CN1037742C - 常温常压下的特征红外辐射脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于对物料的脱水(烘干)技术领域。本发明提出一种对含水物料脱水(烘干)的特征红外辐射方法，其特征在于包括：将物料置于常温、常压、通风环境中；用发射波长为3～4μm范围的红外光源照射所说物料。本发明使物料能在较低温度下脱水，且脱水时间短，耗能低，生产环境文明洁净，特别适合对农副产品的脱水，具有较好的保质、保鲜、复原的良好效果。

Description

常温常压下的特征红外辐射脱水方法

本发明属于对物料的脱水(烘干)技术领域，特别涉及采用特征红外光辐射的脱水(烘干)方法。

脱水(烘干)技术是许多农副产品，工业制品加工制作的一道重要工艺。目前广泛采用的脱水(烘干)技术包括：热力烘干、远红外加热、微波干燥等方法。热力烘干是由传热媒介将热能转移给被烘干的物料，属宏观转移、能耗大，烘干温度较高，影响产品质量，文明生产程度差；远红外和微波方法，从微观能量转移看，主要对应分子内部振—转运动和相应的能级范围，效果优于热力方法，但与热力烘干技术一样都基于“热”烘干物料，达到脱水的目的，因此远红外加热技术为得到好的热效应一般选择波长为8～9μm或更长。

上述各种主要基于“热”的烘干脱水技术，在某些应用领域，存在某些不可克服的不足之处，例如，对于农副产品，为了保质、保鲜不允许物料温度过高，例如热力烘干物料出口温度一般均＞60℃，经这种烘干的粮食不能做种子，蔬菜、水果中的维生素C完全分解。即使有些物料可以在这种情况下烘干，也还需鼓冷风通风才能维持上述物料出口温度，造成热利用率低，同时为了减少热能损失，引风速度不能过大，一般小于1米/秒，因此脱水时间长，效率低，耗能大。

本发明的目的在于为克服已有技术的不足之处，基于激活水分子，实现能量的最佳匹配的研究成果，提出采用特征红外辐射脱水(烘干)的新方法，使物料能在较低温度下脱水，且脱水时间短，耗能低，生产环境文明洁净，特别适合对农副产品的脱水，具有较好的保质、保鲜、复原的良好效果。

本发明提出一种对含水物料脱水(烘干)的特征红外辐射方法，其特征在于包括：

(1)将物料置于常温、常压、通风环境中；

(2)用发射波长为3～4μm范围的红外光源照射所说物料。

为进一步提高效率，采用鼓风—引风的通风方式，所说的鼓风方向与所说的红外光辐射方向一致。所说的鼓风小于引风速度，其引风速不小于1米/秒。当然，鼓风—引风方式及引风速度采用通常烘干方法中采用的各种方式，均不妨碍本发明的实施。

本发明所说的红外光源为在石英卤钨灯管的管壁上烧结一层由无金属氧化物的多孔高硅氧玻璃粉与石英粉混合制成的特征红外光辐射层，所说的石英粉占25％。所说的物料为制成片、丝或小块状的农付产品。

本发明经过与已有烘干技术对比具有以下优点：

(1)常温常压(烘干)技术采用特征红外辐射的方法既有宏观的热辐射又有激活水分子的微观匹配和相应的振一转发热波段，既有远红外加热的功能，又有部分微波干燥的作用。

(2)通风方式与热力烘干机不同。采取与红外光源辐射方向一致的鼓风方向，例如红外光源在物料上方，则由上向下鼓风，并从下方引风，将水蒸气排出。其原因是：向下鼓风，可以充分利用管壁表面辐射热，使之到达物料表层。下方引风为的是一有水气逸出立即抽去。不让水气泄留在物料层上方空间内。因空间存在水气则会吸收由光源管发出特征红外光，致使影响并降低激活水分子的作用。

(3)常温常压脱水(烘干)技术在节能提高效率方面有其优越性。举例如下：[1]本技术比碳硅渗稀土的加热技术，用于水溶性电泳漆的烘干上，又节电30％，时间缩短到几分钟。也比红外碘钨灯加热提高效率达20～25％，[2]本技术用于苞米烘干，苞米入口～0℃，烘50秒，出口～18℃一次去水为7％，比用热力烘干粮食的方法效率提高一倍左右。

(4)常温常压脱水(烘干)技术，用于蔬菜、水果等方面脱水后产品质量色、香、味和有效营养成分有保证，既便于保存又浸泡后能迅速复原。

(5)常温、常压脱水(烘干)技术，不仅在蔬菜、水果、农副产品及其它经济作物领域能实际应用，而且在其它工业、农业领域中也有广阔的使用前景，(如用于牧草脱水，可得全价牧划饲料)。

本发明提出一种对蔬菜、水果脱水的实施例，具体工艺步骤及工艺条件详细描述如下：

1、将菜、果洗净、沥去表面水后制成片、丝或小块状；

2、将上述制好的物料放到烘床上，烘床上下透风，可用不锈钢细网做成，物料厚度约1-3cm；

3、特征红外光源置于烘床上，与物料的距离10-25cm左右，所说光源为300W-500W；

4、采取由上向下鼓风，并从下方引风，将水蒸气从烘床下排出，引风速不少于1米/秒，引风速大于鼓风速；

上述方法在40℃常压下进行，除谷物脱到入库要求外(＜13％含水量)其他均可脱到10％-7％的安全水分，脱水时间一般小于2小时，脱水后的物料浸泡在温水中(冷水亦可)2-3分钟可以泡开复原，其色、香、味俱在。

本实施例所用的特征红外光源，红外辐射的峰值波长位于3-4μm，管子表面温度选择在300℃左右。灯管选用石英管，按卤钨灯灯管制作方法，管壁上涂敷烧结一层无金属氧化物的，多孔高硅氧玻璃粉，为使烧结易于进行，需渗杂25％左右石英粉。该管子寿命大于500小时，点燃时向管壁洒水不炸裂，经脱水检测涂层无毒、物料在40℃时耗1度电可脱水1000克物料。

采用上述方法，已做过脱水(烘干)实验的农副产品包括：蔬菜类有：胡萝卜、心里美、香菜、韭菜、芹菜、油菜、白菜、大头菜、白萝卜、莴芦、黄瓜、辣椒、大蒜、生姜、葱、香椿等；水果类有：苹果、山楂、红枣、波萝；水产类有海带、毛虾；禽类有：鸡肉；肉类：牛、羊肉；谷类有：小麦、苞米和啤酒糟；药材有天麻等，植物包括根、茎、叶、果各个部位。

用本方法脱水产品保留维C，干样为鲜样的3倍左右，如大葱鲜样含维C4.37(mg/100g)，干样为27.42(mg/100g)，将干样用热力烘干的方法再升温到热力烘干的温度后检测维C，仍有7.05(mg/100g)，而直接用热力烘干的样品则未能检测到维C，说明本方法在保持维C的方面有其独特优点。

Claims (3)

1、一种对含水物料脱水的特征红外辐射方法，其特征在于包括：

(1)将物料置于常温、常压、通风环境中；

(2)用发射波长3～4μm范围的红外光源照射所说物料。

2、如权利要求1所说的方法，其特征在于，所说的红外光源为在石英卤钨灯管的管壁上烧结一层由无金属氧化物的多孔高硅氧玻璃粉与石英粉混合制成的特征红外光辐射层，所说的石英粉占25％。

3、如权利要求1或2所说的方法，其特征在于所说的物料为制成片、丝或小块状的农副产品。