CN102823640A - 一种用于蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥装置及其干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥装置及其干燥方法。它包括两个以上的干燥室、每个干燥室均对应设有加热器、蒸汽散热器、真空阀门、冷凝管、过热蒸汽循环风机、蒸汽进气阀门；所述的加热器通过管道其一端连通于干燥室的顶部或侧上方，另一端通过所述的过热蒸汽循环风机连通于干燥室的底部或侧下方。本发明避免了传统干燥方法能耗大，成本高等问题。研究资料表明蒸发1kg水热风干燥消耗的热能为4000～6000kJ，而本发明的联合干燥方法只消耗1800～2000kJ的热能，可以节省50%～70%能量，实现高效、节能、产品质量优良的干燥方式，为企业节约成本，创造更多经济效益。
Description
技术领域
本发明属于加工领域，具体涉及一种蔬菜、海藻类干制品的节能干燥方法。
背景技术
蔬菜是人类食物中最重要的营养源之一，它不但能够提供粗纤维，还提供人体所必须的维生素和矿物质等其他营养成分，在人们日常饮食中起着重要作用。由于新鲜蔬菜水分含量较高（90％以上），其中游离水占大部分，因此易被微生物感染；又因新鲜蔬菜体积大，组织脆，所以给贮藏和运输带来一定的困难，而且每年都因贮藏不当而损失相当一部分新鲜蔬菜。蔬菜干燥的目的就是降低其含水率，提高原料中可溶性物质的浓度，使不能被微生物利用，同时也使蔬菜中酶的活动得到抑制，从而使干制品得以保存。
海藻类为低等植物，因它进行孢子繁殖，一般称它为孢子植物，在海洋底栖的大型藻类又通称为底栖海藻，有似牡丹花的蛎菜，有呈喇叭状的喇叭藻，有分枝成金字塔形的羽毛藻等，不胜枚举。海藻有鲜艳美丽的色彩，如呈紫红色的蜈蚣藻、红毛藻、紫菜、粉枝藻、海萝，有绿色的礁膜、石莼、浒苔等。有些海藻可净化水质，充作海洋动物的饲料。有些海藻如紫菜、海带、裙带菜、麒鳞菜、浒苔等，是人们喜爱的食品。海藻含有丰富的防治甲状腺肿大，鹧鸪菜为驱除蛔虫的良药，马列尾藻可用于消瘿散肿、如琼脂、卡拉胶、褐藻胶等，可作食品店品、医药、化妆器、纺织、油漆、酿酒等工业原料。然而海藻类产品采收之后如不及时进行加工处理，极容易腐烂变质，失去它们的利用价值。
目前对于高含水量蔬菜、海藻类产品的干燥主要分两种：自然晒干和热风干燥。自然晒干是比较传统的干燥方式，尤其是对不集中加工处理的养殖户常采用此法。自然干燥晒场与干品质量的好坏关系极大，卫生条件较差，含沙量大，受天气影响较大，而且干燥后的海产品含水量比烤干的略高些，贮藏时间会缩减。热风干燥是高含水量蔬菜、海藻类产品处理比较常见的方法。我国的90％脱水蔬菜采用常压热风干燥，普遍存在脱水时间长、能耗大、生产成本较高以及贮藏期品质明显下降、风味较差、复水性差、复水速度较慢等问题。对于包菜、西兰花等蔬菜和海带、紫菜等海藻类产品来说，其水分含量大，用热风干燥势必浪费大量的能源，因此，需要探索一种全新的干燥方式，降低能耗，提高产品品质。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有节能降耗效果的、被干燥产品的质量和品质好的一种用于蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥装置及其干燥方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
（一）一种用于蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥装置，其特征在于：
它包括两个以上的干燥室、每个干燥室均对应设有加热器（1）、蒸汽散热器（3）、真空阀门（4）、冷凝管（5）、过热蒸汽循环风机（6）、蒸汽进气阀门（7）；所述的对应的真空阀（Ⅰ4或Ⅱ4）与对应的干燥室（Ⅰ或Ⅱ）连通；所述的加热器（Ⅰ1或Ⅱ1）通过管道其一端连通于干燥室（Ⅰ或Ⅱ）的顶部或侧上方，另一端通过所述的过热蒸汽循环风机（Ⅰ6或Ⅱ6）连通于干燥室（Ⅰ或Ⅱ）的底部或侧下方，在加热器（Ⅰ1或Ⅱ1）与过热蒸汽循环风机（Ⅰ6或Ⅱ6）之间设有分支管道，在分支管道上设有蒸汽进气阀门（Ⅱ7或Ⅰ7），分支管道的另一端与位于另一干燥室（Ⅱ或Ⅰ）内的蒸汽散热器（Ⅱ3或Ⅰ3）连通；蒸汽散热器（Ⅱ3或Ⅰ3）与连通冷凝管（Ⅱ5或Ⅰ5）连通，将冷凝水排除干燥室。
在所述的干燥室内还设有物料盘。
（二）一种用于蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥方法，其特征在于：
所述节能干燥方法为过热蒸汽-真空联合干燥法；具体的方法是利用过热蒸汽干燥高湿物料到一定的水分含量，同时将干燥高湿物料过程中所产生的二次蒸汽作为真空干燥的热源干燥低湿物料，交替使用过热蒸汽干燥和真空干燥方法；所述方法包括以下步骤：
（1）启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使干燥室Ⅰ内达到预定的温度，同时开启干燥室Ⅰ的过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，循环过程中，使其中的高湿物料Ⅰ2在干燥的过程中由于水分蒸发产生二次蒸汽；
（2）开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ中产生的二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，所释放的热量作为热源，对放置于干燥室Ⅱ中的低湿物料Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时开启干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至达到预定真空度；
