CN103263064B - 一种微波、热风、真空及其联合干燥设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波、热风和真空及其联合干燥设备，包括加热腔、微波干燥系统、热风干燥系统、真空系统、测温与控制系统。在微波加热腔的侧壁上设有多个馈能口，组成不对称多反馈的微波加热系统，并将其与热风、真空干燥等方式结合，组合成集热风、微波干燥和真空微波干燥于一体、且具有干燥均匀性好、高效节能、用途广等特点的多功能组合干燥设备。该设备适合不同形状、不同含水量的果品蔬菜等物料干燥。操作人员可根据物料特点和成品要求灵活选择单一干燥方式，也可使用组合干燥方式。该设备可使物料在微波低温环境下干燥，尤其适合热敏性、易氧化的物料快速干燥。
Description
技术领域
本发明涉及食品、农产品加工领域的水果和蔬菜等物料脱水干燥中的应用，尤其是涉及一种微波、热风、真空及其联合干燥的多功能加热装置。
背景技术
热风干燥具有设备简单、生产成本低的特点，但其干燥速度慢，且对产品的色泽、复水性及营养成分等品质有严重影响。微波干燥与传统热风干燥相比，具有干燥速度快、热效率高、清洁生产、易实现自动化控制、能保持食品营养成分和兼有杀菌作用等特点，因而微波干燥越来越受到重视。微波干燥技术及其设备已在轻化工业、食品与农产品加工业等行业得到广泛应用。但是，微波加热存在不均匀性问题，成为制约微波加热技术在农产加工领域规模化应用的瓶颈。故微波干燥及其联合干燥技术仅在少数企业得到应用。
微波干燥是一种安全、有效的干燥方式，同时便于控制干燥过程中物料水分含量。微波可将物料内外同时加热，所以干燥速度快，但微波的能耗大，处理量小。联合干燥则利用各种干燥方式的优点，避免各自的缺点。联合干燥不仅可以提高干燥速率和改善产品质量还能降低能耗。根据物料特点将两种或多种干燥方法分阶段或同时进行联合干燥是干燥技术的发展趋势。
专利(公开号CN 102735034A，公开日2012年10月17日)公开了“一种侧面进风微波干燥设备”，专利(公开号CN103005629A，公开日2013年04月03日)公开了“微波热风联合红枣干燥机”，专利(公开号CN 201974012U，公开目2011年09月14日)公开了“微波热风联合干燥设备”，微波加热设备中两者均仅采用了微波干燥和热风干燥技术的联合，并未涉及真空干燥技术，故它们不适用于微波低温环境下的干燥，尤其对热敏、易氧化物等物料进行快速干燥。
专利(公开号CN 102200372A，公开日2011年09月28日)公开了“一种微波真空冷冻干燥设备”，专利(公开号CN 101846439A，公开日2010年09月29日)公开了“微波真空冷冻干燥设备”，两者均采用微波与冷冻干燥相结合，比较适合在低温下干燥热敏性、易氧化等物料，但其并未涉及热风干燥，如果物料含水量较高时，能耗过大。本专利涉及热风干燥，从而不存在上述问题。专利(公开号CN 101082464A，公开日2007年12月5日)公开了“微波真空干燥设备”，专利(公开号CN 201837205U，公开日2011年05月18日)公开了“真空微波干燥设备”，专利(公开号CN 102538425A，公开日2012年07月04日)公开了“连续真空微波干燥装置”，专利(公开号CN202853299U，公开日2013年04月03日)公开了“一种罐式内真空微波干燥机”，专利(公开号CN 202274720U，公开日2012年06月13日)公开了“微波真空干燥设备”，这些专利均采用微波与真空联合干燥技术，但同样没有涉及热风干燥，故不适合于含水高的物料，且能耗较高。
同时，上述专利均没有涉及采用磁控管馈能口分配来解决微波加热不均匀的问题，而本专利采用了特殊的多馈能口磁控管分配技术，改善了微波加热的均匀性。
本微波、热风、真空及联合干燥的多功能微波加热装置，将微波干燥与热风干燥、真空干燥技术进行了组合，根据实际需要可选用热风、微波单一方法加热干燥，也可选用微波-热风联合加热干燥、微波-真空联合加热干燥。该设备既可将物料在常压下进行加热干燥，又可将热敏性的、易氧化等成分的物料在微波低温环境下加热干燥，最大限度地保存其营养成分。另外，本设备的微波加热装置中，磁控管馈能口是不对称分布的，提高了微波加热的均匀性，同时将微波干燥与热风干燥和真空干燥技术相结合，从而实现了物料的均匀干燥，提高了产品的综合品质。
发明内容
本专利提供一种微波、热风、真空、及联合干燥的多功能微波干燥装置，其结构合理，能快速干燥水果和蔬菜等物料，提高果蔬生产的经济效益。
为实现上述目的：本专利的技术解决方案为一种微波、热风、真空及其联合干燥的多功能微波干燥机，包括微波加热腔、微波发生装置、排湿装置、排水装置、热风发生输送装置、抽真空装置、控制装置和测温装置。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的微波加热腔为圆柱形、底部设计为半球形、顶部为带铰链和锁紧装置的半球圆形盖子，腔内有可以调节的料盘放置在料盘支架上。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的微波加热装置位于微波加热腔侧壁，设有3～5个位置不对称的馈能口，每个馈能口装有一个功率为500～1000W、频率为2450±50Mhz微波源磁控管，其传输的微波能通过馈能口直接馈入微波加热腔，通过调节磁控管的数量与功率，实现微波加热的均匀性。