(57)【要約】    【課題】原料液を真空中に噴射して自己凍結させる凍結真空乾燥装置において、乾燥させた粉体を収容した容器を大気中に取り出す時間を短縮するとともに、大気中に取り出す際の復圧時において容器に収容された粉体の飛散を防止する技術を提供する。    【解決手段】製氷室１１と加熱室１２を有する凍結真空乾燥装置２において、トレイ収容装置３０に収容されたトレイ装置８の粒子導入口８０に金属製の蓋部材８ａを装着して粒子導入口８０を閉じ、かつ、トレイ装置８の粒子導入口８０に装着された当該蓋部材８ａを粒子導入口８０から離脱させる蓋着脱機構３３が加熱室１２内に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の真空槽内において原料液を噴射して凍結した凍結粒子を生成する噴射装置を有し、当該噴射装置によって生成された凍結粒子を、当該第１の真空槽内に配置されたトレイ装置の金属製のトレイ構成部材によって形成される粒子導入口を介して導入することにより当該トレイ装置の堆積板上に堆積させる製氷室と、
第２の真空槽内において堆積物が堆積された前記トレイ装置を所定の位置に配置して収容するためのトレイ収容装置と、当該第２の真空槽内において前記トレイ収容装置に収容された前記トレイ装置の前記堆積物を赤外線によって加熱する加熱装置と、当該第２の真空槽内において前記トレイ装置の粒子導入口を閉じるための金属製の蓋部材とを有する加熱室とを有し、
前記加熱室内に、前記トレイ装置の粒子導入口に前記蓋部材を装着して当該粒子導入口を閉じ、かつ、前記トレイ装置の粒子導入口に装着された前記蓋部材を当該粒子導入口から離脱させる蓋着脱機構が設けられている凍結真空乾燥装置。
【請求項２】
前記蓋着脱機構が、前記加熱室内に配置された蓋部材を保持可能な駆動部を有し、制御部からの命令に基づいて当該駆動部を動作させて当該蓋部材を三次元的に移動させるように構成されている請求項１記載の凍結真空乾燥装置。
【請求項３】
前記トレイ装置の堆積板が、前記加熱装置が放射する赤外線を透過可能な部材からなる請求項１又は２のいずれか１項記載の凍結真空乾燥装置。
【請求項４】
前記加熱装置が前記トレイ収容装置の上方と下方とにそれぞれ配置された赤外線放射装置を有し、前記トレイ収容装置に配置された前記トレイ装置上の前記堆積物に対し、前記トレイ収容装置の上方に配置された前記赤外線放射装置から放射された赤外線と、前記トレイ収容装置の下方に配置された前記赤外線放射装置から放射され前記堆積板を透過した赤外線とが照射されるように構成されている請求項３記載の凍結真空乾燥装置。
【請求項５】
前記トレイ収容装置が上下方向に関して多段に構成された、複数の前記トレイ装置をそれぞれ支持する複数の支持部を有し、当該各支持部の上方と下方に前記赤外線放射装置がそれぞれ配置されている請求項４記載の凍結真空乾燥装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は凍結真空乾燥装置の技術分野に関し、特に、凍結粒子を加熱する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、凍結真空乾燥装置として、真空中にノズルから直接液体を噴射し、水分の蒸発による自己凍結で凍結粒子を生成し、凍結乾燥する装置が提案されている。
【０００３】
このような凍結真空乾燥装置は、液体から直接凍結乾燥粉体を得ることができることから、種々粉体を製造することができる技術である。
【０００４】
真空雰囲気中での凍結乾燥は、水分による食品の変質や医薬品の希釈等は発生せず、高品質の乾燥を行うことができるが、固体の水を気化させて乾燥させていることから、温度が上昇すると気化の量も増加するので、従来、乾燥時間を短縮するために凍結粉体を真空槽内において金属トレイ上に堆積させ、金属トレイを加熱して凍結粉体を昇温させることが行われている。
【０００５】
しかし、このような従来技術では、高温での加熱によって金属トレイの温度が上昇するため、乾燥させた粉体を収容した金属トレイを大気中に取り出すまで長時間を必要としていた。
【０００６】
