УСТАНОВКА ДЛЯ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ

Установка для сублимационной сушки
Полезная модель может быть использована для для сушки жидких и пастообразных материалов в фармацевтической, химической, а также в различных пищевых отраслях промышленности.
Известна установка для сублимационной сушки материалов, содержащая холодильный агрегат, камеру с полками для высушиваемого материала и с конденсатором, подключенным ко входам холодильного агрегата (Авторское свидетельство СССР № 334457, кл.Р 26 В 5/06, 1972 г.)
Данная установка характеризуется невысокой производительностью из-за невозможности интенсифицировать в ней процесс сублимации ни вакуумированием, ни подогревом, поскольку в составе установки отсутствуют соответствующие средства.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является установка для сублимационной сушки, содержащая холодильный агрегат, подключенную к вакуумному насосу камеру с полками для высушиваемого материала и с конденсатором, подключенным ко входам холодильного агрегата, нагреватель и систему циркуляции термоносителя, связанную с полками с обеспечением теплопередачи между полками и термоносителем (патент РФ № 2036399, кл.Р 26 В 5/06, 1995 г.).
Недостаток этой известной установки заключается в невысокой эффективности ее использования в случае, когда, как это часто бывает на практике, высушиваемый материал (прежде всего жидкий биологический) заключен в мелкие ампулы и флаконы различной емкости, устанавливаемые на полках камеры : из-за того, что полезная площадь
МПК  F26 В 5/06 ПОЛОК используется не полностью (50% и менее), расчетная емкость
конденсатора по льду полноценно не реализуется. Кроме того, данная установка не рассчитана на предварительное замораживание в ней жидких биопрепаратов, подлежащих сублимационной сушке; эту подготовителонунз операци-ю приходится выполнять в специальных морозильных камерах, что достаточно нетехнологично.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание универсальной (морозил ьно-суш ильной) установки для сублимационной сушки, характеризующейся повышенной эффективностью ее использования в случае сушки жидких биологических материалов, расфасованных в мелкие ампулы или флаконы.
Поставленная задача решается благодаря тому, что установка для сублимационной сушки, содержащая холодильный агрегат, подключенную к вакуумному насосу камеру с полками для высушиваемого материала и с конденсатором, подключенным ко входам холодильного агрегата, нагреватель и систему цирк;/ляции термоносителя, связанную с полками с обеспечением теплопередачи между полками и термоносителем, согласно полезной модели, снабжена второй камерой с полками для высушиваемого материала, соединенной с первой камерой с образованием общей полости, вторым холодильным агрегатом с испарителем, связанным с полками первой камеры с обеспечением теплопередачи между испарителем и этими полками, вторым нагревателем и терморегулирующей системой управления нагревателями, а система циркуляции термоносителя выполнена в виде насоса термоносителя и трубопровода, замыкающего выход насоса термоносителя с его входом и связанного последовательно с
полками первой камеры, первым нагревателем, полками второй камеры и вторым нагревателем с обеспечением возможности теплообмена между ними и термоносителем.
В качестве термоносителя рекомендуется использовать тосол.
На фиг.1 изображена схема установки для сублимационной сушки с условным разрезом вакуумируемых камер. На фиг.2 показан план размещения установки на производственных площадях. Основными конструктивными элементами установки являются конденсатор 1, первая камера 2 и вторая камера 3 (на фиг.1 показан условный разрез этих камер). Камеры 2 и 3 выполнены соответственно с полками 4 и 5 для размещения на них емкостей с высушиваемым материалом и снабжены гермолюками 6 и 7 (фиг. 2), обеспечивающими удобный доступ к полкам. Конденсатор 1 (фиг.1) может быть выполнен в виде набора пустотелых металлических панелей, связанных между собой коллекторами для подвода и отвода хладоагента (фреона), подключенными ко входам первого холодильного агрегата 8. Конденсатор 1 вертикально установлен в съемной части 9 корпуса камеры 2. Эта съемная часть 9 может быть выполнена в виде цилиндрической обечайки с торцевым фланцем 10 для присоединения к рабочей части камеры 2; на втором торцевом фланце 11 обечайки герметично закреплено смотровое окно 12, позволяющее визуально наблюдать за процессом образования изморози на конденсаторе 1. Камера 3 посредством вакуум-трубопровода 13 соединена со съемной частью 9 корпуса камеры 2 с образованием общей герметичной полости, связанной с
вакуумным насосом 14 (фиг.2) через патрубок 15 камеры 2. Второй фреоновый холодильный агрегат 16 имеет испаритель 17, выполненный в
