专利名称：一种真空冷冻的干燥装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种真空冷冻的干燥装置，尤其是涉及一种在干燥舱中以一干燥机组包括有至少两组冰晶捕捉器轮流作动及一辅助液氮槽以提供冷煤，有效收集水气，大幅提高产品干燥效率的干燥装置。
背景技术：
利用冷冻技术来达到干燥食品，使食品保存其原来的色泽、气味及味道，是冷冻技术广泛应用的一大突破。现有冷冻干燥技术的操作模式，是将待干燥的产品置入盛盘内，然后在一本体内设有冷却器的冷媒压缩机冷冻库进行降温冷却程序，也就是以该冷却器作为冷源，先使盛盘内的产品冷冻至-50℃左右，接着才将盛盘及产品移至另一具有热盘结构的真空干燥舱，利用真空状态下固态冰受热会直接升华为水气的自然现象，让该盛有产品的盛盘在发热的热盘上持续受热，然后通过一冰晶捕捉器(Ice crystal catcher)逐步收集真空干燥舱内升华的水气，从而达到干燥产品的目的。虽然，上述操作模式已可达到将产品脱水干燥的功效，但其在冷冻干燥过程仍有下述几项缺点1、热盘是固定设置于真空干燥舱内，因此狭缝死角很多，清洗非常不易，难以确保真空干燥舱内部的洁净度，因此无法达到如生技制药的无菌需求。
2、前述热盘是以内容的循环热水间接经盛盘传送热量至产品，由于真空环境下产品逐渐膨发成海绵状，影响热传效果，除非增加加工时间，否则热量分布不均匀，造成干燥程度不均，将严重影响产品的制成率。
3、前述冰晶捕捉器还包括冷媒压缩机及冷却水塔等传统冷冻设备所组成，因干燥过程中无法停机，单一冰晶捕捉器在运作过程只能任其表面冰晶逐渐变厚，使得水气收集能力逐渐降低，因而延长干燥加工时间；若为此加大冷媒压缩机及真空泵的规格，无疑增加能源的消耗及生产成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种真空冷冻的干燥装置，可使热量深入产品内部并均匀加温，使水气升华效应稳定作用，并有效捕捉水气，从而大幅缩短干燥时间，更提高产品制成率的真空冷冻的干燥装置。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种真空冷冻的干燥装置，具有一干燥机组，设置于一气密保温干燥舱内的容置空间内，其特点在于该干燥机组包含至少两组冰晶捕捉器及一液氮装置，该至少两组冰晶捕捉器与该液氮装置之间各自连接有一连接管路。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该升华过程所需热源由至少一远红外线灯组或石英电热管所构成。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该热源等距平行排列于该容置空间四周的壳体内部。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该干燥机组还包含一液氮阱，连通于该至少两组冰晶捕捉器后方。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该液氮装置还包含液氮槽、连接管路及设于该连接管路的至少一阀体，该连接管路各自与该至少两组冰晶捕捉器及该液氮槽连接。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该阀体与一控制该阀体，使得该至少二组冰晶捕捉器呈交替运作的逻辑可程控器连接。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该容置空间进一步包含有一台车，该台车前端及后端的中央位置各设有一支撑轴。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该容置空间的台车下方还设有一成品盛盘。
上述真空冷冻的干燥装置，其特点在于，该容置空间内还设置有一使该台车左右各90度转动的马达。
本实用新型的功效如下1、以远红外线加热使辐射热深入产品内部而均匀加热，除了可维持最佳升华效果且可大幅缩短干燥时间，更提高产品制成率达90％以上。
2、配合可向左右旋转90度的产品台车，使远红外线辐射热更达盛盘各部位，而先干燥的产品在旋转过程中先行掉落，利于下方为干燥的产品继续作用，有助于升华速率的提高。
3、不必装置固定的热盘，因此装载产品盛盘的台车推出干燥舱后，利于容置空间内的净空清洗，提高干燥舱内部的洁净度。
4、两组冰晶捕捉器在逻辑可编程检测控制器地监控下适时交替运作，改善冰晶捕捉器因冰层阻绝作用而导致性能降低的缺点，从而维持干燥舱内最佳的去除水气效果，使产品含水量可达4％以下。
5、经再搭配一液氮阱的使用，加强捕捉通过冰晶捕捉器的水气，以确保干燥舱内真空度的稳定，使升华作用更加稳定。
