[发明专利]冷冻干燥方法和设备

权利要求书

1.一种冷冻干燥设备，其特征在于，包括：

一循环风道；

位于该循环风道上的控温装置、捕水装置、样品冷冻干燥塔(8)、负压源；

对循环风道补气的外接气源。

2.如权利要求1所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述样品冷冻干燥塔(8)包括一电机(86)，所述电机(86)的输出轴与转轴(82)固定连接，所述转轴(82)上固定若干组可转动的样品悬挂吊盘(84)。

3.如权利要求2所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述样品冷冻干燥塔(8)部分结构正对所述循环风道，部分结构侧向伸出所述循环风道，随着转轴(82)的转动各所述样品悬挂吊盘(84)依次与所述循环风道的气流正对，且使得所述样品悬挂吊盘(84)的运动方向与气流的方向相向而对。

4.如权利要求1所述的冷冻干燥设备，其特征在于：

所述样品冷冻干燥塔(8)呈筒状，具有进气口(810)、出气口(820)；内部具有至少一层同时作为承载待干燥样品的气流分布板(830)；

所述样品冷冻干燥塔(8)由气流分布板(830)隔成若干空腔，每个所述空腔的上部具有可控开闭的加料口(850)，下部具有可控开闭的卸料口(860)。

5.如权利要求4所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述气流分布板(830)的气孔孔径及分布呈均匀分布(831)或者向心渐变式非均匀分布(832)，所述气流分布板与冷冻干燥塔(8)内壁之间安装气密性垫圈。

6.如权利要求1所述的冷冻干燥设备，其特征在于：

所述样品冷冻干燥塔(8)内壁沿轴向设有一组轨道(101)，所述轨道(101)内设有一可沿其运动的支撑架(108)，所述支撑架(108)上依次固定一组用于盛放或悬挂冷冻样品的样品架(103)；

所述支撑架(108)中部设有一在外部动力驱动下可沿轴向移动的内管(105)，所述内管(105)外部套设一外管(104)，所述外管(104)具有多孔结构的侧壁，所述内管(105)的末端开口或者也具有多孔结构；

所述外管(104)固定在所述支撑架(108)上；

所述内管(105)起始端接所述负压源。

7.如权利要求6所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述内管(105)的末端呈多孔球(107)的形状。

8.如权利要求1所述的冷冻干燥设备，其特征在于：控温装置、捕水装置集成在蒸发器及捕水冷阱系统(2)内，所述蒸发器及捕水冷阱系统(2)包括蒸发器(21)、进气口(22)、出气口(23)，所述蒸发器(21)外接压缩机(1)，所述进气口(22)与所述负压源的出口端连通。

9.如权利要求8所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述循环风道上还依次设有气流除水模块(4)、气流净化模块(5)、气流温度调节模块(6)，气流导向风机系统(7)，所述样品冷冻干燥塔(8)入口端与所述导向风机系统(7)连接，出口端与所述负压源连通。

10.如权利要求9所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述负压源与所述捕水冷阱系统(2)之间设有所述外接气源。

11.如权利要求10所述的冷冻干燥设备，其特征在于：所述外接气源包括气体补充模块(9)，所述气体补充模块(9)包括压缩气体储罐或钢瓶(91)及阀门(92)。

12.一种冷冻干燥方法，其特征在于：

采用权利要求1-11中任意一项所述的冷冻干燥设备；包括以下步骤：

S1、将待冷冻干燥的物料放入样品冷冻干燥塔(8)后，通过调节控温装置，采用适宜温度的循环干燥气流进入冷冻干燥塔(8)，把待冷冻干燥的物料逐渐从常温冷却至物料冰点温度以下；

S2、采用等于或略低于待冷冻干燥的物料放入样品冰晶点温度的高速干燥冷风对已经被完全冻结的物料进行高效冷风干燥，直至其残留含水量达到设定值；

S3、调节循环气流温度使干燥物品逐渐升温至常温状态，以便把成品从冷冻干燥塔(8)取出收集。