结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔制造技术

本发明专利技术公开了一种结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔，其包括：塔体、雾化系统、进料系统、循环供风系统、制冷系统、塔壁冷却保温系统；塔体的顶部形成储风腔，塔体的内部形成冷冻室，塔体的底部形成物料收集室，储风腔、冷冻室、物料收集室相连通；雾化系统与储风腔相连通，进料系统与雾化系统通过进料管相连通，循环供风系统通过循环风回管和风管分别与冷冻室的底部和制冷系统相连通，制冷系统与储风腔和塔体的塔壁相连接，塔壁冷却保温系统包裹于塔壁上。本发明专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔中循环供风系统、制冷系统、塔壁冷却保温系统、进料系统及雾化系统均能够实现自动化控制，方便操作，运行简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种喷雾冷冻装置，特别是涉及一种结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔。
技术介绍
目前，对于物料的干燥可分为喷雾干燥和冷冻干燥。其中，传统的喷雾干燥无法针对热敏性物料进行干燥，从而其应用领域有限。而冷冻干燥则具有干燥时间长、成本高的缺点。针对上述物料干燥中存在的技术缺陷，喷雾冷冻干燥得到了研究和发展。所述喷雾冷冻干燥是近年来结合喷雾干燥与冷冻干燥的新兴颗粒制备技术。并已在蛋白方面，可吸入性药物及高附加值食品行业成功利用。其中，喷雾冷冻干燥过程分为雾化、冷冻及干燥三个阶段。具体地，干燥过程中，首先，通过雾化器将物料雾化成细小的液滴，再与致冷媒介接触冷冻，最后，进行真空冷冻干燥或流化床干燥。但是，在现有的喷雾冷冻干燥过程中，液滴在接触致冷媒介时会出现爆沸现象，此外，还存在低沸点的致冷媒介挥发浪费及致冷媒介温度无法控制的缺点。从而，对颗粒的形貌与性能及我国发展资源节约型战略造成不利的影响。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔，以克服现有技术中存在的不足。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下：一种结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔，其包括：塔体、雾化系统、进料系统、循环供风系统、制冷系统、塔壁冷却保温系统；所述塔体的顶部形成储风腔，所述塔体的内部形成冷冻室，所述塔体的底部形成物料收集室，所述储风腔、冷冻室、物料收集室相连通；所述雾化系统与所述储风腔相连通，所述进料系统与所述雾化系统通过进料管相连通，所述循环供风系统通过循环风回管和风管分别与所述冷冻室的底部和制冷系统相连通，所述制冷系统与所述储风腔和塔体的塔壁相连接，所述塔壁冷却保温系统包裹于所述塔壁上。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述塔体包括若干塔筒，所述若干塔筒层叠设置，并可拆卸地搭建形成所述塔体。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述塔筒的数量为四个，任一塔筒的内径为360mm，外径为660mm，高为400mm。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述储风腔的底部设置有若干孔道，所述储风腔通过所述若干孔道与所述冷冻室相连通。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述雾化系统包括：雾化器、雾化风管及转子流量计；所述雾化器的进口与所述进料系统相连通，所述雾化器的出口位于所述储风腔中，所述转子流量计设置于所述雾化风管上，所述雾化风管经过所述制冷系统，与所述雾化器相连接，且所述雾化器的出口朝向所述冷冻室设置。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述雾化风管的进口处还设置有截止阀和除湿器。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述进料系统包括：调压阀、压力表、料罐和过滤器；与所述料罐的进口相连接的料罐压缩空气进气管上设置有所述调压阀和压力表，所述料罐的出口通过所述进料管与所述雾化系统相连通，所述过滤器设置于所述进料管上。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述循环供风系统包括：风机、变频器、控制器；所述风机的进口通过循环风回管与所述物料收集室相连通，所述风机的出口通过风管与所述制冷系统相连通，所述变频器设置于所述循环风回管和风管之间的管路上，所述控制器设置于所述风管上。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述循环供风系统还包括：风量调节阀和流速测定器，所述风量调节阀设置于所述循环风回管和风管之间的管路上，所述流速测定器设置于所述风管上。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述制冷系统包括：热电偶、冷风温控液浴槽、塔壁温控液浴槽、换热器、制冷单元以及温控器；所述热电偶为若干个，若干个热电偶设置于所述冷冻室和制冷系统中；所述温控器、制冷单元、冷风温控液浴槽、换热器、热电偶顺序串联，形成第一闭环控制系统，所述第一闭环控制系统中，所述冷风温控液浴槽通过冷风温控液浴槽进液管和冷风温控液浴槽出液管与所述换热器相连通，所述换热器通过循环风进口管与所述储风腔相连通；所述温控器、制冷单元、塔壁温控液浴槽、热电偶顺序串联，形成第二闭环控制系统，所述第二闭环控制系统中，所述塔壁温控液浴槽通过塔壁温控液浴槽进液管和塔壁温控液浴槽出液管与所述塔壁冷却保温系统相连通。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔还包括显示器，所述若干个热电偶与所述显示器相连接。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述塔体内部和塔壁设置测压装置及泄压阀，所述测压装置与所述显示器相连接，所述泄压阀具有预设压力值，当塔体内部压力等于所述预设压力值时，所述泄压阀自动泄压。作为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的改进，所述塔壁冷却保温系统包括：换热盘管和保温材料；所述换热盘管缠绕于所述塔体的塔壁上，所述保温材料包裹所述换热盘管，所述换热盘管与所述制冷系统相连通。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔中循环供风系统、制冷系统、塔壁冷却保温系统、进料系统及雾化系统均能够实现自动化控制，方便操作，运行简单。此外，本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔控制精确，利用该设备可以控制不同温度来制造出冰球，节约致冷剂的使用以及避免液滴爆沸现象的发生，对喷雾冷冻干燥的发展具有重要的意义，适用于实验室及工厂的研发，应用广泛。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔的平面结构示意图；图2为图1中布风板的放大示意图；图3为图2中A-A方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔，其特征在于，所述喷雾冷冻塔包括：塔体、雾化系统、进料系统、循环供风系统、制冷系统、塔壁冷却保温系统；所述塔体的顶部形成储风腔，所述塔体的内部形成冷冻室，所述塔体的底部形成物料收集室，所述储风腔、冷冻室、物料收集室相连通；所述雾化系统与所述储风腔相连通，所述进料系统与所述雾化系统通过进料管相连通，所述循环供风系统通过循环风回管和风管分别与所述冷冻室的底部和制冷系统相连通，所述制冷系统与所述储风腔和塔体的塔壁相连接，所述塔壁冷却保温系统包裹于所述塔壁上。