また、真空槽から金属トレイを大気中に取り出す際の復圧操作による圧力上昇によって金属トレイに収容された乾燥粉体が飛散するという課題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２５７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の技術の課題を考慮してなされたもので、その目的とするところは、原料液を真空中に噴射して自己凍結させる凍結真空乾燥装置において、乾燥させた粉体を収容した容器を大気中に取り出す時間を短縮するとともに、大気中に取り出す際の復圧時において容器に収容された粉体の飛散を防止する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来技術の課題を解決するためになされた本発明は、第１の真空槽内において原料液を噴射して凍結した凍結粒子を生成する噴射装置を有し、当該噴射装置によって生成された凍結粒子を、当該第１の真空槽内に配置されたトレイ装置の金属製のトレイ構成部材によって形成される粒子導入口を介して導入することにより当該トレイ装置の堆積板上に堆積させる製氷室と、第２の真空槽内において堆積物が堆積された前記トレイ装置を所定の位置に配置して収容するためのトレイ収容装置と、当該第２の真空槽内において前記トレイ収容装置に収容された前記トレイ装置の前記堆積物を赤外線によって加熱する加熱装置と、当該第２の真空槽内において前記トレイ装置の粒子導入口を閉じるための金属製の蓋部材とを有する加熱室とを有し、前記加熱室内に、前記トレイ装置の粒子導入口に前記蓋部材を装着して当該粒子導入口を閉じ、かつ、前記トレイ装置の粒子導入口に装着された前記蓋部材を当該粒子導入口から離脱させる蓋着脱機構が設けられている凍結真空乾燥装置である。
本発明では、前記蓋着脱機構が、前記加熱室内に配置された蓋部材を保持可能な駆動部を有し、制御部からの命令に基づいて当該駆動部を動作させて当該蓋部材を三次元的に移動させるように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記トレイ装置の堆積板が、前記加熱装置が放射する赤外線を透過可能な部材からなる場合にも効果的である。
本発明では、前記加熱装置が前記トレイ収容装置の上方と下方とにそれぞれ配置された赤外線放射装置を有し、前記トレイ収容装置に配置された前記トレイ装置上の前記堆積物に対し、前記トレイ収容装置の上方に配置された前記赤外線放射装置から放射された赤外線と、前記トレイ収容装置の下方に配置された前記赤外線放射装置から放射され前記堆積板を透過した赤外線とが照射されるように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記トレイ収容装置が上下方向に関して多段に構成された、複数の前記トレイ装置をそれぞれ支持する複数の支持部を有し、当該各支持部の上方と下方に前記赤外線放射装置がそれぞれ配置されている場合にも効果的である。 
【発明の効果】
【００１０】
本発明にあっては、トレイ収容装置に収容されたトレイ装置の粒子導入口に金属製の蓋部材を装着して粒子導入口を閉じ、かつ、トレイ装置の粒子導入口に装着された当該蓋部材を粒子導入口から離脱させる蓋着脱機構が加熱室内に設けられており、加熱後のトレイ装置の粒子導入口に金属製の蓋部材を装着して金属製のトレイ構成部材と共に放熱することによって放熱効果を向上させることができ、これによりトレイ装置の温度を迅速に低下させて大気中に取り出すまでの時間を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、真空槽からトレイ装置を大気中に取り出す際の復圧操作による圧力上昇によってトレイ装置内で舞い上がった乾燥粉体の飛翔を蓋部材によって遮ることができるため、乾燥粉体のトレイ装置外への飛散を防止することができる。
【００１２】
