RU2827396C1 - Universal vacuum drying cabinet - Google Patents
Universal vacuum drying cabinet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2827396C1 RU2827396C1 RU2024104879A RU2024104879A RU2827396C1 RU 2827396 C1 RU2827396 C1 RU 2827396C1 RU 2024104879 A RU2024104879 A RU 2024104879A RU 2024104879 A RU2024104879 A RU 2024104879A RU 2827396 C1 RU2827396 C1 RU 2827396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- product
- drying
- vacuum chamber
- dried
- Prior art date
Links
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002061 vacuum sublimation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 4
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 238000009777 vacuum freeze-drying Methods 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000021452 apple slice Nutrition 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области пищевой, микробиологической и химической промышленности и может быть использовано для вакуумной сублимационной и вакуумной низкотемпературной сушки как замороженных, так и незамороженных продуктов животного и растительного происхождения, находящихся в нежидком агрегатном состоянии.The invention relates to the field of food, microbiological and chemical industries and can be used for vacuum sublimation and vacuum low-temperature drying of both frozen and non-frozen products of animal and plant origin that are in a non-liquid aggregate state.
Известно множество вакуумно-сушильных или вакуумно-сублимационных установок различного типа. Классическая конструкция такой установки представлена в (Лекае В.М., Лекае А.В. Процессы и аппараты химической промышленности. – М.: Высшая школа, 1977. – 256 с.) в каталоге (Dryer-Yimin Drying [онлайн]. Changzhou Yimin Drying Equipment Co., Ltd [найдено 2023-11-07] - Найдено в <https://www.ymdrying.com/products/138/>) представлены вакуумные сушильные камеры цилиндрической формы серий FZG и YZG фирмы Yimin (КНР), которые предназначены для тепловой обработки продуктов в состоянии вакуума. There are many known vacuum drying or vacuum sublimation units of various types. The classic design of such a unit is presented in (Lekae V.M., Lekae A.V. Processes and apparatuses of the chemical industry. - M.: Vysshaya shkola, 1977. - 256 p.) in the catalog (Dryer-Yimin Drying [online]. Changzhou Yimin Drying Equipment Co., Ltd [found 2023-11-07] - Found in <https://www.ymdrying.com/products/138/>) presents cylindrical vacuum drying chambers of the FZG and YZG series from Yimin (PRC), which are intended for heat treatment of products in a vacuum state.
Как правило, в вакуумных и сублимационных установках, содержащих вакуумную камеру, вакуумный насос, ледяной испаритель (десублиматор), соединенный с холодильной машиной, высушиваемый продукт располагается на теплопроводящих поддонах, которые, в свою очередь, устанавливаются на обогреваемых (тем или иным известным способом) полках. Недостатком такого расположения продукта являются воздушные (вакуумные) прослойки значительного объема, возникающие между греющими полками и противнями с продуктом при небольшом несовпадении конфигураций соприкасающихся поверхностей снизу (между поддоном и полкой) и сверху (над продуктом под выше расположенной полкой). Данные прослойки обладают низкой теплопроводностью, вследствие чего высушиваемый материал прогревается неравномерно, что ухудшает качество готового продукта и увеличивает продолжительность всего процесса сушки. Известна также установка вакуумной сублимационной сушки (Установка вакуумной сублимационной сушки: патент 2776402 Рос. Федерация: МПК F26B 5/06 / С.А. Ермаков, Г.В. Семёнов, И.С. Краснова – № 2020131235; заявл. 10.02.2021; опубл. 19.07.2022, Бюл. № 20. – 8 с.), в которой авторы попытались улучшить равномерность обогрева высушиваемого продукта и интенсифицировать процесс массопереноса за счет установки дополнительного газодувного устройства, которое должно обеспечивать принудительное перемещение заполняющей вакуумированную систему парогазовой среды от высушиваемого продукта к конденсатору (десублиматору), охлаждаемому холодильной установкой. Такое решение сильно усложняет конструкцию аппарата и его обслуживание, а также удорожает общую стоимость и эксплуатационные затраты. As a rule, in vacuum and sublimation units containing a vacuum chamber, a vacuum pump, an ice evaporator (desublimator) connected to a refrigeration machine, the dried product is placed on heat-conducting trays, which, in turn, are installed on heated (in one way or another known) shelves. The disadvantage of such a product arrangement is air (vacuum) layers of significant volume that arise between the heating shelves and the trays with the product when the configurations of the contacting surfaces at the bottom (between the tray and the shelf) and at the top (above the product under the shelf located above) slightly mismatch. These layers have low thermal conductivity, as a result of which the dried material is heated unevenly, which worsens the quality of the finished product and increases the duration of the entire drying process. Also known is a vacuum freeze-drying unit (Vacuum freeze-drying unit: patent 2776402 Russian Federation: IPC F26B 5/06 / S.A. Ermakov, G.V. Semenov, I.S. Krasnova - No. 2020131235; declared 10.02.2021; published 19.07.2022, Bulletin No. 20. - 8 p.), in which the authors attempted to improve the uniformity of heating of the product being dried and intensify the mass transfer process by installing an additional gas blower device, which should ensure the forced movement of the vapor-gas medium filling the evacuated system from the product being dried to the condenser (desublimator), cooled by a refrigeration unit. This solution greatly complicates the design of the device and its maintenance, and also increases the overall cost and operating costs.
