專利名稱：采用微波對(duì)高粘度多聚物進(jìn)行干燥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)高粘度生物物料進(jìn)行干燥的方法，特別涉及一種采用 微波對(duì)高粘度多聚物進(jìn)行干燥的方法。
技術(shù)背景目前，對(duì)于高粘度物料的干燥是現(xiàn)代干燥技術(shù)的一個(gè)難題，多糖、多聚 氨基酸等高附加值聚合物的發(fā)酵液通常是高粘度的，采用傳統(tǒng)的干燥方法很 難解決實(shí)際問題，例如普魯蘭多糖、葡聚糖、結(jié)冷膠、右旋糖酐、透明質(zhì)酸、 黃原膠、聚谷氨酸、聚賴氨酸、聚蘋果酸等高粘度難干燥的多聚物。這些大 分子多聚物由于其發(fā)酵液為粘稠糊狀物，保水性強(qiáng)成膜性好，傳統(tǒng)的分離和 干燥方法很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，現(xiàn)在普遍采用的方法主要有酒精沉淀法，噴霧干 燥法和滾筒干燥法。酒精沉淀法首先將發(fā)酵液稀釋，利用高速離心機(jī)將菌體除去，然后脫 色，濃縮，最后酒精沉淀或噴霧千燥；但是由于這些高分子聚合物黏度很高， 酒精沉淀后易結(jié)塊，不適于連續(xù)化生產(chǎn)，并且在生產(chǎn)過程中耗費(fèi)大量的酒精， 又需要重復(fù)提純，溶解，沉降以除雜質(zhì)，相應(yīng)地會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，使得生產(chǎn) 成本大大增加，醇沉后的多聚物含雜質(zhì)量高，很多工藝流程也不適合進(jìn)行工 業(yè)化生產(chǎn)。噴霧干燥法能量消耗很大，熱效率較低，并且工業(yè)化生產(chǎn)裝置外形尺 寸龐大，對(duì)于設(shè)備的前期投資費(fèi)用比較昂貴，所得的產(chǎn)品損耗大，溶解性很 差，收率低。滾筒干燥法使用滾筒干燥有一定的局限性，干燥后的產(chǎn)品堆積密度不 合乎要求。另外滾筒千燥表面溫度通常很高，這就導(dǎo)致了干燥后制品帶有煮 熟味道，并出現(xiàn)不正常的顏色，從而影響產(chǎn)品品質(zhì)。上迷干燥方法的效果均不夠理想，因此，提供一種對(duì)高粘度多聚物更加有效的干燥方法是該領(lǐng)域科研人員當(dāng)前急待解決的難題之一 。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述干燥方法的不足之處，提供一種有效提高產(chǎn) 品質(zhì)量，工藝簡(jiǎn)單，效果顯著的采用微波對(duì)高粘度多聚物進(jìn)行干燥的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的實(shí)施步驟如下將高粘度聚合物濃縮， 濃度10-65%，放至微波加熱隧道式干燥機(jī)或微波干燥箱中，隧道式干燥機(jī)傳 送帶或微波干燥箱托盤的材質(zhì)為聚四氟乙烯，控制其物料厚度在0.1-5cm之間， 帶式傳送機(jī)的速度為0.01-lm/min,微波的功率為0.5-150kw,電磁波密度 0.5-20kw/m3，照射能量100-4000J/g;另外，在照射能量一定時(shí)， 一般」微波功 率高，物料較輕，加熱時(shí)間較短，都可以使物料充分膨化干燥；根據(jù)微波干 燥物料的含水量、黏度、成膜性等性質(zhì)，在干燥同時(shí)采取在傳送帶底部向上 通入熱的干燥空氣以加快干燥速度，并同時(shí)將濕度較大空氣從傳送帶上方抽 走以防止物料吸潮，干燥物表面溫度保持在40-110。C,干燥時(shí)間5-60min;最 后按常規(guī)收集、粉碎、篩分、包裝得到產(chǎn)品。本發(fā)明采用的是微波干燥方法，微波是波長(zhǎng)在lmm-0.5m之間，頻率在 3.0xlO、3.0xl()SMHz具有穿透性的一種電磁波。在工業(yè)加熱上只允許使用特定 的頻率，在我國(guó)為915MHz和2450MHz。