（3）待干燥室Ⅱ中的低湿物料Ⅱ2含水率达到所需的要求，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6，停止对物料的干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿物料放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿物料已经变为低湿物料；
（4）启动干燥室Ⅱ的加热器Ⅱ1使干燥室Ⅱ内达到预定的温度，同时开启干燥室Ⅱ的过热蒸汽循环风机Ⅱ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅱ内循环，循环过程中，使其中的高湿物料Ⅱ2在干燥的过程中由于水分蒸发产生二次蒸汽；
（5）开启干燥室Ⅰ中的蒸汽进气阀门Ⅰ7，将干燥室Ⅱ中干燥高湿物料所产生的二次蒸汽输送到干燥室Ⅰ中的蒸汽散热器Ⅰ3中，释放的热量作为热源，对低湿物料Ⅰ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅰ5排出，同时开启干燥室Ⅰ的真空阀门Ⅰ4抽真空，直至达到预定真空度；
（6）待干燥室Ⅰ中的低湿物料Ⅰ2含水率达到所需的要求，关闭真空阀门Ⅰ4、蒸汽进气阀门Ⅰ7以及干燥室Ⅱ的加热器Ⅱ1和过热蒸汽循环风机Ⅱ6，停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅰ取出干物料后，将高湿物料放入干燥室Ⅰ中，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
所述高湿物料的干基水分含量为800%～1200%（即湿基水分含量为89%～92%），低湿物料的干基水分含量为200%～300%（即湿基水分含量为67%～75%，最终干燥成品的水分含量为5%～8%。
所述过热蒸汽干燥，其参数为：蒸汽温度为110～160℃；过热蒸汽压力为121.3～161.3kPa；过热蒸汽流速为1.0～2.0m/s。
所述真空干燥，其参数为：加热温度30～50℃；干燥真空度-0.07～-0.03MPa。
本发明结合过热蒸汽干燥和真空干燥两个系统，避免了传统干燥方法能耗大，成本高等问题。研究资料表明蒸发1kg水热风干燥消耗的热能为4000～6000kJ，而本发明的联合干燥方法只消耗1800～2000kJ的热能，可以节省50%～70%能量，实现高效、节能、产品质量优良的干燥方式，为企业节约成本，创造更多经济效益。因此，该方法适合用于高含水量产品的干燥，干燥后的海带或紫菜表面不会有结壳现象，复水性能好，感官品质高，且最大程度的保留了风味、色泽。
附图说明：
图1为本发明一种蔬菜、海藻类干制品的节能干燥装置结构图。
图中：Ⅰ、Ⅱ.干燥室，Ⅰ1、Ⅱ1.加热器，Ⅰ2、Ⅱ2物料盘，Ⅰ3、Ⅱ3蒸汽散热器，Ⅰ4、Ⅱ4真空阀门，Ⅰ5、Ⅱ5.冷凝水装置，Ⅰ6、Ⅱ6.风机，Ⅰ7、Ⅱ7.二次蒸汽进气阀门
具体实施方式
实施案例1
本实例以包菜为原料，制取包菜干制品。具体步骤如下：
（1）原料预处理
将新鲜包菜清洗干净，沥干即可。
（2）过热蒸汽干燥
启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使装置达到预定的温度，同时开启过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，以过热蒸汽压力为121.3kPa，蒸汽温度为120℃，蒸汽流速为1.4m/s进行干燥；
（3）真空干燥
开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ的高湿包菜Ⅰ2由于水分蒸发产生二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，释放的热量作为热源，干燥温度设为40℃，对低湿包菜Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时开启干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至到达-0.06Mpa；
（4）交替循环干燥
待干燥室Ⅱ中低湿包菜的含水率达到6%，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6，停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿包菜放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿包菜已经变为低湿包菜，按上述步骤对干燥室Ⅰ中的低湿包菜进行真空干燥，对干燥室Ⅱ中的高湿包菜进行过热蒸汽干燥，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
实施案例2
本实例以西兰花为原料，制取西兰花干制品。具体步骤如下：
（1）原料预处理
将新鲜西兰花清洗干净，沥干即可。
（2）过热蒸汽干燥
启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使装置达到预定的温度，同时开启过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，以过热蒸汽压力为141.3kPa，蒸汽温度为110℃，蒸汽流速为1.2m/s进行干燥；
（3）真空干燥