Наиболее близким техническим решением является вакуумный сушильный шкаф (Вакуумный сушильный шкаф: патент 2326312 Рос. Федерация: МПК F26B 9/06, F26B 5/06 / С.А. Ермаков – № 2006142974/06; заявл. 04.12.2006; опубл. 10.06.2008, Бюл. № 16. – 7 с.), принятый за прототип, содержащий вакуумную камеру с греющими/охлаждающими плитами с тонкими деформирующимися стенками и с толстыми недеформирующимися стенками, а также сформированные в стопы теплопередающие противни с упрочняющими теплопередающими перегородками, заполненные высушиваемым материалом.The closest technical solution is a vacuum drying oven (Vacuum drying oven: patent 2326312 Russian Federation: IPC F26B 9/06, F26B 5/06 / S.A. Ermakov - No. 2006142974/06; declared 04.12.2006; published 10.06.2008, Bulletin No. 16. - 7 p.), adopted as a prototype, containing a vacuum chamber with heating/cooling plates with thin deformable walls and with thick non-deformable walls, as well as heat-transfer trays formed into stacks with reinforcing heat-transfer partitions, filled with the material to be dried.
Недостатком такого технического решения является то, что соприкасающиеся с противнями стенки плит испытывают постоянную разнонаправленную деформацию под действием перепада давлений между внутренней средой греющих плит и атмосферой вакуумного сушильного шкафа, что приводит к быстрому износу материала стенок и сокращению срока службы установки. The disadvantage of this technical solution is that the walls of the plates in contact with the baking trays experience constant multidirectional deformation under the influence of the pressure difference between the internal environment of the heating plates and the atmosphere of the vacuum drying oven, which leads to rapid wear of the wall material and a reduction in the service life of the unit.
Кроме того, соединение заполненных продуктом противней в единый пакет усложняет и удорожает конструкцию аппарата, а также затрудняет погрузочно-разгрузочные работы при его эксплуатации. In addition, joining trays filled with product into a single package complicates and increases the cost of the device’s design, and also complicates loading and unloading operations during its operation.
Целью предлагаемого изобретения является интенсификация тепломассообменного процесса сушки, упрощение конструкции вакуумного сушильного аппарата и погрузочно-разгрузочных операций.The aim of the proposed invention is to intensify the heat and mass transfer drying process, simplify the design of the vacuum drying apparatus and loading and unloading operations.
Техническим результатом изобретения является устройство, обеспечивающее практически полное устранение воздушных прослоек между греющим элементом и высушиваемым продуктом, равномерность двухстороннего нагрева продукта, сокращение продолжительности процесса сушки, упрощение погрузочно-разгрузочной операции, а также увеличение полезной обогреваемой площади для размещения продукта (по сравнению с возможным размещением продукта на противнях и на обогреваемых полках в цилиндрической камере такого же объёма).The technical result of the invention is a device that ensures the almost complete elimination of air gaps between the heating element and the product being dried, uniformity of two-sided heating of the product, reduction of the duration of the drying process, simplification of the loading and unloading operation, as well as an increase in the useful heated area for placing the product (compared to the possible placement of the product on baking sheets and on heated shelves in a cylindrical chamber of the same volume).
Технический результат изобретения обеспечивается тем, что внутри вакуумной камеры размещается устройство, состоящее из гибкого паропроницаемого материала, совместимого с пищевым продуктом, содержащего нагревательные элементы, равномерно распределенные по всей площади, который свернут в многослойный рулон, между слоями которого размещается высушиваемый продукт, а вакуумная камера содержит электрический разъем для подключения устройства, при этом длина и диаметр рулона с продуктом как минимум на 10 мм меньше внутренней длины и диаметра вакуумной камеры.The technical result of the invention is ensured by the fact that inside the vacuum chamber there is a device consisting of a flexible vapor-permeable material compatible with the food product, containing heating elements evenly distributed over the entire area, which is rolled into a multi-layer roll, between the layers of which the product to be dried is placed, and the vacuum chamber contains an electrical connector for connecting the device, wherein the length and diameter of the roll with the product are at least 10 mm less than the internal length and diameter of the vacuum chamber.