本発明において、蓋着脱機構が加熱室内に配置された蓋部材を保持可能な駆動部を有し、制御部からの命令に基づいて当該駆動部を動作させて当該蓋部材を三次元的に移動させるように構成されている場合には、加熱の際に蓋部材をトレイ収容装置に収容されたトレイ装置に対して照射する赤外線が遮られない位置に退避させておくことによって、トレイ装置上の堆積物に対して赤外線を異なる方向（例えば上下方向）から照射して加熱することができ、これにより加熱効率を向上させて乾燥時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明において、トレイ装置の堆積板が、加熱装置が放射する赤外線を透過可能な部材からなる場合には、例えば加熱装置がトレイ収容装置の上方と下方とにそれぞれ配置された赤外線放射装置を有し、トレイ収容装置に配置されたトレイ装置上の堆積物に対し、トレイ収容装置の上方に配置された赤外線放射装置から放射された赤外線と、トレイ収容装置の下方に配置された赤外線放射装置から放射され堆積板を透過した赤外線とが照射されるように構成することにより、簡易な構成で加熱効率を向上させて乾燥時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明において、トレイ収容装置が上下方向に関して多段に構成された、複数のトレイ装置をそれぞれ支持する複数の支持部を有し、当該各支持部の上方と下方に前記赤外線放射装置がそれぞれ配置されている場合には、複数のトレイ装置上の堆積物を同時に上下方向からそれぞれ加熱することができるので、トレイ装置上の堆積物の乾燥効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）〜（ｄ）：本発明に係る凍結真空乾燥装置の実施の形態の全体を示すもので、図１（ａ）は、搬送室と製氷室と加熱室との内部を説明するための概略構成図、図１（ｂ）は、本実施の形態に用いるトレイ装置の構成例を示す平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｄ）は同トレイ装置の粒子導入口に蓋部材を装着した状態を示す断面図
【図２】本実施の形態における凍結乾燥工程を説明するための図（１）
【図３】本実施の形態における凍結乾燥工程を説明するための図（２）
【図４】本実施の形態における凍結乾燥工程を説明するための図（３）
【図５】本実施の形態における凍結乾燥工程を説明するための図（４）
【図６】本実施の形態における凍結乾燥工程を説明するための図（５）
【図７】本実施の形態における凍結乾燥工程を説明するための図（６）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る凍結真空乾燥装置の実施の形態の全体を示すもので、図１（ａ）は、搬送室と製氷室と加熱室との内部を説明するための概略構成図、図１（ｂ）は、本実施の形態に用いるトレイ装置の構成例を示す平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｄ）は同トレイ装置の粒子導入口に蓋部材を装着した状態を示す断面図である。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の凍結真空乾燥装置２は、装置本体２０と制御装置５とを有し、装置本体２０は、それぞれ図示しない真空排気装置に接続された、第１の真空槽を用いて構成される製氷室１１と、第２の真空槽を用いて構成される加熱室１２と、搬送室１７とを有している。
【００１９】
製氷室１１、加熱室１２、搬送室１７は、それぞれ図示しない真空排気装置に接続されている。
【００２０】
製氷室１１は、図示しない搬入室に接続され、加熱室１２には、復圧（大気開放）用の図示しないベントバルブが設けられている。
【００２１】
そして、製氷室１１と搬送室１７とがゲートバルブ４１を介して接続され、さらに、搬送室１７と加熱室１２とがゲートバルブ４２を介して接続されている。
【００２２】
搬送室１７内には、搬送ロボット１９が配置されている。
【００２３】
ここで、搬送ロボット１９は、モーター３７と、モーター３７に取り付けられた回転軸３８と、回転軸３８に取り付けられたアーム３９とを有しており、アーム３９上には図１（ｃ）に示すトレイ装置８が載置される。モーター３７は制御装置５によって制御されて回転軸３８が回転してアーム３９が回転と伸縮され、アーム３９上に載置されたトレイ装置８を移動させるように構成されている。
【００２４】
製氷室１１と加熱室１２とにはそれぞれコールドトラップ室１３、１４が接続されており、各コールドトラップ室１３、１４の内部には、コールドトラップ装置１５、１６がそれぞれ配置されている。
【００２５】
そして、コールドトラップ装置１５、１６はそれぞれ冷凍機３５、３６に接続され、これら冷凍機３５、３６によってそれぞれ冷却されるようになっている。
