной лиофильной сушилке, содержащей вакуумную камеру, подключенную к вакуум-насосу через патрубок с запирающим клапаном, десублиматор, нагревающие или охлаждающие термоэлектрические модули, контактирующие с дном вакуумной камеры, десублиматор выполнен в виде съемной крышки вакуумной камеры, а внутри крышки также установлены термоэлектрические модули, служащие для охлаждения полости вакуумной камеры, при этом внешние по отношению к вакуумной камере поверхности термоэлектрических модулей, расположенных на наружной поверхности дна вакуумной камеры, и термоэлектрических модулей в крышке имеют возможность охлаждения, например, с помощью водяных теплообменников.

На чертеже изображена предлагаемая сушилка, поперечный разрез.

Сушилка содержит вакуумную камеру 1, подключенную к вакуум-насосу 2 через патрубок 3 с запирающим клапаном 4. Дно камеры 1 служит установочной поверхностью для ампул или флаконов. С внешней стороны дна установлены термоэлектрические модули 5, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье. Каждый такой модуль представляет собой полупроводниковое устройство, состоящее из полупроводниковых ветвей с проводимостью p- и n-типа, расположенных между двумя диэлектрическими подложками, на поверхностях которых имеются коммутационные площадки, соединяющие полупроводниковые ветви в единую электрическую цепь. Термоэлектрические модули 5 предназначены для замораживания сушимого продукта через диэлектрическую подложку, контактирующую с дном вакуумной камеры 1 при подаче постоянного напряжения определенной полярности, и для регулируемого нагрева продукта на стадии сублимации при подаче постоянного напряжения противоположной полярности. Ко дну камеры 1 прикреплен датчик температуры 6. Вакуумная камера 1 снабжена десублиматором, выполненным в виде съемной крышки 7. В крышке 7 установлены термоэлектрические модули 8, конструктивно аналогичные модулям 5. Внешние по отношению к вакуумной камере 1 поверхности модулей 8 и 5 имеют возможность охлаждения с помощью соответственно водяных теплообменников 9 и 10.

Сушилка работает следующим образом.

В вакуумную сушильную камеру 1 помещают колбы или флаконы с сушимым продуктом. Камеру 1 закрывают крышкой 7. На термоэлектрические модули 5 подается постоянный электрический ток с полярностью напряжения, обеспечивающей замораживание продукта через контактирующие с дном камеры 1 подложки термоэлектрических модулей, на которых происходит поглощение тепла (холодные спаи). При этом горячие спаи термоэлектрических модулей 5, находящиеся с противоположной стороны, охлаждаются водяным теплообменником 10. На стадии замораживания продукта для интенсификации процесса также подается постоянный электрический ток на термоэлектрические модули 8 съемной крышки 7 с полярностью напряжения, обеспечивающей замораживание продукта через подложки термоэлектрических модулей, контактирующие с крышкой 7 (холодные спаи). При этом горячие спаи термоэлектрических модулей 8, находящиеся с противоположной стороны, охлаждаются водяным теплообменником 9. После замораживания продукта включают вакуумный насос 2, который обеспечивает необходимый вакуум в сушильной камере 1. Затем начинают стадию сушки. Для этого на термоэлектрических модулях 5 меняется полярность напряжения, в результате чего к продукту подводится тепло. При этом охлаждение противоположной стороны термоэлектрических модулей 5 с помощью водяного теплообменника 10 отключают. Влага из продукта конденсируется на крышке 7, охлаждаемой термоэлектрическими модулями 8, и превращается в лед.

