干燥機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種干燥機(jī)，尤其是涉及一種連續(xù)式微波真空冰溫干燥機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]冰溫干燥技術(shù)是冰溫貯藏理論應(yīng)用于食品干燥領(lǐng)域而誕生的一種食品干燥新方法。傳統(tǒng)的食品低溫儲(chǔ)藏，將保存在0°c以上10°C以下稱(chēng)為冷藏，低于o°c稱(chēng)為冷凍。食品的冰點(diǎn)又稱(chēng)凍結(jié)點(diǎn)均低于0°c，當(dāng)其溫度低于o°c，高于冰點(diǎn)時(shí)，食品細(xì)胞始終處于活體狀態(tài)。冰溫技術(shù)的發(fā)明者，日本山根昭美博士把o°c以下，冰點(diǎn)以上的區(qū)域定義為該食品的“冰溫帶”食品在此溫度帶保存，不僅可以有效地降低冷藏設(shè)備的能耗，還可以克服冷凍食品因冰結(jié)晶帶來(lái)的蛋白變性，組織結(jié)構(gòu)損傷，液汁流失等現(xiàn)象。具有貨架期長(zhǎng)，保鮮食品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]同理，若能控制食品在0°C以下，凍結(jié)點(diǎn)以上即冰溫帶區(qū)域?qū)嵤└稍?，使食品保持在鮮活狀態(tài)脫除水分，就能生產(chǎn)出保留著食品原有色、香、味，各種維生素和生物活性的優(yōu)質(zhì)干制品。
[0004]這種方法與現(xiàn)行的冷凍干燥方法相比，冰溫干燥存在明顯優(yōu)勢(shì)。首先在干燥速度上，冰溫干燥比冷凍干燥快。由于冷凍干燥需要經(jīng)過(guò)凍結(jié)和真空升華兩個(gè)過(guò)程，尤其凍結(jié)需要將食品在零下20°C到零下30°C條件下進(jìn)行，然后在真空條件下維持食品在共熔點(diǎn)以下升華干燥，整個(gè)干燥過(guò)程一般要10-30個(gè)小時(shí)，能耗高，干燥成本大。冰溫干燥則不需預(yù)凍結(jié)，冰溫干燥是利用真空預(yù)冷技術(shù)，在對(duì)干燥機(jī)容器抽真空過(guò)程中，使食品中的水分汽化，吸收熱量，食品快速均勻降溫，一直將食品降溫到0°C以下，冰點(diǎn)以上的“冰溫帶”然后控制真空度和食品溫度，使食品維持在不凍結(jié)，保持活體特征狀態(tài)下蒸發(fā)干燥。干燥時(shí)間只有冷凍干燥時(shí)間的1/4至1/3，所以干燥能耗明顯降低，干燥成本相應(yīng)減少，又因?yàn)楸鶞馗稍飼r(shí)，食品處于真空、低溫狀態(tài)，細(xì)胞以及生物酶的活性都處于最不活躍狀態(tài)，很大程度保證了食品的品質(zhì)。實(shí)驗(yàn)顯示，冰溫干燥食品在保留食品色、香、味及維生素、生物活性等方面與冷凍干燥食品質(zhì)量相當(dāng)。冰溫干燥是一種值得大力研究開(kāi)發(fā)的干燥新技術(shù)。
[0005]冰溫技術(shù)的開(kāi)發(fā)，國(guó)外主要集中在日本，日本冰溫技術(shù)處于領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)天津商業(yè)大學(xué)雖然在2006年與日本合作建立了專(zhuān)門(mén)的冰溫實(shí)驗(yàn)室，在冰溫技術(shù)方面的研究比較深入，但主要集中在冰溫貯藏方面。另有華東理工大學(xué)等院校也對(duì)冰溫干燥展開(kāi)了研究，而作為冰溫干燥的關(guān)鍵設(shè)備一一冰溫干燥機(jī)，目前大多為實(shí)驗(yàn)室間歇式裝置。如:李保國(guó)等人公開(kāi)了 “一種集真空、微波、冰溫技術(shù)實(shí)施干燥裝置及方法”。該發(fā)明將真空、冰溫和微波三種技術(shù)融合一體，開(kāi)發(fā)了食品和生物藥品冰溫干燥新方法，提供了新設(shè)備。
[0006]然而，李保國(guó)等人的發(fā)明存在三個(gè)局限性:一、該發(fā)明為小型實(shí)驗(yàn)裝置，不能實(shí)施工業(yè)化生產(chǎn)；二、該發(fā)明為間歇式操作設(shè)備，不能連續(xù)化生產(chǎn)；三、該發(fā)明未提出低氣壓條件下介入微波后容易產(chǎn)生微波擊穿的解決辦法，這個(gè)問(wèn)題是微波冷凍干燥的技術(shù)難點(diǎn)，也是微波冰溫干燥裝置特別是大型工業(yè)生產(chǎn)用微波冰溫干燥裝置必須解決的難題。