【００２６】
一方、製氷室１１の外部には、原料液が蓄液された原料タンク２８が配置され、製氷室１１の内部には、原料タンク２８に接続された噴射装置２７が配置されている。
【００２７】
そして、噴射装置２７に原料タンク２８から原料液が供給され、原料液が真空雰囲気中に噴射された場合に原料液の液滴が形成されるようになっている。
【００２８】
また、製氷室１１の内部の噴射装置２７の下方には、トレイ装置８を支持する支持台２５が設けられている。
【００２９】
なお、本実施の形態の製氷室１１の内部には、予備赤外線放射装置２６が配置されており、支持台２５に配置されたトレイ装置８に堆積され、又は堆積する寸前の凍結粒子に赤外線を照射して昇温させるように構成されている。
【００３０】
この予備赤外線放射装置２６は、製氷室１１の内部において凍結粒子を昇温させて加熱室１２内における加熱時間を短縮するためのものである。
【００３１】
加熱室１２は、加熱後のトレイ装置８を排出するための図示しない扉が設けられている。
【００３２】
加熱室１２の内部には、フレーム状の本体部３０ａを有するトレイ収容装置３０が配置されている。
【００３３】
本実施の形態のトレイ収容装置３０は、上下方向に関して多段に構成された、複数（本実施の形態では４つ）のトレイ装置８をそれぞれ支持する複数の支持部３１を有しており、各支持部３１は上下方向に一定間隔で配置されている。
【００３４】
トレイ収容装置３０は昇降装置３４に連結され、昇降装置３４は制御装置５に接続されている。そして、制御装置５が出力する信号によって昇降装置３４の動作が制御され、トレイ収容装置３０は上方又は下方に所定距離移動するように構成されている。
【００３５】
なお、トレイ収容装置３０の移動に伴い、各支持部３１及び後述する加熱装置２９は共に昇降移動するように構成されている。
【００３６】
トレイ収容装置３０に設けられた複数の支持部３１は、後述する堆積物９が形成されたトレイ装置８の縁部を例えば二箇所で支持できるように構成されている。
【００３７】
図１（ｂ）（ｃ）に示すように、本例のトレイ装置８は、円形平板形状の堆積板１０と、堆積板１０の側面を覆うとともに凍結粒子の収容空間を形成するための例えば円筒形状のトレイ構成部材４６とを有している。
【００３８】
本例のトレイ構成部材４６は、熱伝導率の大きい金属材料（例えば銅）からなるもので、堆積板１０の底面下に張り出したフランジ部４８を有し、この堆積板１０はフランジ部４８上に載置されたトレイ構成部材４６と一体的に構成されている。
【００３９】
堆積板１０は赤外線に対する透過率が高い透明材料（例えば石英）によって形成されている。一般に石英板は欠けが発生しやすいが、本例の堆積板１０の周囲の角部分はトレイ構成部材４６によって覆われており、トレイ装置８が搬送される間に他の部材に接触する際には、トレイ構成部材４６が他の部材に接触するので堆積板１０の周囲の角部分に欠けが発生しないようになっている。
【００４０】
トレイ装置８のトレイ構成部材４６は、その上部に粒子導入口８０が設けられ、これにより堆積板１０の上面が露出して後述する堆積物９を収容する空間が形成される。
【００４１】
また、トレイ構成部材４６は、その下部にフランジ部４８の縁部によって例えば円形形状の開口部４７が形成され、これにより堆積板１０の下面の縁部以外の部分が露出されている。
【００４２】
図１（ａ）に示すように、加熱装置２９は複数の赤外線放射装置３２を有している。
【００４３】
本例では、トレイ収容装置３０の各支持部３１を上下から挟むように一定の間隔で配置されている。これら赤外線放射装置３２は、例えば赤外線ランプで構成することができる。
【００４４】
各赤外線放射装置３２は図示しない配線を介して加熱用電源４４に接続されている。加熱用電源４４は制御装置５に接続されており、加熱用電源４４は制御装置５が出力する信号によって制御され、所望の大きさの電力を出力する。
【００４５】
加熱用電源４４が出力する電力は各赤外線放射装置３２に供給され、各赤外線放射装置３２は赤外線を放射する。
【００４６】
堆積板１０上に堆積物９が形成されたトレイ装置８がトレイ収容装置３０の支持部３１に支持された場合、堆積物９の上部がトレイ装置８の上方に位置する赤外線放射装置３２と直接対面するとともに、堆積物９の下部がトレイ装置８の下方に位置する赤外線放射装置３２と堆積板１０を介して対面する。
