DE1199192B

DE1199192B - Verfahren zum Trocknen von Gut unter poroeser Deckschicht

Info

Publication number: DE1199192B
Application number: DEL40946A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Nerge; Dr Med Ulrich Hackenberg
Original assignee: Leybold Hochvakuum Anlagen GmbH
Current assignee: Leybold Hochvakuum Anlagen GmbH
Priority date: 1962-01-13
Filing date: 1962-01-13
Publication date: 1965-08-19
Also published as: US3281371A

Description

Verfahren zum Trocknen von Gut unter poröser Deckschicht Die Gefriertrocknung ist ein Trocknungsverfahren, bei welchem neben dem sublimierenden Wasser andere Stoffe nur in außerordentlich geringen Mengen aus dem trocknenden Gut entweichen. Deshalb ist sie z. B. zur Trennung von Festbestandteilen und Wasser in radioaktiven Abfallstoffen geeignet. Ferner ist sie hervorragend geeignet zur Herstellung von Fruchtpulvem und zur Trocknung aromatischer Früchte, weil dabei außer dem wäßrigen Anteil nur außerordentlich wenig andere flüchtige Bestandteile entweichen. Beides läßt sich im wesentlichen durch die Eigenschaften der Trockenschicht über der Sublimationsoberfläche erklären. Diese Trockenschicht hat eine große Oberfläche und eine große Anzahl von Kapillaren. Sie ist demnach ein Tiefenfilter mit ausgesprochener Adsorptionswirkung.
In manchen Fällen hat es sich als Nachteil herausgestellt, daß das getrocknete Gut nicht stabil genug ist, um es beim Transport und bei der Lagerung in seiner Form zu halten. Weiterhin ist in manchen Fällen zu beobachten, daß das getrocknete Gut unerwünscht in den oberen Schichten verklebt oder auf der Unterlage haftet.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, den an sich geringen Verlust an festen, flüssigen und dampfförinigen Bestandteilen einerseits zu vermindern bzw. gänzlich zu verhindern und andererseits dem gefriergetrockneten Material eine stabile und/oder nichthaftende Oberfläche zu geben. Sie betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Gut unter poröser Deckschicht, bei dem die gestellte Aufgabe gelöst wird durch Gefriertrocknen des Gutes mit der anfangs dichten, dabei porös werdenden Deckschicht, die nach dem Trocknen auf dem Gut bleibt und gegebenenfalls wieder ganz oder teilweise dicht und/oder stabil gemacht wird. So werden beispielsweise Erdbeeren, die gefriergetrocknet werden sollen, mit einer Schicht fein zerkleinerten Apfelgewebes, also feinem Apfelmus, möglichst gleichmäßig umgeben. Am Ende der Gefriertrocknung können in der gefriergetrockneten Apfelmusschicht die geringen Mengen der aus der Frucht entfernten flüchtigen Bestandteile, z. B. Aromastoffe, nachgewiesen werden. Bei der Herstellung von gefriergetrockneten Gemüsen nimmt man als filternde Deckschicht beispielsweise Kartoffelpüree oder Stärke. Die aufgebrachte Deckschicht gefriertrocknet zuerst und wirkt dann als Aromafilter für den aromahaltigen trocknenden Kern.
Eine derartige Deckschicht ist noch in anderer Hinsicht vorteilhaft: Bei Verwendung von Deckschichten aus wenig temperaturempfindlichem Material, wie beispielsweise stickstofffreier Reisstärke auf Lebensmitteln, können die im allgemeinen unerwünschten, weil qualitätsmindemden Effekte der Temperaturstrahlung auf die Oberfläche des Gutes verhindert werden.
Während für die Herstellung hochwertiger Gefriertrocknungsprodukte bisher das Prinzip galt, möglichst die wärmezuführenden Elemente nicht auf höhere Temperaturen als die dem Trocknungsgut zuträglichen zu bringen, erlaubt die erfindungsgemäße Deckschicht beträchtlich höhere Temperaturen und damit auch wesentlich kürzere Trocknungszeiten. Im speziellen Falle kann man dabei so weit gehen, daß infolge der Temperatureinwirkung sogar eine erwünschte chemische Veränderung der Deckschicht eintritt, beispielsweise eine Mehlbräunung, wie man sie bei der Speisebereitung häufig absichtlich durchführt.