开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ的高湿西兰花Ⅰ2由于水分蒸发产生二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，释放的热量作为热源，干燥温度设为45℃，对低湿西兰花Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时开启干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至到达-0.04Mpa；
（4）交替循环干燥
待干燥室Ⅱ中低湿西兰花的含水率达到8%，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6，停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿西兰花放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿西兰花已经变为低湿西兰花，按上述步骤对干燥室Ⅰ中的低湿西兰花进行真空干燥，对干燥室Ⅱ中的高湿西兰花进行过热蒸汽干燥，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
实施案例3
（1）原料预处理
将新鲜西红柿清洗干净，切片、沥干即可。
（2）过热蒸汽干燥
启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使装置达到预定的温度，同时开启过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，以过热蒸汽压力为131.3kPa，蒸汽温度为130℃，蒸汽流速为1.6m/s进行干燥；
（3）真空干燥
开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ的高湿西红柿Ⅰ2由于水分蒸发产生二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，释放的热量作为热源，干燥温度设为45℃，对低湿西红柿Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时开启干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至到达-0.04Mpa；
（4）交替循环干燥
待干燥室Ⅱ中低湿西红柿的含水率达到7%，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6，停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿西红柿放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿西红柿已经变为低湿西红柿，按上述步骤对干燥室Ⅰ中的低湿西红柿进行真空干燥，对干燥室Ⅱ中的高湿西红柿进行过热蒸汽干燥，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
实施案例4
以海带为原料，制取海带干产品，具体步骤如下：
（1）原料预处理
将新鲜的海带清洗、沥干即可。
（2）过热蒸汽干燥
启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使装置达到预定的温度，同时开启过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，以过热蒸汽压力为121.3kPa，蒸汽温度为140℃，蒸汽流速为2.0m/s，进行干燥；
（3）真空干燥
开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ的高湿海带Ⅰ2由于水分蒸发产生二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，释放的热量作为热源，干燥温度设为30℃，对低湿海带Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时启动干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至到达-0.07MPa；
（4）交替循环干燥
待干燥室Ⅱ中低湿海带的含水率达到7%，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿海带放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿海带已经变为低湿海带，按上述步骤对干燥室Ⅰ中的低湿海带进行真空干燥，对干燥室Ⅱ中的高湿海带进行过热蒸汽干燥，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
实施案例5
以紫菜为原料，制备紫菜干制品，具体步骤如下：
（1）原料预处理
将新鲜的紫菜清洗干净，离心脱水即可。
（2）过热蒸汽干燥
启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使装置达到预定的温度，同时开启过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，以过热蒸汽压力为161.3kPa，蒸汽温度为160℃，蒸汽流速为1.6m/s，进行干燥；
（3）真空干燥