Похожие патенты RU2320942C2

название год авторы номер документа
ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА 2000
  • Санин В.Н.
  • Антипов С.Т.
  • Пойманов В.В.
RU2183307C2
ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА 2009
  • Антипов Сергей Тихонович
  • Пойманов Владимир Викторович
  • Воробьев Дмитрий Вячеславович
RU2395768C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОМАТЕРИАЛОВ И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Антипов Сергей Тихонович
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Моисеева Ирина Станиславовна
  • Некрылова Татьяна Игоревна
  • Попов Глеб Геннадиевич
  • Тарик Джуахра
RU2477827C2
УСТАНОВКА ВАКУУМНО-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ НЕПРЕРЫВНОГО ТИПА ГОМОГЕНИЗИРОВАННЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ 2020
  • Кузнецов Андрей Николаевич
  • Желонкин Ярослав Олегович
  • Стародубцев Артем Валерьевич
RU2746636C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУБЛИМИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Добромиров Владимир Евгеньевич
  • Брехов Александр Федорович
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Белозерцев Александр Сергеевич
  • Кумицкий Антон Сергеевич
  • Моисеева Ирина Станиславовна
  • Бокадаров Станислав Александрович
RU2275564C1
СПОСОБ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ 2014
  • Сыроватка Владимир Иванович
  • Жданов Николай Александрович
  • Комарчук Татьяна Сергеевна
  • Бацазов Георгий Владимирович
RU2578737C1
ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА 2014
  • Сыроватка Владимир Иванович
  • Жданов Николай Александрович
  • Комарчук Татьяна Сергеевна
  • Бацазов Георгий Владимирович
RU2578010C1
МНОГОСЕКЦИОННАЯ ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА ПОТОЧНО-ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ 2011
  • Антипов Сергей Тихонович
  • Мосолов Григорий Иванович
  • Шахов Артем Сергеевич
  • Некрылова Татьяна Игоревна
  • Тарик Джуахра
  • Барыкин Роман Алексеевич
  • Санин Владимир Николаевич
RU2486419C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ 2017
  • Коваленко Валерий Владимирович
  • Зевакин Евгений Александрович
  • Солдатова Юлия Александровна
RU2671258C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СУШКИ ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2007
  • Семенов Геннадий Вячеславович
  • Шабетник Григорий Дмитриевич
  • Глухман Владимир Николаевич
  • Буданцев Егор Владимирович
  • Булкин Максим Сергеевич
RU2357166C1

Реферат патента 2008 года ЛАБОРАТОРНАЯ ЛИОФИЛЬНАЯ СУШИЛКА

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к оборудованию для лиофильной сушки, и может быть использовано в микробиологической, химической и пищевой промышленности. Сушилка содержит вакуумную камеру, подключенную к вакуум-насосу через патрубок с запирающим клапаном. С внешней стороны дна установлены термоэлектрические модули, принцип действия которых основан на эффекте Пельтье. Термоэлектрические модули предназначены для замораживания сушимого продукта через диэлектрическую подложку, контактирующую с дном вакуумной камеры при подаче постоянного напряжения определенной полярности, и для регулируемого нагрева продукта на стадии сублимации при подаче постоянного напряжения противоположной полярности. Вакуумная камера снабжена десублиматором, выполненным в виде съемной крышки. В крышке установлены термоэлектрические модули, конструктивно аналогичные первым модулям. Внешние по отношению к вакуумной камере поверхности модулей имеют возможность охлаждения с помощью соответственно водяных теплообменников. Предлагаемая конструкция должна обеспечить надежность осуществления требуемого процесса сушки. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 320 942 C2

Лабораторная лиофильная сушилка, содержащая вакуумную камеру, подключенную к вакуум-насосу через патрубок с запирающим клапаном, десублиматор, нагревающие или охлаждающие термоэлектрические модули, контактирующие с дном вакуумной камеры, отличающаяся тем, что десублиматор выполнен в виде съемной крышки вакуумной камеры, а внутри крышки также установлены термоэлектрические модули, служащие для охлаждения полости вакуумной камеры, при этом внешние по отношению к вакуумной камере поверхности термоэлектрических модулей, расположенных на наружной поверхности дна вакуумной камеры, и термоэлектрических модулей в крышке имеют возможность охлаждения, например, с помощью водяных теплообменников.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2320942C2

ВАКУУМ-СУБЛИМАЦИОННАЯ СУШИЛКА 2000
  • Санин В.Н.
  • Антипов С.Т.
  • Пойманов В.В.
RU2183307C2
СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА 1998
  • Кочнев Г.Н.
  • Макшанцев В.П.
  • Ослонович В.Н.
  • Тетельмин А.В.
RU2137995C1
ВАКУУМНО-КОНВЕКТИВНАЯ ЛЕСОСУШИЛЬНАЯ КАМЕРА 1994
  • Худков Н.Н.
  • Крот А.Р.
  • Соколов В.В.
  • Савлов Н.А.
  • Яковец Ю.А.
RU2105256C1
ВАКУУМНАЯ СУШИЛКА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 1994
  • Худков Н.Н.
  • Крот А.Р.
  • Соколов В.В.
  • Яковец Ю.А.
  • Разумейко А.Н.
  • Гришатова Н.В.
RU2106585C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ 2001
  • Бобер А.С.
  • Мартынюк А.Д.
  • Тимкин Л.П.
  • Фальковский А.Е.
RU2213917C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ВОДНОЙ КОМПОЗИЦИИ, БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ВОДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2002
  • Быков В.В.
RU2242141C2

RU 2 320 942 C2

Авторы

Молчаков Игорь Александрович

Казанцев Александр Сергеевич

Матюк Игорь Владимирович

Иванов Борис Владимирович

Арсентьев Александр Арсентьевич

Даты

2008-03-27Публикация

2005-06-08Подача