виде сборной медной трубки, последовательно обегающей полки 4 камеры 2 (иачинаг с нижней и кончая верхней полкой). С каждой пслкой . соответствующий отрезок этой медной трубки жестко связан с обеспечением возможности теплопередачи: отрезок медной трубки, будучи уложенным петлями, залит алюминиевым сплавом с образованием неразъемного целого с алюминиевой полкой. Кроме того в состав установки входят термостат 18 со встроенными в него первым нагревателем и первым терморегулятором, термостат 19 со встроенными в него вторым нагревателем и вторым терморегулятором, а также система циркуляции термоносителя (тосола). Система циркуляции термоносителя выполнена в виде насоса 20 и герметично собранного трубопровода 21, замыкающего выход насоса 20 с его входом. При этом трубопровод 21 последовательно проходит через полки 4 камеры 2 (начиная с нижней и кончая верхней), через термостат 18, через полки 5 камеры 3 (начиная с нижней и кончая верхней) и через термостат 19. Для обеспечения активной теплопередачи между тосолом и полками трубопровод 21 связан с полками 4 и 5 также, как и испаритель 17 с полками 4. Для уменьшения тепловых потерь внешние участки трубопровода 21 теплоизолированы. Установка имеет пульт управления 22 (фиг. 2), который включает в себя электрический блок питания и электронный блок управления нагревателями термостатов 18 и 19, на входы которого подключены два термодатчика ti , один из которых - ti (ведущий) установлен (например, приклеен) на нижней полке 4 камеры 2, а второй - t2 (следящий) установлен на верхней полке 5 камеры 3. К
другим входам электронного блока управления нагревателями подключены терморегуляторы, последовательно включенные в цепь питания
соответствующих нагревателей термостатов 18 и 19. Электронный блок управления нагревателями может быть выполнен по обычной дифференциальной схеме; при этом важно лишь, чтобы система управления нагревателями термодатчики - электронный блок терморегуляторы могла выполнять свою термостатирующую функцию в каждый гломент времени г згщанного режима нагрева t  f (т) так, как это описано ниже.
Оптимальная планировка производственного помещения соответствует показанной на фиг. 2: камеры 2 и 3 размещаются в ряд таким образом, что их гермолюки 6 и 7 оказываются обращенными в чистое помещение, в котором производятся все манипуляции по загрузке - выгрузке биопрепаратов, а остальное оборудование установки находится в отделенном перегородкой 23 грязном помещении - операторской.
Установка для сублимационной сушки работает следующим образом.
На полки 4 и 5 помещают ампулы с высушиваемым материалом жидким биопрепаратом и камеры 2 и 3 герметично закрывают. Включают насос 20, который заставляет тосол циркулировать по трубопроводу 21. Включают второй холодильный агрегат 16, из которого фреон поступает в испаритель 17 и за счет теплопередачи начинает охлаждать полки 4 камеры 2, тосол в трубопроводе 21 и соответственно полки 5 камеры 3. Таким образом осуществляют предварительное замораживание биопрепарата, контролируя показания термодатчиков ti и ta. Далее вакуумируют общую полость камер 2 и 3, выключают второй холодильный агрегат 16 и включают
первый холодильный агрегат 8 для подачи фреона в конденсатор 1. Начинается процесс сублимации влаги из биопрепарата с последующей десублимацией ее на поверхности конденсатора 1. Далее для ускорения
сушки начинают постепенный подогрев биопрепарата по заданному режиму t  f (т): подают электропитание на нагреватели термостатов 18 и 19 и включают терморегулирующую систему управления нагревателями. По сигналу ведущего термодатчика ti происходит срабатывание второго терморегулятора и включение (или выключение), нагревателя термостата 19. В то же время по сигналу разности At  ti - ta  О показаний термодатчиков происходит срабатывание первого терморегулятора и соответственно включение (или выключение) нагревателя термостата 18. Таким образом автоматически синхронизируется нагрев полок 4 и 5 в двух камерах в каждый момент времени т при одном ведущем термодатчике ti  f (т).После окончания заданного режима сушки последовательно выключают термостаты 18 и 19, первый холодильный агрегат 8, насос 20 тосола и вакуумный насос 14; в общую полость камер 2 и 3 напускают атмосферный воздух и вынимают ампулы с высушенным биопрепаратом.
Как видно из описанного принципа работы, в едином технологическом цикле осуществляется предварительное замораживание и вакуумная сублимационая сушка жидкого биопрепарата непосредственно в упаковочной таре (например, ампулах) и в ускоренном режиме - благодаря дозированному и равномерному подогреву всей массы препарата по строго заданному режиму. Значительная суммарная площадь полок двух камер 2 и 3 позволяет полноценно использовать расчетную емкость по льду конденсатора 1 без ущерба для высокого качества всей обрабатываемой
массы биопрепарата, заранее расфасованного в ампулы.