[0007]具體點(diǎn)說(shuō):冰溫干燥的過(guò)程，就是維持物料料溫在0°C以下，冰點(diǎn)以上的冰溫區(qū)脫水干燥的過(guò)程。理論上水在一定溫度下的飽和蒸汽壓大于其環(huán)境水蒸汽的分壓時(shí)即可升華。因此，為了維持物料在其冰溫帶的升華干燥，需要二個(gè)條件:一、保持其環(huán)境壓力在冰溫帶相對(duì)應(yīng)的壓力區(qū)間，一般物料應(yīng)在600Pa-400Pa之間；二、向物料提供升華熱，維持其升華干燥。微波能夠深入到物料內(nèi)部直接加熱，而不只靠物料本身的熱傳導(dǎo)，干燥時(shí)間只需一般方法的十分之一甚至更短。具有速度快，干燥效率高等優(yōu)點(diǎn)，按理說(shuō)，應(yīng)該作為冰溫干燥首先熱源。但是，微波在真空容器內(nèi)，當(dāng)壓力降至l.KPa以下時(shí)容易發(fā)生氣體電離，輝光放電，即微波擊穿。它不僅浪費(fèi)功率，引起局部過(guò)熱，并易于轉(zhuǎn)移到微波能量饋入窗口，以致?lián)p壞磁控管，使干燥無(wú)法繼續(xù)。要解決微波擊穿問(wèn)題，就要提高環(huán)境壓力，資料介紹“在較高壓力(1.33-26.66K Pa)范圍內(nèi)用微波真空處理來(lái)干燥熱敏材料，例如藥品和化學(xué)制品等取得了較大的成功”。然而，這一“較高壓力”所對(duì)應(yīng)的物料溫度將在10°C以上，在此真空壓力下干燥，顯然不再是冰溫干燥。截至目前適用于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)的冰溫干燥機(jī)還未見(jiàn)報(bào)道。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種用于工業(yè)化生產(chǎn)的連續(xù)式微波真空冰溫干燥機(jī)及其工作方法，克服了上述冰溫干燥機(jī)的局限，解決了工業(yè)微波應(yīng)用于大型真空干燥設(shè)備因真空放電，電場(chǎng)擊穿而影響干燥過(guò)程順利進(jìn)行的瓶頸問(wèn)題。
[0009]本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種干燥機(jī)，包括腔體及設(shè)置于腔體內(nèi)的真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、載料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)及載料系統(tǒng)的運(yùn)作，所述腔體包括真空預(yù)冷干燥倉(cāng)、遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)及微波干燥倉(cāng)，所述腔體設(shè)置有第一隔離閥、第二隔離閥、第三隔離閥及第四隔離閥；所述真空預(yù)冷干燥倉(cāng)的前端通過(guò)第一隔離閥與倉(cāng)外連接，后端通過(guò)第二隔離閥與遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)連接；所述遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)的前端通過(guò)第二隔離閥與真空預(yù)冷干燥倉(cāng)連接，后端通過(guò)第三隔離閥與微波干燥倉(cāng)連接；所述微波干燥倉(cāng)的前端通過(guò)第三隔離閥與遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)連接，后端通過(guò)第四隔離閥與倉(cāng)外連接；所述控制系統(tǒng)控制第一隔離閥、第二隔離閥、第三隔離閥及第四隔離閥的打開(kāi)和關(guān)閉。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空預(yù)冷干燥倉(cāng)、遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)和微波干燥倉(cāng)分別設(shè)有真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和載料系統(tǒng)。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空預(yù)冷干燥倉(cāng)設(shè)有真空系統(tǒng)、載料系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)和微波干燥倉(cāng)除分別設(shè)有真空系統(tǒng)、載料系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)外，還分別設(shè)有加熱系統(tǒng)。