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的热风干燥装置为微波加热腔底部的进风管连接一矩形空气加热室，空气加热室内装有2～3组加热管和温度检测传感器，分别用于加热由风机提供的空气和调控热风温度。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的真空装置位于微波加热腔侧壁，由2个管子连接的一个水循环真空泵、1个管子连接的真空表组成，分别用于提供真空系统、检测微波加热腔的真空度。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的微波加热腔底部的中心位置连接进风管，进风管侧壁设有风速测定仪、带阀门的排水孔，用于微波干燥、热风干燥时对物料的喷动，以加快干燥速度。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的微波加热腔内侧设有排湿装置，可灵活调节出风量大小；微波加热腔顶部装有红外测温传感器，用于控制物料的加热温度。
上述的微波、热风、真空及联合干燥设备的控制系统由PLC控制的触摸式电子屏组成，用于干燥方法的选择、进风温度和物料加热温度的设置和调节；触摸式电子屏设有3～5组微波磁控管选择键、功率调节键和加热时间调节键等，用于选择磁控管数量和调节微波加热功率及设定物料加热时间。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步描述。
附图1设备主要组成图。
图1中：1、排湿管；2、微波加热腔；3、磁控管1#；4、磁控管2#；5、磁控管3#；6、热风进风管；7、排水管；8、风速调节与测定装置；9、显示屏；10、控制屏；11、真空泵；12、热风加热室；13、风机；14、加热盘
附图2设备主要结构图及构件图。
具体实施方式：
实施方式1：微波干燥
运行时，打开控制屏10，选择磁控管3、4、5进行微波干燥(可以选择磁控管中一组、二组或三组进行工作，并且根据需要可以对磁控管的设置功率进行适当组合提高微波加热均匀性)。物料在微波加热腔内被加热脱水，水蒸气通过排湿管1排出，而加热过程中部分残余凝结在微波加热腔内壁的少量水分通过排水管7排出。
实施方式2：热风干燥
运行时，打开控制屏10，启动风机13，向热风加热室12中输送空气，空气在热风加热室12中被加热，空气温度升高到物料脱水干燥所需的温度后，通过进风调节与测定装置8，达到一定风速后的热空气通过热风进风管6后输送到微波加热腔2中，在微波加热腔2中对物料进行热风加热。物料中的水分在热风干燥下蒸发，水蒸气通过排湿管1排出，而加热过程中部分残余凝结在微波加热腔内壁的少量水分通过排水管7排出。
实施方式3：微波真空干燥
运行时，打开控制屏10，启动真空泵11，对微波加热腔2抽真空。通过控制屏10，启动微波发生系统后，微波磁控管3、4和5开始工作，对微波加热腔2中物料进行微波真空加热脱水干燥。
实施方式4：微波-热风联合干燥
运行时，打开控制屏10，启动风机13，向热风加热室12中输送空气，空气在热风加热室12中被加热，空气温度升高到物料干燥所需的温度后，通过风速调节与测定装置8，达到设定风速和温度后的热空气通过热风进风管6后，输送到微波加热腔2中，此时，启动微波干燥系统，选择磁控管3、4、5进行微波干燥(可以选择磁控管中一组、二组或三组进行工作，并且根据需要可以对磁控管的设置功率进行适当组合，提高微波加热均匀性)。物料在微波加热腔内被加热脱水，水蒸气通过排湿管1排出，而加热过程中部分残余凝结在微波加热腔内壁的少量水分通过排水管7排出。
以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种微波、热风、真空及其联合干燥设备，包括微波加热腔、微波加热装置、热风加热装置、抽真空装置以及测温与控制系统，其特征在于：
(1)微波加热腔为圆柱形、底部设计为半球形、顶部为带铰链和锁紧装置的半球圆形盖子，腔内有可以调节的料盘放置在料盘支架上；
(2)微波加热装置位于微波加热腔侧壁，设有3～5个位置不对称的馈能口，每个馈能口装有一个功率为500～1000W、频率为2450±50Mhz微波源磁控管，其传输的微波能由馈能口直接馈入加热腔，通过调节磁控管的数量与功率，实现微波加热的均匀性；
(3)热风加热装置为微波加热腔底部的进风管道连接一矩形空气加热腔，该加热腔内装有2～3组加热管和温度传感器，分别用于加热由风机提供的空气和调控热风温度；
(4)抽真空装置位于微波加热腔侧壁，由2个管子连接的水循环真空泵、1个管子连接的真空表组成，分别用于实现真空和检测加热腔的真空度；
(5)微波加热腔底部的中心位置连接进风管道，进风管侧壁设有风速测定仪、带阀门的排水孔，用于微波干燥和热风干燥时对物料的喷动，以加快干燥速度；
(6)微波加热腔内侧设有排湿装置，可灵活调节出风量大小；微波加热腔顶部装有红外测温传感器，用于控制物料的加热温度；
(7)控制系统由PLC控制的触摸式电子屏组成，用于干燥方法、进风温度和物料加热温度的设置和调节；触摸式电子屏设有3～5组微波磁控管选择键、功率调节键和加热时间调节键，用于选择磁控管数量和调节微波加热功率及设定物料加热时间。
2.根据权利要求1所述的一种微波、热风、真空及其联合干燥设备，其特征在于：可根据物料特点和成品要求灵活选择单一干燥方式，也可使用组合干燥方式；该设备适用于不同形状、不同含水量的果品蔬菜物料的干燥。
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