Die Deckschicht muß nicht unbedingt gleichmäßig sein und das ganze gefrierzutrocknende Gut bedecken. So kann es zweckmäßig sein, die Deckschicht unregelmäßig aufzutragen, sie aus mehreren Schichten und/oder aus unzusammenhängenden Deckstücken zu bilden, die z. B. dann als Abstandshalter zwischen dem gefriertrocknenden Gut und den geheizten Gutgefäßen dienen können. Die Deckschicht kann bei z. B. stark zuckerhaltigem Gut ein Verkleben der einzelnen gefriertrocknenden Stücke untereinander und ein Ankleben an den Einsatzgefäßen verhindern. In diesem Falle hat es sich bewährt, an Stelle von breiartiger Substanz verdünnte wäßrige Lösungen als Deckschicht aufzufrieren. Bei der Gefriertrocknung von wäßrigen radioaktiven Abfällen, bei denen die Gefriertrocknung zur Trennung von radioaktiver Festsubstanz und dem nicht radioaktiven wäßrigen Anteil dient, hat die Deckschicht vornehmlich die Aufgabe, den Dekontaminationsfaktor für das Wasser zu steigern und die Gefriertrocknungsanlage sowie die Anlagen, die dieser im Dekontaminationsprozeß nachgeschaltet sind, vor Kontamination zu schützen. Dadurch hat die Deckschicht wenigstens teilweise die Funktion von Verpackungsmaterial.
In einer Weiterführung des Erfindungsgedankens kann z.B. die äußere Deckschicht auch als Verpackungsmaterial für langfristige Lagerung des Gutes ausgeführt werden. Dies geschieht z. B. in der Weise, daß das gefrierzutrocknende Material mit einer Schicht umgeben wird, die fein verteilte Thermoplaste oder sinterfähige Stoffe enthält, un - d durch Erhitzen die zunächst noch poröse Deckschicht undurchlässig gemacht wird. Dabei kann es zweckmäßig sein, in die Deckschicht elektrisch gut leitendes Material aufzunehmen und die Erhitzung wenigstens teilweise durch Hochfrequenzheizung, z. B. induktive Heizung, vorzunehmen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man die noch poröse Deckschicht unter Vakuum imprägniert.
Besonders bei der Behandlung radioaktiver Ab- fallstoffe kann es zweckmäßig sein, in die Deckschicht eine Komponente eines aushärtbaren Gießharzes aufzunehmen und nach der Gefriertrocknung diese Schicht mit der zweiten Komponente zu imprägnieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren erstreckt sich nicht nur auf Gefriertrocknungsprozesse, bei welchen Wasser sublimiert wird, sondern schließt auch Gefriertrocknungsprozesse ein, die auf der Sublimation nicht wäßriger anorganischer oder organischer Bestandteile beruhen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Trocknen von Gut unter poröser Deckschicht, gekennzeichnet durch Gefriertrocknen des Gutes mit der anfangs dichten, dabei porös werdenden Deckschicht, die nach dem Trocknen auf dem Gut bleibt und gegebenenfalls wieder ganz oder teilweise dicht und/oder stabil gemacht wird.
2. Verfahren zum Gefriertrocknen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht unregelmäßig ist, aus mehreren Schichten und/oder aus unzusammenhängenden Deckstücken besteht. 3. Verfahren zum Gefriertrocknen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus mehreren vermischten Stoffen besteht. 4. Verfahren zum Gefriertrocknen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht elektrisch gut leitende Substanzen enthält oder aus solchen besteht. 5. Verfahren zum Gefriertrocknen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Imprägnieren der Deckschicht unter Vakuum. 6. Verfahren zum Gefriertrocknen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Deckschicht beigefügte Komponente eines härtbaren Gießharzes, die mit ihrer zweiten Komponente imprägniert wird. 7. Verfahren zum Gefriertrocknen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht wenigstens teilweise aus thermoplastischen und/oder sinterfähigen Stoffen besteht, die durch Hitze undurchlässig und/oder stabil werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 479 518, 967 265.