6、进一步，整体可配合小功率的真空泵及液态冷媒装置，除降低设备的造价，也可大幅节省业者的生产成本。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为本实用新型的结构正面示意图；图2为本实用新型的结构俯视图；图3为本实用新型的作用流程示意图；图4为本实用新型的另一实施例。
其中，附图标记1-干燥舱，11-壳体，12-舱门121-马达，122-减速机13-容置空间，131-成品盛盘132-轴承，14-台车141-横杆，142、142’-支撑轴15-夹钳，16-产品盛盘2-真空泵，21-抽气管3-远红外线灯组31-远红外线灯管，32-反射装置4-干燥机组，41-冰晶捕捉器42-液氮装置，421-液氮槽422-连接管路，43-液氮阱
44-热源，45-抽水泵CV1～CV11-阀体5-逻辑可编程检测控制器具体实施方式
首先，请参考图1、图2及图3所示，本实用新型是一种可缩短升华的作用时间，大幅提高产品干燥品质的真空冷冻的干燥装置，该装置包含一干燥舱1、一真空泵2、至少一远红外线灯组3、一干燥机组4及一逻辑可编程检测控制器5，其中该干燥舱1为一中空的壳体11，该壳体11开放端具有一舱门12，壳体11及舱门12均造有气密保温结构，壳体11内部为容置空间13，该容置空间13下方设有导轨，可供一活动式的台车14置入；该台车14具有至少一个等距间隔的横杆141，横杆141造有与产品盛盘16边缘相对的靠缘，且经摆放产品盛盘16后不致让其轻易脱出。
该真空泵2利用抽气管21连通干燥舱1的容置空间13，用以进行抽空气动作使容置空间13呈现真空状态；抽气管间设有相关阀体(CV1～CV5)，在阀体(CV1～CV5)的调变下可改变空气管路的动线；至于抽出的空气则会经过后述的冰晶捕捉器41及液氮阱(Liquid nitrogen adsorption trap)43后释出。
该远红外线灯组3由红外线灯管31，经配合反射装置32组合而成，该远红外线灯组3等距平行排列于容置空间四周的壳体11内部，利用其远红外射线会产生辐射热的效果，对盛盘及产品进行加温作用，应用作为升华作用时的热源。
该干燥机组4的配置目的在捕捉升华后的水气并将之冻结，包含两组冰晶捕捉器41、一液氮装置42、一液氮阱43、与作为除霜用的热源44、抽水泵45及相关阀体(CV6～CV11)；该液氮装置42包含液氮槽421及连接管路422，利用连接管路422各别连通该液氮槽421与该两组冰晶捕捉器41及该液氮阱43；该两组冰晶捕捉器41及液氮阱43为连接管路422蜿蜒转折形成的空气栅，连接管路内的以温度较低的液态氮做为冷媒，利用液态氮极佳的冷却效果，提高捕捉水气的效能，该两组冰晶捕捉器41的液氮连接管路422设有阀体CV6、CV7，在阀体CV6、CV7的变换下适时地改变液氮连接管路的动线；热源44及抽水泵45间也设有阀体(CV8～CV11)，该热源44可为蒸汽或热水，利用阀体CV8、CV9控制热源44的启用与否，阀体CV10、CV11则控制融水排放与否；在干燥过程中，两组冰晶捕捉器交替运作，新激活者接续捕捉水气并加以凝结，而刚停止工作者则外加热源44，当然上述阀体由下述的逻辑可程序检测控制器5所控制，以使两组冰晶捕捉器41进行交替运作。
该逻辑可编程检测控制器5连结有上述真空泵2、远红外线灯组3、阀体(CV1～CV11)、抽水泵45等构件，为一可输入干燥舱环境控制数值，并配合温度检测器、湿度检测器及压力检测器的使用，令该逻辑可编程检测控制器5依该控制数值自动调变多个构件的运作状态，使容置空间13内的环境保持在最佳的作用条件，并将目前温度、湿度、真空度等环境状态显示于监视器上。
请再参考图2及图3，本实用新型将上述构件加以组装并实施时，装有产品盛盘的台车是定置在容置空间内，此时盛盘内的产品已预先经降温冷冻达到-50℃左右；待舱门12紧闭并以夹钳15固定确保气密后即可激活真空泵2将容置空间逐渐抽为真空，当容置空间的真空度达0.2mbar时，即可形成利于固态冰升华为水气的真空低压低温环境；在上述真空低压低温的环境中，固态冰以本实用新型的远红外线灯组3作为加热源，利用远红外射线的辐射热及优良的渗透性，使热量得以深入产品内部，不致因真空下产品膨发成海绵状，而出现导热不均的现象，造成干燥程度不均匀的缺点；升华作用所产生的水气，是配合至少两组以液态氮为冷媒的冰晶捕捉器41交替运作，也即待其中一组冰晶捕捉器41因结霜而作用降低时，令其停止运作并开启另一组冰晶捕捉器41，而停止运作的冰晶捕捉器41则加热化冰成水，再以抽水泵45将水抽出；整个过程可在逻辑可编程检测控制器5的严格控制下，平稳控制热量的传输量，以避免干燥舱水分过多而降低真空度，导致延长干燥时间及耗能的缺点，从而维持干燥舱内最佳的去除水气效果。