【００４７】
その状態で各赤外線放射装置３２が赤外線を放射すると、各トレイ装置８の堆積板１０上に形成された堆積物９には、上方に位置する赤外線放射装置３２が放射した赤外線が直接照射されるとともに、下方に位置する赤外線放射装置３２が放射した赤外線は、堆積板１０を透過して照射されることになる。
【００４８】
この場合、複数の赤外線放射装置３２のうち、最上段の赤外線放射装置３２は、下方にのみ赤外線を放射するように構成すればよく、最下段の赤外線放射装置３２は、上方にのみ赤外線を放射するように構成すればよい。
【００４９】
また、最上段及び最下段の赤外線放射装置３２に挟まれた赤外線放射装置３２は、上方及び下方に赤外線を放射するように構成する。
【００５０】
一方、本実施の形態においては、トレイ収容装置３０の各支持部３１の上方に、トレイ装置８の粒子導入口８０に蓋部材８ａを装着して粒子導入口８０を閉じ（図１（ｄ）参照）、かつ、トレイ装置８の粒子導入口８０に装着された蓋部材８ａを粒子導入口８０から離脱させる蓋着脱機構３３が設けられている。
【００５１】
この蓋着脱機構３３は、トレイ収容装置３０の各支持部３１の上方にそれぞれ設けられ蓋部材８ａを保持可能な複数（本実施の形態では４つ）の駆動部３３ａを有し、制御装置５からの命令に基づいて駆動部３３ａが各蓋部材８ａを駆動させることにより蓋部材８ａを三次元的に移動させるように構成されている。
【００５２】
本実施の形態では、加熱室１２内に、蓋着脱機構３３の各駆動部３３ａに保持されている蓋部材８ａを、トレイ収容装置３０の各支持部３１に載置されたトレイ装置８の上方の赤外線放射装置３２から照射する赤外線が遮られない位置にそれぞれ退避させるための空間が加熱室１２内に設けられている。
【００５３】
本実施の形態の蓋部材８ａは、トレイ構成部材４６の外径より大きい外径の平板状に形成され、熱伝導率の大きい金属材料（例えば銅）からなるものを好適に用いることができる。
【００５４】
以下、本実施の形態における凍結乾燥工程について図２〜図７を参照して説明する。
【００５５】
まず、一つ又は二つ以上のトレイ装置８を大気雰囲気中から図示しない搬入室内に搬入する。
【００５６】
そして、搬入室及び製氷室１１の内部を真空雰囲気にした後、トレイ装置８を搬入室から製氷室１１の内部に搬入し、このトレイ装置８を製氷室１１内の支持台２５上に配置する。
【００５７】
この状態で原料タンク２８から凍結乾燥すべき原料液を噴射装置２７に供給することにより、供給された原料液が噴射装置２７からトレイ装置８に向かって直径１ｍｍ未満の液滴となって噴射され、液滴が形成される。この液滴はトレイ装置８に向かって飛行する。
【００５８】
その際に飛行中の液滴から水分が蒸発し、水分の蒸発に伴ってトレイ装置８に到達する前に凍結し、凍結粒子となる。
【００５９】
噴射装置２７からは原料液が所定時間継続して噴射されており、飛行中に生成された凍結粒子はトレイ装置８に到着して堆積する。
【００６０】
凍結粒子の飛行先には堆積板１０が位置しており、凍結粒子は堆積板１０上に到着し、堆積板１０上に堆積される。この堆積物９は、多数の凍結粒子によってトレイ装置８の堆積板１０上に形成される（図２参照）。
【００６１】
凍結粒子がトレイ装置８に堆積される際には製氷室１１の内部は継続して真空排気され、コールドトラップ装置１５は冷凍機３５によって冷却されていることから、製氷室１１に含まれる気体の水分子はコールドトラップ装置１５に接触することにより固体になってコールドトラップ装置１５に付着し、製氷室１１の内部雰囲気から除去される。
【００６２】
凍結粒子が所定量堆積された後、ゲートバルブ４１を開き、搬送ロボット１９のアーム３９を伸長させて製氷室１１の内部に挿入し、堆積物９が形成されたトレイ装置８をアーム３９上に載置する。
【００６３】
次いで、アーム３９を収縮して図３に示すようにトレイ装置８を搬送室１７の内部に移動し、ゲートバルブ４１を閉じる。その後、凍結粒子が堆積されていない新たなトレイ装置８を支持台２５上に配置する。
【００６４】
