[實用新型]冷凍濃縮噴霧冷凍干燥裝置

無效

• 申請號: 201020130987.6
• 申請日: 2010-03-15
• 公開（公告）號: CN201621934U
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 蘇偉光;李勝;傅憲輝;李翔宇;王保瑞;楊曉艷
• 申請（專利權）人: 山東天力干燥設備有限公司
• 主分類號: F26B17/10
• 分類號: F26B17/10;F26B5/06
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型屬于過程裝備技術領域,尤其涉及一種冷凍濃縮噴霧冷凍干燥裝置，該方法主要用于食品、生物制品、醫藥等高附加值產品的脫水造粒。

技術背景

冷凍濃縮是近年來發展迅速的一種濃縮方式，由于在低溫常壓下操作，具有可阻止不良化學變化和生物化學變化及風味、香氣和營養損失小等優點，并且特別適用于濃縮熱敏性液態食品、生物制藥、要求保留天然色香味的高檔飲品及中藥湯劑等。因此，冷凍濃縮這一低能耗、可生產高品質產品的加工技術具有巨大的發展潛力。目前工業生產上采用的冷凍濃縮系統由冰核生成器、結晶器和冰晶分離器組成。被濃縮液首先在冰核生成器中生成含有許多微小冰晶的低溫溶液，而后送到結晶器中通過奧斯特瓦爾德（Ostwald）效應長成大冰晶，濃縮液從結晶器底部送出，冰晶表面附著的濃縮液在冰晶分離器中用水沖洗回收，沖洗液再送回進料端。在這種系統中，關鍵技術是怎樣使冰晶在結晶器中長到足夠大而有效地分離冰晶和溶質。本專利實用新型采用與國外研究機構合作的方式共同開發冷凍濃縮噴霧冷凍流化床干燥技術，使用國外專利，專利號：566338（新西蘭），本冷凍濃縮技術不同于市場上現有的商業技術，本裝置可以在一個容器內完成冷凍濃縮過程，不需要將冷凍產生的冰漿在不同容器之間進行轉移，同時試驗證明具有更低的能耗。

噴霧冷凍技術是利用霧化裝置將濃縮后的溶液霧化成細小的液滴，液滴在低溫冷凍介質中被快速冷凍成細小顆粒，由于冷凍時間通常為幾十微秒鐘，冷凍速度快，易形成小尺寸冰晶，能有效地減小對生物制品的細胞及其他功能結構的破壞，并能快速形成穩定的固態組織，保證原產品的微觀孔隙結構，最大限度地保存原有產品的理化特性。

常壓冷凍干燥在常壓下操作，干燥成的產品質量接近真空冷凍干燥，好于常規熱風干燥，具有較高的復水速度，較小的收縮率。真空冷凍干燥技術是將物料在較低溫度下凍結成固態，然后在真空下使其中的水分不經液態直接升華成氣態，最終使物料脫水的干燥技術，是產品質量要求較高的液態食品、藥品和生物制品脫水保存所廣泛選用的干燥技術，通常是將被干燥液態物料放入燒瓶、托盤等容器中，放入真空冷凍干燥機的干燥室內進行冷凍，然后在干燥室內通過熱傳導方式提供在真空條件下水分升華所需的熱量，將水分從冷凍的物料中升華分離，水蒸氣被捕集到與干燥室連通的真空排氣系統的冷凝器表面。由于物料在升華脫水以前先經凍結，形成穩定的固體骨架，所得到的多孔結構的干制品具有很高的空隙率，收縮小，原始形態得以保持，無表面硬化的現象并具有理想的速溶性和快速復水性；真空、低溫條件下工作，最大限度地降低了由于氧化所帶來的理化指標的降低，比如酶褐變等。

目前，國內尚未有冷凍濃縮噴霧冷凍造粒常壓冷凍流化床干燥技術的研究和專利出現。國外雖然有提出將濃縮液冷凍噴霧干燥技術專利，但沒有類似的成套系統；如US6862890專利中提到將液體直接噴霧到低溫液體中冷凍干燥，沒有能量綜合利用及組合干燥技術。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為解決低濃度溶液的干燥造粒工作，提供一種集冷凍濃縮、噴霧冷凍造粒、流化床常壓冷凍干燥的冷凍濃縮噴霧冷凍干燥裝置，具有節能高效，產品品質高，干燥時間短等優點。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種冷凍濃縮噴霧冷凍干燥裝置，它包括料液存儲裝置，料液存儲裝置與冷凍濃縮裝置連接，冷凍濃縮裝置的出料端與噴霧冷凍塔連接，廢液端與水冷箱連接；噴霧冷凍塔與流化床連接，流化床與除塵器連接，流化床和除塵器的出料端接成品區；除塵器與送風裝置連接；送風裝置與冷卻裝置連接，冷卻裝置分別與噴霧冷凍塔和換熱裝置連接，換熱裝置通過加熱裝置與流化床連接；在水冷箱、換熱裝置和冷卻裝置內設有相互連接的多級熱泵系統。

所述多級熱泵系統包括三級熱泵，其中一級熱泵與水冷箱連接；二級熱泵與換熱裝置連接；三級熱泵冷卻裝置連接。

所述料液存儲裝置與冷凍濃縮裝置間通過給料泵I連接；冷凍濃縮裝置與噴霧冷凍塔間通過給料泵II連接。

所述噴霧冷凍塔的噴霧冷凍造粒的溫度在-40～-60℃。

所述流化床的冷凍干燥溫度在溶液共晶點以下2～3℃。

所述換熱裝置為空氣換熱器；所述冷卻裝置為空氣冷卻器；所述加熱裝置為電加熱器。

采用冷凍濃縮噴霧冷凍干燥裝置的冷凍干燥工藝，它的步驟為：