【技术特征摘要】
1.一种结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷雾冷冻塔，其特征
在于，所述喷雾冷冻塔包括：塔体、雾化系统、进料系统、循环供风系统、
制冷系统、塔壁冷却保温系统；
所述塔体的顶部形成储风腔，所述塔体的内部形成冷冻室，所述塔体的
底部形成物料收集室，所述储风腔、冷冻室、物料收集室相连通；
所述雾化系统与所述储风腔相连通，所述进料系统与所述雾化系统通过
进料管相连通，所述循环供风系统通过循环风回管和风管分别与所述冷冻室
的底部和制冷系统相连通，所述制冷系统与所述储风腔和塔体的塔壁相连接，
所述塔壁冷却保温系统包裹于所述塔壁上。
2.根据权利要求1所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷
雾冷冻塔，其特征在于，所述塔体包括若干塔筒，所述若干塔筒层叠设置，
并可拆卸地搭建形成所述塔体。
3.根据权利要求2所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷
雾冷冻塔，其特征在于，所述塔筒的数量为四个，任一塔筒的内径为360mm，
外径为660mm，高为400mm。
4.根据权利要求1所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷
雾冷冻塔，其特征在于，所述储风腔的底部设置有若干孔道，所述储风腔通
过所述若干孔道与所述冷冻室相连通。
5.根据权利要求1所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷
雾冷冻塔，其特征在于，所述雾化系统包括：雾化器、雾化风管及转子流量
计；
所述雾化器的进口与所述进料系统相连通，所述雾化器的出口位于所述
储风腔中，所述转子流量计设置于所述雾化风管上，所述雾化风管经过所述
制冷系统，与所述雾化器相连接，且所述雾化器的出口朝向所述冷冻室设置。
6.根据权利要求5所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷

\t雾冷冻塔，其特征在于，所述雾化风管的进口处还设置有截止阀和除湿器。
7.根据权利要求1所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球颗粒的喷
雾冷冻塔，其特征在于，所述进料系统包括：调压阀、压力表、料罐和过滤
器；
与所述料罐的进口相连接的料罐压缩空气进气管上设置有所述调压阀和
压力表，所述料罐的出口通过所述进料管与所述雾化系统相连通，所述过滤
器设置于所述进料管上。
8.根据权利要求1所述的结冰温度可控的用于制备微米级冰球...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴铎，张盛宇，廖振锴，吴张雄，肖杰，陈晓东，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32