纟效波到60年代末，已經(jīng)用于加熱，千 燥，殺蟲，滅菌，醫(yī)療等領(lǐng)域。常規(guī)加熱時(shí)，溫度表面高，內(nèi)部低，這種溫 度分布，不利于水分迅速蒸發(fā)。而微波加熱是里外一起熱，同時(shí)因?yàn)楸砻孑^ 容易散熱，往往是內(nèi)部溫度高于外部，溫度梯度方向與水分梯度方向相同， 傳熱和傳質(zhì)方向一致，促使內(nèi)部水分迅速蒸發(fā)，形成內(nèi)部壓力梯度，使水分 很快擴(kuò)散到表面揮發(fā)掉，使得干燥時(shí)間大為縮短，保證產(chǎn)品質(zhì)量。微波干燥 采用的是高品質(zhì)的能源-電能，并且操作簡(jiǎn)便，投資少，很適于干燥那些用別 的方法需要很長(zhǎng)時(shí)間才能去水要求的產(chǎn)品，或者用別的方法不能獲得需要的 品質(zhì)的產(chǎn)品。所以微波干燥非常適用于上述所說的多聚物的干燥。微波主要 是提高干燥能力， 一般講，微波加熱可以和對(duì)流或真空干燥結(jié)合來達(dá)到降低 能耗的目的，并且微波的生物效能在較低的溫度下即可發(fā)揮除菌作用。本發(fā)明的有益效果是通過微波加熱，可以均勻有效地使含水原料混合物的表面和內(nèi)部水分蒸發(fā)，所得干燥產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變得更加均勻，因此該干燥 產(chǎn)品會(huì)顯出優(yōu)異的復(fù)原性。另外，微波加熱時(shí)，在含水原料混合物的內(nèi)部適 度產(chǎn)生氣泡(膨化)，因此含水原料混合物可以形成三維立體結(jié)構(gòu)，所得干 燥產(chǎn)品的堆積密度較小。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，效果顯著，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式
詳述如下 實(shí)施例1普魯蘭多糖發(fā)酵液經(jīng)除菌體，除雜，濃縮后得到含20%普魯蘭多糖的溶液， 將其鋪在聚四氟乙烯傳送帶上，控制其物料厚度為3cm經(jīng)過通道式微波千燥 區(qū)，所鋪物料面積4m2 (微波干燥區(qū)水平面積4m2),傳送帶寬度為0.4m,帶 式傳送機(jī)的速度為0.2m/min,微波的功率為50kw，電磁波密度8kw/m3，照射 能量1100J/g的微波照射條件下，微波加熱物料，干燥物表面溫度保持在40。C, 微波干燥時(shí)間為10min。微波干燥后形成硬而脆且內(nèi)部包含大量氣泡的固體， 經(jīng)傳送帶自然彎曲和刮刀作用，干燥多糖全部脫落，經(jīng)收集、粉碎、篩分、 包裝得到產(chǎn)品。干燥后普魯蘭多糖堆積密度為0.38g/ml，含水量達(dá)到4%以下。實(shí)施例2聚谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)除菌體，除雜，濃縮后得到含15%聚谷氨酸的溶液，將 其鋪在聚四氟乙烯傳送帶上，控制其物料厚度為2.5cm通過通道式微波干燥 區(qū)，所鋪物料面積3m2，傳送帶寬度為0.5m,帶式傳送機(jī)的速度為0.3m/min, 微波的功率為40kw，電磁波密度9kw/m3,照射能量1000J/g的微波照射條件下， 微波加熱物料，干燥物表面溫度保持在110。C,微波干燥時(shí)間為5min。微波干 燥后形成硬而脆且內(nèi)部包含大量氣泡的固體，經(jīng)傳送帶自然彎曲和刮刀作用， 干燥的聚谷氨酸自然脫落，經(jīng)粉碎、過篩、包裝得到產(chǎn)品。干燥后聚谷氨酸 堆積密度為0.40g/ml，含水量達(dá)到6%以下。實(shí)施例3透明質(zhì)酸發(fā)酵液經(jīng)除菌體，除雜，濃縮后得到含25%透明質(zhì)酸的溶液，其 鋪在聚四氟乙烯傳送帶上，控制其物料厚度為1.5cm通過通道式微波干燥區(qū)， 所鋪物料面積4m2，傳送帶寬度為0.5m,帶式傳送機(jī)的速度為0.4m/min，微波的功率為80kw，電磁波密度8kw/m3,照射能量1000J/g的微波照射條件下，微 波加熱物料，干燥物表面溫度保持在60。