На фиг. 1-3 схематично изображены этапы размещения высушиваемого пищевого продукта (например, дольки яблока) в универсальном вакуумном шкафу: размещение продукта на эластичном, моющемся, паропроницаемом материале с электроподогревом (Фиг. 1): сворачивание «рулоном» (Фиг. 2); размещение в вакуумной камере (Фиг. 3). Fig. 1-3 schematically depicts the stages of placing a food product to be dried (for example, an apple slice) in a universal vacuum oven: placing the product on an elastic, washable, vapor-permeable material with electrical heating (Fig. 1); rolling it into a “roll” (Fig. 2); placing it in a vacuum chamber (Fig. 3).
1 – эластичный, моющийся, паропроницаемый материал с электроподогревом; 2 – высушиваемый продукт; 3 – электрический разъём электроподогреваемого материала; 4 – «липучка» для фиксации рулона; 5 – цилиндрическая вакуумная камера с электрическим разъёмом 6; 7 – свернутый рулон с продуктом; 8 – патрубок подсоединения с вакуумным насосом; 9 – герметичная дверца вакуумной камеры.1 – elastic, washable, vapor-permeable material with electrical heating; 2 – product to be dried; 3 – electrical connector of electrically heated material; 4 – “Velcro” for fixing the roll; 5 – cylindrical vacuum chamber with electrical connector 6; 7 – rolled up roll with product; 8 – connection pipe with vacuum pump; 9 – sealed door of vacuum chamber.
Универсальный вакуумный сушильный шкаф работает следующим образом. The universal vacuum drying cabinet works as follows.
Предварительно подготовленный (нарезанный) соответствующим общим требованиям сублимационной и вакуумной сушки образом высушиваемый продукт 2 размещают на эластичном, моющемся, паропроницаемом материале с электроподогревом 1 (Фиг. 1) и сворачивают в рулон (Фиг. 2). При этом продукт может находиться как в замороженном, так и в незамороженном виде. Для удобства размещения высушиваемого продукта на эластичном, моющемся, паропроницаемом материале с электроподогревом и последующего его сворачивания в рулон, продукт можно предварительно поместить в перфорированный полиэтиленовый (или из другого подобного и совместимого с пищевыми продуктами материала) пакет. После сворачивания рулона продукт находится между слоями электроподогреваемого материала, плотно прилегающими к высушиваемому продукту сверху и снизу, что позволяет обеспечить эффективный и равномерный его нагрев в течение всего процесса вакуумной сушки. После формирования с помощью предусмотренных «липучек» 4 рулона 7 с продуктом, последний размещается в цилиндрической вакуумной камере 5, соединяется электрический разъем электроподогреваемого материала 3 с электрическим разъёмом в вакуумной камере 6 и закрывается герметичная дверца 9 (Фиг. 3). Включается вакуумный насос (не показан), который через патрубок 8 создаёт необходимую величину вакуума в камере 5, управляющий пульт (не показан) включает нагревательные элементы, и по заданной программе происходит процесс вакуумной сушки до его завершения. После окончания процесса вакуумной (или сублимационной) сушки, выравнивания давления в камере 5 до атмосферного открывается герметичная дверца 9, электрический разъём 3 отсоединяется от разъёма 6, рулон 7 с высушенным продуктом достаётся из камеры 5, рулон разворачивается, готовый продукт извлекается и упаковывается в герметичную тару (не показана). The product to be dried 2, preliminarily prepared (cut) in a manner corresponding to the general requirements of sublimation and vacuum drying, is placed on an elastic, washable, vapor-permeable material with electrical heating 1 (Fig. 1) and rolled into a roll (Fig. 2). In this case, the product can be either frozen or unfrozen . For the convenience of placing the product to be dried on an elastic, washable, vapor-permeable material with electrical heating and its subsequent rolling into a roll, the product can be preliminarily placed in a perforated polyethylene (or other similar and food-compatible material) bag. After rolling the roll, the product is between layers of electrically heated material, tightly adjacent to the product to be dried from above and below, which ensures its effective and uniform heating during the entire vacuum drying process. After forming a roll 7 with the product using the provided "Velcro" 4, the latter is placed in a cylindrical vacuum chamber 5, the electrical connector of the electrically heated material 3 is connected to the electrical connector in the vacuum chamber 6 and the sealed door 9 is closed (Fig. 3). The vacuum pump (not shown) is switched on, which creates the required vacuum value in the chamber 5 through the branch pipe 8, the control panel (not shown) switches on the heating elements, and the vacuum drying process occurs according to the specified program until its completion. After the vacuum (or sublimation) drying process is completed, the pressure in the chamber 5 is equalized to atmospheric, the sealed door 9 is opened, the electrical connector 3 is disconnected from the connector 6, the roll 7 with the dried product is removed from the chamber 5, the roll is unrolled, the finished product is removed and packed in a sealed container (not shown).