そして、蓋着脱機構３３の駆動部３３ａを三次元的（例えば上方及び水平方向）に移動し（図４参照）、各駆動部３３ａに保持されている蓋部材８ａを、トレイ収容装置３０の各支持部３１に載置されたトレイ装置８の上方の赤外線放射装置３２から照射する赤外線が遮られない位置にそれぞれ退避させておく。
【００６５】
次に、例えば搬送ロボット１９のアーム３９上に載置されたトレイ装置８の高さを基準として、昇降装置３４を動作させて加熱室１２の内部におけるトレイ収容装置３０の一つの支持部３１に載置されるように高さ調整を行った後、ゲートバルブ４２を開き、搬送ロボット１９のアーム３９を伸長して加熱室１２内に搬入し、トレイ装置８を搬送ロボット１９のアーム３９から当該支持部３１上に移載する（図５参照）。その後、アーム３９を収縮させて加熱室１２から抜去し、ゲートバルブ４２を閉じる。
【００６６】
この動作と並行してトレイ装置８を搬入室から製氷室１１の内部に搬入して製氷室１１内の支持台２５上に配置し、製氷室１１内において上述した工程によりトレイ装置８の堆積板１０上に堆積物９を形成する（図５参照）。
【００６７】
そして、ゲートバルブ４１を開き、堆積板１０上に堆積物９が形成されたトレイ装置８を搬送ロボット１９を用いて搬送室１７内に搬入する。
【００６８】
一方、加熱室１２においては、昇降装置３４を動作させて収容装置３０を上方又は下方に移動することによって、トレイ装置８が支持されていない支持部３１を搬送ロボット１９のアーム３９によって移載可能な高さに配置しておく。
【００６９】
そして、ゲートバルブ４２を開き、搬送ロボット１９のアーム３９上に載置された次のトレイ装置８を搬送室１７から加熱室１２内の当該支持部３１上に移載する。
【００７０】
その後、上述した製氷室１１におけるトレイ装置８上への凍結粒子の堆積工程、堆積物９が形成されたトレイ装置８の製氷室１１から搬送室１７内への移動工程、加熱室１２内の収容装置３０におけるトレイ装置８が支持されていない支持部３１の高さ位置の調整工程、搬送室１７から加熱室１２内のトレイ収容装置３０の当該支持部３１へのトレイ装置８の移載工程を含む一連の工程を繰り返し行うことにより、図６に示すように、堆積物９が形成されたトレイ装置８を加熱室１２内の収容装置３０の各支持部３１上に配置する。
【００７１】
そして、この状態でトレイ装置８上に形成された堆積物９を加熱して乾燥させる。
【００７２】
上述したように、堆積板１０上に堆積物９が形成されたトレイ装置８がトレイ収容装置３０の支持部３１に支持された場合、堆積物９の上部がトレイ装置８の上方に位置する赤外線放射装置３２と直接対面するとともに、堆積物９の下部がトレイ装置８の下方に位置する赤外線放射装置３２と堆積板１０を介して対面するから、その状態で各赤外線放射装置３２が赤外線を放射すると、各トレイ装置８の堆積板１０上に形成された堆積物９には、上方に位置する赤外線放射装置３２が放射した赤外線が直接照射されるとともに、下方に位置する赤外線放射装置３２が放射した赤外線は、堆積板１０を透過して照射される。
【００７３】
このような赤外線の照射によって各堆積物９が加熱され、堆積物９に含まれる凍結粒子の温度が上昇して、凍結粒子に含まれる固体の水の気化量が増大し、凍結粒子は短時間で乾燥される。
【００７４】
赤外線放射装置３２から赤外線が放出される際にはゲートバルブ４２は閉じられており、加熱室１２の内部は真空排気装置によって継続して真空排気されるとともに、コールドトラップ装置１６は冷凍機３６によってそれぞれ冷却されて低温度にされており、加熱室１２内の気体の水分子はコールドトラップ装置１６に接触すると固体になってコールドトラップ装置１６に付着し、真空雰囲気から除去され、凍結粒子の乾燥が促進される。
【００７５】
そして、各トレイ装置８上の堆積物９に含まれた凍結粒子の乾燥が終了した時点において、蓋着脱機構３３の各駆動部３３ａを動作させ、図７に示すように、各蓋部材８ａを移動させてトレイ装置８の粒子導入口８０にそれぞれ装着して当該粒子導入口８０を閉じる。
【００７６】
この状態でベントバルブを開けることにより、加熱室１２の復圧操作を行い、加熱室１２内の圧力を大気圧にする。
【００７７】
その後、堆積物９の凍結粒子が乾燥された複数のトレイ装置８を加熱室１２から例えば人手によって取り出す。
【００７８】
これにより、本実施の形態における１サイクルの凍結乾燥の工程が終了する。
【００７９】