C，微波干燥時(shí)間為8min。經(jīng)傳送帶 自然彎曲和刮刀作用，干燥的透明質(zhì)酸自然脫落，經(jīng)粉碎、過篩、包裝得到 產(chǎn)品。干燥后透明質(zhì)酸堆積密度為0.41g/ml，含水量達(dá)到5%以下。 實(shí)施例4聚賴氨酸發(fā)酵液經(jīng)除菌體，除雜，濃縮后得到含50%聚賴氨酸的溶液，將 其鋪在聚四氟乙烯傳送帶上，控制其物料厚度為2cm經(jīng)過通道式微波干燥區(qū)， 所鋪物料面積3m2,傳送帶寬度為0.4m,帶式傳送機(jī)的速度為0.3m/min，微波 的功率為50kw,電磁波密度9kw/m3,照射能量1200J/g的微波照射條件下，微 波加熱物料，干燥物表面溫度保持在80。C,微波干燥時(shí)間為7min。形成硬而 脆且內(nèi)部包含大量氣泡的固體，經(jīng)傳送帶自然彎曲和刮刀作用，干燥的聚賴 氨酸全部脫落，經(jīng)收集、粉碎、篩分、包裝得到產(chǎn)品。干燥后聚賴氨酸堆積 密度為0.42g/ml，含水量達(dá)到5%以下。上述參照實(shí)施例對(duì)該采用微波對(duì)高粘度多聚物進(jìn)行干燥的方法進(jìn)行的詳 細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的，可根據(jù)所限定范圍例舉出若干個(gè)實(shí)施 例，因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種采用微波對(duì)高粘度多聚物進(jìn)行干燥的方法，其特征在于實(shí)施步驟如下將高粘度聚合物濃縮，濃度10-65％，放至微波加熱隧道式干燥機(jī)或微波干燥箱中，隧道式干燥機(jī)傳送帶或微波干燥箱托盤的材質(zhì)為聚四氟乙烯，控制其物料厚度在0.1-5cm之間，帶式傳送機(jī)的速度為0.01-1m/min，微波的功率為0.5-150kw，電磁波密度0.5-20kw/m3，照射能量100-4000J/g；在干燥同時(shí)采取在傳送帶底部向上通入熱的干燥空氣以加快干燥速度，并同時(shí)將濕度較大空氣從傳送帶上方抽走以防止物料吸潮，此時(shí)干燥物表面溫度保持在40-110℃，干燥時(shí)間5-60min；最后按常規(guī)收集、粉碎、篩分、包裝得到產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用微波對(duì)高粘度多聚物進(jìn)行干燥的方法，其實(shí)施步驟如下將高粘度聚合物濃縮，濃度10-65％，放至微波加熱隧道式干燥機(jī)或微波干燥箱中，隧道式干燥機(jī)傳送帶或微波干燥箱托盤的材質(zhì)為聚四氟乙烯，控制其物料厚度在0.1-5cm之間，帶式傳送機(jī)的速度為0.01-1m/min，微波的功率為0.5-150kw，電磁波密度0.5-20kw/m³，照射能量100-4000J/g；干燥物表面溫度保持在40-110℃，干燥時(shí)間5-60min；最后按常規(guī)收集、粉碎、篩分、包裝得到產(chǎn)品。本發(fā)明通過微波加熱，可均勻有效地使高粘度多聚物的表面和內(nèi)部水分蒸發(fā)，所得干燥產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變得更均勻，因此該干燥產(chǎn)品具有優(yōu)異的復(fù)原性。其工藝簡(jiǎn)單，效果顯著，所得干燥產(chǎn)品的堆積密度較小，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)F26B3/347GK101216237SQ20081005207
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者晨 劉, 劉曉鷗, 華 國(guó), 墨玉欣, 溪 孫, 徐勇虎, 李睿穎, 許勤虎 申請(qǐng)人:天津市工業(yè)微生物研究所