Следует отметить, что высушиваемый продукт может находиться как в замороженном, так и незамороженном виде. Вакуумный сушильный шкаф является универсальным, поскольку в нем можно осуществлять процесс как сублимационной, так и низкотемпературной вакуумной сушки.It should be noted that the product to be dried can be either frozen or unfrozen. The vacuum drying cabinet is universal, since it can carry out both sublimation and low-temperature vacuum drying processes.
Экономический эффект от применения заявленного универсального вакуумного сушильного шкафа получается за счет устранения обогреваемых полок с системой нагрева и циркуляции в них теплоносителя и поддонов, сокращения продолжительности процесса сушки и упрощения погрузочно-разгрузочных операций, а также увеличения полезной обогреваемой площади для размещения продукта в цилиндрической камере.The economic effect from the use of the declared universal vacuum drying cabinet is obtained by eliminating heated shelves with a heating system and circulation of the coolant in them and trays, reducing the duration of the drying process and simplifying loading and unloading operations, as well as increasing the useful heated area for placing the product in the cylindrical chamber.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2827396C1 true RU2827396C1 (en) | 2024-09-25 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2121638C1 (en) * | 1997-06-26 | 1998-11-10 | Научно-производственная фирма "Шабетник и компания" | Method and device for vacuum drying of materials |
| RU2213917C2 (en) * | 2001-07-23 | 2003-10-10 | Бобер Александр Самуилович | Plant for vacuum drying of materials |
| RU2326312C1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-10 | Сергей Анатольевич Ермаков | Vacuum drying cupboard |
| EP2538161B1 (en) * | 2010-02-17 | 2017-03-15 | Nissan Motor Co., Ltd | Drying apparatus and drying method |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2121638C1 (en) * | 1997-06-26 | 1998-11-10 | Научно-производственная фирма "Шабетник и компания" | Method and device for vacuum drying of materials |
| RU2213917C2 (en) * | 2001-07-23 | 2003-10-10 | Бобер Александр Самуилович | Plant for vacuum drying of materials |
| RU2326312C1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-10 | Сергей Анатольевич Ермаков | Vacuum drying cupboard |
| EP2538161B1 (en) * | 2010-02-17 | 2017-03-15 | Nissan Motor Co., Ltd | Drying apparatus and drying method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10465985B2 (en) | Bulk freeze drying using spray freezing and agitated drying with dielectric heating | |
| JP6289557B2 (en) | Steamed grain cooling device | |
| KR102844538B1 (en) | Freeze drying apparatus and method | |
| US3299525A (en) | Carrier gas sublimation | |
| RU2827396C1 (en) | Universal vacuum drying cabinet | |
| CN111264612A (en) | An automatic freeze-drying device for durian | |
| US2564475A (en) | Dehydration of frozen foods | |
| CN1318814C (en) | Refrigerator | |
| RU2119622C1 (en) | Vacuum sublimation plant for drying biological materials | |
| US20020174562A1 (en) | Microwave lyophilization method | |
| US2513991A (en) | Process for the esiccation of aqueous materials from the frozen state | |
| US3263335A (en) | Process and apparatus for freeze drying utilizing dry gas | |
| CN100424453C (en) | Microwave vacuum continuous dryer with double drying chambers and its application method | |
| CN214842083U (en) | Vacuum freeze drying equipment | |
| US3174229A (en) | Drying apparatus of elongated heated conduit type | |
| US3286365A (en) | Freeze drying apparatus | |
| US3304617A (en) | Method and apparatus for freeze-drying foods | |
| RU2121638C1 (en) | Method and device for vacuum drying of materials | |
| US3169070A (en) | Method for use in freeze-vacuum dehydration of meat | |
| CN106871579A (en) | A kind of heat pump vacuum couplings Far-infrared drying device | |
| RU2705692C1 (en) | Vacuum sublimation drying system | |
| US10113796B2 (en) | Liquid nitrogen (LIN) integrated lyophilization system for minimizing a carbon footprint | |
| US3218731A (en) | Vacuum freeze dryer having integral freezing means | |
| RU2395768C1 (en) | Vacuum-sublimation drier | |
| RU218125U1 (en) | FREEZE DRYING DEVICE |