开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ的高湿紫菜Ⅰ2由于水分蒸发产生二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，释放的热量作为热源，干燥温度设为60℃，对低湿紫菜Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时启动干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至到达-0.03MPa；
（4）交替循环干燥
待干燥室Ⅱ中低湿紫菜的含水率达到5%，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6，停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿紫菜放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿紫菜已经变为低湿紫菜，按上述步骤对干燥室Ⅰ中的低湿紫菜进行真空干燥，对干燥室Ⅱ中的高湿紫菜进行过热蒸汽干燥，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
本发明的上述实施案例只是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。因此，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种用于蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥装置，其特征在于，它包括两个以上的干燥室、每个干燥室均对应设有加热器（1）、蒸汽散热器（3）、真空阀门（4）、冷凝管（5）、过热蒸汽循环风机（6）、蒸汽进气阀门（7）；所述的对应的真空阀（Ⅰ4或Ⅱ4）与对应的干燥室（Ⅰ或Ⅱ）连通；所述的加热器（Ⅰ1或Ⅱ1）通过管道其一端连通于干燥室（Ⅰ或Ⅱ）的顶部或侧上方，另一端通过所述的过热蒸汽循环风机（Ⅰ6或Ⅱ6）连通于干燥室（Ⅰ或Ⅱ）的底部或侧下方，在加热器（Ⅰ1或Ⅱ1）与过热蒸汽循环风机（Ⅰ6或Ⅱ6）之间设有分支管道，在分支管道上设有蒸汽进气阀门（Ⅱ7或Ⅰ7），分支管道的另一端与位于另一干燥室（Ⅱ或Ⅰ）内的蒸汽散热器（Ⅱ3或Ⅰ3）连通；蒸汽散热器（Ⅱ3或Ⅰ3）与连通冷凝管（Ⅱ5或Ⅰ5）连通，将冷凝水排除到干燥室外。
2.采用权利要求1所述的装置对蔬菜、海藻类制品干燥的节能干燥方法，其特征在于，所述节能干燥方法为过热蒸汽-真空联合干燥法；具体的方法是利用过热蒸汽干燥高湿物料到一定的水分含量，同时将干燥高湿物料过程中所产生的二次蒸汽作为真空干燥的热源干燥低湿物料，交替使用过热蒸汽干燥和真空干燥方法；所述方法包括以下步骤：
（1）启动干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1使干燥室Ⅰ内达到预定的温度，同时开启干燥室Ⅰ的过热蒸汽循环风机Ⅰ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅰ内循环，循环过程中，使其中的高湿物料Ⅰ2在干燥的过程中由于水分蒸发产生二次蒸汽；
（2）开启干燥室Ⅱ中的蒸汽进气阀门Ⅱ7，将干燥室Ⅰ中产生的二次蒸汽输送到干燥室Ⅱ中的蒸汽散热器Ⅱ3中，所释放的热量作为热源，对放置于干燥室Ⅱ中的低湿物料Ⅱ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅱ5排出，同时开启干燥室Ⅱ的真空阀门Ⅱ4抽真空，直至达到预定真空度；
（3）待干燥室Ⅱ中的低湿物料Ⅱ2含水率达到所需的要求，关闭真空阀门Ⅱ4和蒸汽进气阀门Ⅱ7以及干燥室Ⅰ的加热器Ⅰ1和过热蒸汽循环风机Ⅰ6，停止对物料的干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅱ取出干物料后，将高湿物料放入干燥室Ⅱ中，而此时干燥室Ⅰ中的高湿物料已经变为低湿物料；
（4）启动干燥室Ⅱ的加热器Ⅱ1使干燥室Ⅱ内达到预定的温度，同时开启干燥室Ⅱ的过热蒸汽循环风机Ⅱ6，驱动过热蒸汽在干燥室Ⅱ内循环，循环过程中，使其中的高湿物料Ⅱ2在干燥的过程中由于水分蒸发产生二次蒸汽；
（5）开启干燥室Ⅰ中的蒸汽进气阀门Ⅰ7，将干燥室Ⅱ中干燥高湿物料所产生的二次蒸汽输送到干燥室Ⅰ中的蒸汽散热器Ⅰ3中，释放的热量作为热源，对低湿物料Ⅰ2进行干燥，二次蒸汽冷凝的水分由冷凝管Ⅰ5排出，同时开启干燥室Ⅰ的真空阀门Ⅰ4抽真空，直至达到预定真空度；
（6）待干燥室Ⅰ中的低湿物料Ⅰ2含水率达到所需的要求，关闭真空阀门Ⅰ4和蒸汽进气阀门Ⅰ7以及干燥室Ⅱ的加热器Ⅱ1和过热蒸汽循环风机Ⅱ6，停止干燥，破坏真空，打开干燥室Ⅰ取出干物料后，将高湿物料放入干燥室Ⅰ中，如此循环，交替采用过热蒸汽干燥和真空干燥方法。
3.如权利要求2所述的蔬菜、海藻类干制品的节能干燥方法，其特征在于，所述的物料为高含水量的海带、紫菜、浒苔、蔬菜等农产品。
4.如权利要求2所述的蔬菜、海藻类干制品的节能干燥方法，其特征在于，所述高湿物料的干基水分含量为800%～1200%，低湿物料的干基水分含量为200%～300%，最终干燥成品的水分含量为5%～8%。
5.如权利要求2所述的蔬菜、海藻类干制品的节能干燥方法，其特征在于，过热蒸汽干燥的参数为：过热蒸汽温度为110～160℃；过热蒸汽压力为121.3～161.3kPa；过热蒸汽流速为1.0～2.0m/s。
6.如权利要求2所述的蔬菜、海藻类干制品的节能干燥方法，其特征在于，该方法利用两个或两个以上的干燥室对物料交替进行过热蒸汽干燥和真空干燥。
7.如权利要求2所述的蔬菜、海藻类干制品的节能干燥方法，其特征在于，真空干燥的参数：加热温度30～60℃；干燥真空度-0.07～-0.03MPa。
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