以上述べた本実施の形態にあっては、トレイ収容装置３０に収容されたトレイ装置８の粒子導入口８０に金属製の蓋部材８ａを装着して粒子導入口８０を閉じ、かつ、トレイ装置８の粒子導入口８０に装着された当該蓋部材８ａを粒子導入口８０から離脱させる蓋着脱機構３３が加熱室１２内に設けられており、加熱後のトレイ装置８の粒子導入口８０に金属製の蓋部材８ａを装着して金属製のトレイ構成部材４６と共に放熱することによって放熱効果を向上させることができ、これによりトレイ装置８の温度を迅速に低下させて大気中に取り出すまでの時間を短縮することができる。
【００８０】
また、本実施の形態によれば、加熱室１２からトレイ装置８を大気中に取り出す際の復圧操作による圧力上昇によってトレイ装置８内で舞い上がった乾燥粉体の飛翔を蓋部材８ａによって遮ることができるため、乾燥粉体のトレイ装置８外への飛散を防止することができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、蓋着脱機構３３が加熱室１２内に配置された蓋部材８ａを保持可能な駆動部３３ａを有し、制御装置５からの命令に基づいて当該駆動部３３ａを動作させて各蓋部材８ａを三次元的に移動させるように構成されていることから、例えば加熱の際に蓋部材８ａをトレイ収容装置３０に収容されたトレイ装置８に対して照射する赤外線が遮られない位置に退避させておくことによって、トレイ装置８上の堆積物９に対して赤外線を異なる方向（例えば上下方向）から照射して加熱することができ、これにより加熱効率を向上させて乾燥時間を短縮することができる。
【００８２】
さらにまた、本実施の形態では、トレイ装置８の堆積板１０が、加熱装置２９が放射する赤外線を透過可能な部材からなるとともに、加熱装置２９がトレイ収容装置３０の上方と下方とにそれぞれ配置された赤外線放射装置３２を有し、トレイ収容装置３０に配置されたトレイ装置８上の堆積物９に対し、トレイ収容装置３０の上方に配置された赤外線放射装置３２から放射された赤外線と、トレイ収容装置３０の下方に配置された赤外線放射装置３２から放射され堆積板１０を透過した赤外線とが照射されるように構成されているので、簡易な構成で加熱効率を向上させて乾燥時間を短縮することができる。
【００８３】
加えて、本実施の形態では、トレイ収容装置３０が上下方向に関して多段に構成された、複数のトレイ装置８をそれぞれ支持する複数の支持部３３ａを有し、当該各支持部３３ａの上方と下方に赤外線放射装置３２がそれぞれ配置されていることから、複数のトレイ装置８上の堆積物９を同時に上下方向からそれぞれ加熱することができるので、トレイ装置８上の堆積物９の乾燥効率を大幅に向上させることができる。
【００８４】
なお、本発明は上述した実施の形態に限られず、種々の変更を行うことができる。
【００８５】
例えば、上記実施の形態では、加熱室１２内のトレイ収容装置３０において４つのトレイ装置８上の堆積物９を加熱乾燥するようにしたが、本発明はこれに限られず、一つ又は５つ以上のトレイ装置８上の堆積物９を加熱乾燥するように構成することもできる。
【００８６】
また、上記実施の形態では、搬送ロボット１９によってトレイ装置８搬送するようにしたが、本発明はこれに限られず、ベルトコンベアやプッシャー装置等の搬送装置によってトレイ装置８を搬送するようにしてもよい。
【００８７】
さらに、上記実施の形態では、トレイ装置８を製氷室１１から加熱室１２に移動する際に水平方向に搬送するようにしたが、本発明はこれに限られず、製氷室と加熱室とを上下に配置し、トレイ装置８を製氷室から加熱室に移動させる際に、垂直方向に搬送させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
２……凍結真空乾燥装置
８……トレイ装置
８ａ…蓋部材
９……堆積物
１０……堆積板
１１……製氷室
１２……加熱室
１７……搬送室
１９……搬送ロボット
２７……噴射装置
２９……加熱装置
３０……トレイ収容装置
３１……支持部
３２……赤外線放射装置
３３……蓋着脱機構
３３ａ…駆動部
４６……トレイ構成部材
８０……粒子導入口 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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