最后请参考图4，为本实用新型进一步配合远红外线灯组3所实施的另一实施例，其中，在舱门12外设有一马达121，马达转轴通过舱门12后衔接一减速机122，并且台车14前、后端约中央位置各设置有一支撑轴142、142’，台车下方的舱底则设有一成品盛盘131；当舱门12关闭时，台车14后端的支撑轴142’恰置入一固定的轴承132内，台车14前端的支撑轴142则与减速机122衔接，台车14在马达的间接驱动下，可做左右各90度的转动；据此，干燥过程中，转动的台车不时地变换角度，使远红外线辐射热可更平均地传达至盛盘各个角落，提高升华效率，此外，产品盛盘16左右转动90度呈直立状态时，干燥完成的成品会先掉落至成品盛盘131，避免遮挡后方未干燥的产品，有效改善现有技术中已干燥产品容易阻隔未干燥产品接受热源的缺点。
本实用新型上述较佳实施例之热源系揭露于远红外线灯组3，但并非用以限制本实用新型，本实用新型之热源系也为石英电热管等。
通过上述机组结构的实施，并与现有真空冷冻的干燥装置加以比较，可知本实用新型具有以下优点1、以远红外线加热使辐射热深入产品内部而均匀加热，除了可维持最佳升华效果且可大幅缩短干燥时间，更提高产品制成率达90％以上。
2、配合可向左右旋转90度的产品台车，使远红外线辐射热更达盛盘各部位，而先干燥的产品在旋转过程中先行掉落，利于下方为干燥的产品继续作用，有助于升华速率的提高。
3、不必装置固定的热盘，因此装载产品盛盘的台车推出干燥舱后，利于容置空间内的净空清洗，提高干燥舱内部的洁净度。
4、两组冰晶捕捉器在逻辑可编程检测控制器地监控下适时交替运作，改善冰晶捕捉器因冰层阻绝作用而导致性能降低的缺点，从而维持干燥舱内最佳的去除水气效果，使产品含水量可达4％以下。
5、经再搭配一液氮阱的使用，加强捕捉通过冰晶捕捉器的水气，以确保干燥舱内真空度的稳定，使升华作用更加稳定。
6、进一步，整体可配合小功率的真空泵及液态冷媒装置，除降低设备的造价，也可大幅节省业者的生产成本。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求1.一种真空冷冻的干燥装置，具有一干燥机组，设置于一气密保温干燥舱内的容置空间内，其特征在于该干燥机组包含至少两组冰晶捕捉器及一液氮装置，该冰晶捕捉器与该液氮装置之间各自连接有一连接管路。
2.根据权利要求1所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，还至少包括一用于提供升华过程所需热源的远红外线灯组或石英电热管。
3.根据权利要求2所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该热源等距平行排列于该容置空间四周的壳体内部。
4.根据权利要求1所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该干燥机组还包含一液氮阱，连通于该至少两组冰晶捕捉器后方。
5.根据权利要求1所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该液氮装置还包含液氮槽、连接管路及设于该连接管路的至少一阀体，该连接管路与该至少两组冰晶捕捉器及该液氮槽连接。
6.根据权利要求5所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该阀体还连接一控制该二组冰晶捕捉器呈交替运作的可编程逻辑控制器。
7.根据权利要求1所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该容置空间进一步包含有一台车，该台车前端及后端的中央位置各设有一支撑轴。
8.根据权利要求7所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该容置空间的台车下方还设有一成品盛盘。
9.根据权利要求8所述的真空冷冻的干燥装置，其特征在于，该容置空间内还设置有一控制该台车左右各90度转动的马达。
专利摘要本实用新型涉及一种真空冷冻的干燥装置，具有一干燥机组，设置于气密保温干燥舱内的容置空间内，在真空低压低温环境下进行干燥程序，该干燥机组包含至少两组冰晶捕捉器及一液氮装置，利用连接管路各自连通该液氮装置与该至少两组冰晶捕捉器，并以该液氮装置所提供的液态氮为冷媒，将产品于冷冻干燥的内含冷冻水份升华的过程中，有效去除水气。本实用新型可使热量深入产品内部并均匀加温，使水气升华效应稳定作用，并有效捕捉水气，从而大幅缩短干燥时间，更提高产品制成率的真空冷冻的干燥装置。
文档编号F26B5/04GK2795761SQ200520017270
公开日2006年7月12日 申请日期2005年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者赖威光, 王成贤 申请人:景岳生物科技股份有限公司, 台湾热传股份有限公司