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述載料系統(tǒng)設(shè)有料車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置及導(dǎo)軌，料車(chē)能夠定位于驅(qū)動(dòng)裝置且在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空系統(tǒng)設(shè)有真空傳感器、泄氣閥和真空管路控制閥，真空傳感器的輸出端連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制泄氣閥及真空管路控制閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱系統(tǒng)設(shè)有若干排遠(yuǎn)紅外輻射板或若干排槽縫波導(dǎo)輻射加熱器，所述真空預(yù)冷干燥倉(cāng)、遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)及微波干燥倉(cāng)中，至少遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)和微波干燥倉(cāng)設(shè)有與倉(cāng)外控制系統(tǒng)連接的無(wú)線(xiàn)溫度信息接收器，控制系統(tǒng)控制遠(yuǎn)紅外輻射板或槽縫波導(dǎo)輻射加熱器的開(kāi)啟和關(guān)閉。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冷凝系統(tǒng)設(shè)有若干組相向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置的兩個(gè)冷阱，兩個(gè)冷阱之間設(shè)有閥板，控制系統(tǒng)控制閥板的左右切換。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冷阱內(nèi)設(shè)有盤(pán)管、蒸汽注入口和排水口，盤(pán)管經(jīng)冷凝管路控制閥控制與倉(cāng)外冷媒接通，蒸汽注入口經(jīng)蒸汽管路控制閥控制與倉(cāng)外蒸汽發(fā)生器連接，排水口通過(guò)放水管路控制閥控制。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型干燥機(jī)采用先紅外輻射后微波照射，干燥倉(cāng)分壓聯(lián)合干燥方案，克服了微波低溫真空干燥微波電離放電的技術(shù)瓶頸，本實(shí)用新型干燥機(jī)系連續(xù)式批量化生產(chǎn)冰溫干燥裝置，有效干燥面積達(dá)300-400m2，日處理農(nóng)副產(chǎn)品可達(dá)20-24T鮮品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，改變了目前真空冰溫干燥只有小型間歇式裝置的現(xiàn)狀，為大規(guī)模普及推廣真空冰溫干燥技術(shù)提供了一種低成本、高品質(zhì)、大產(chǎn)量的全新干燥裝置，為提升我國(guó)農(nóng)副產(chǎn)品深度加工創(chuàng)造了條件。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型冰溫干燥機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中冰溫干燥機(jī)的真空預(yù)冷干燥倉(cāng)和遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中冰溫干燥機(jī)的微波干燥倉(cāng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本實(shí)用新型冰溫干燥機(jī)的微波槽縫波導(dǎo)陣列圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2中冰溫干燥機(jī)的真空預(yù)冷干燥倉(cāng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(注:實(shí)施例2的遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)與實(shí)施例1相同，請(qǐng)參照?qǐng)D3 ;實(shí)施例2的微波干燥倉(cāng)與實(shí)施例1相同，請(qǐng)參照?qǐng)D4)。
[0023]對(duì)照以上附圖，作如下補(bǔ)充說(shuō)明:
[0024]1-1真空預(yù)冷干燥倉(cāng) 1-2遠(yuǎn)紅外干燥倉(cāng)
[0025]1-3微波干燥倉(cāng)2-1第一隔離閥
[0026]2-2---第二隔尚閥2-3---第二隔尚閥
[0027]2-4第四隔離閥3冷阱
[0028]4料車(chē)5導(dǎo)軌
[0029]6滾輪7尼龍齒條
[0030]8料車(chē)驅(qū)