CN106616215A - 真空玻态干燥机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于干燥设备领域，具体涉及一种真空玻态干燥机。包括物料箱、加热单元、真空单元以及冷凝单元；加热单元包括设置在物料箱内的用以放置物料的加热板以及设置在物料箱外部为加热板提供热量的加热器；真空单元包括罗茨泵以及旋片泵；冷凝单元包括主冷阱、辅冷阱以及为主冷阱以及辅冷阱进行制冷的制冷单元；主冷阱设置于罗茨泵与物料箱之间，辅冷阱设置于旋片泵与罗茨泵之间；制冷单元包括分别设置在主冷阱与辅冷阱内的冷冻盘管，以及用于对冷冻盘管进行制冷的制冷机。采用主冷阱和辅冷阱设计可以充分应对该波峰的冲击，将这些水分充分捕集，避免水分由于没有被捕集而渗进真空泵系统，影响整个系统的真空维持，从而导致干燥效率下降。
Description
技术领域
本发明属于干燥设备领域，具体涉及一种真空玻态干燥机。
背景技术
干燥保藏是食品最重要的保藏方法之一。干燥是通过各种方式脱去食品中的部分水分，降低其水分活度，从而有效的抑制微生物的生长繁殖，达到食品长期保藏的目的。而且食品经干燥处理后质量减轻，体积缩小，可节省包装储藏和运输费用，带来了方便性。
目前工业化应用的干燥方式主要有热风干燥、中短波红外干燥、微波干燥、变温压差膨化干燥、真空干燥和真空冷冻干燥等。但是这些单一干燥方式都有各自的优缺点和局限性：热风干燥设备要求简单，对物料干燥均匀但是生产周期比较长；中短波红外干燥较热风干燥快，但是其穿透能力不强，对内部加热速度较慢，干燥后期时物料表面容易焦糊；微波干燥物料加热不均匀，而且容易使产品开裂；变温压差膨化干燥生产周期短、产品制品较好，但是对物料水分含量有一定的要求，一般需经过预干燥除去一定的水分；真空干燥设备昂贵而且干燥缓慢；真空冷冻干燥产品品质最好，但是能耗巨大干燥时间也较长。利用不同干燥方式的联合，可降低了生产成本和生产周期，还可改善了产品品质，是未来干燥行业发展的一个重要趋势。
玻态干燥技术是一种新的食品干燥技术，该方法的机理就是将需干燥的物料中的水分在降温过程中通过控制条件使食品中的水和水中溶解的物质形成玻璃态。然后在适当的环境下逐渐升温，使玻态冰直接升华为水蒸气而除去，再利用冷凝器(冷阱)将水蒸汽冷凝，使物料低温脱水从而获得干燥的制品。
与传统的干燥技术相比，该技术有其不可比拟的优点，主要体现在下述四个方面：(1)产出的产品品质明显提高，从营养成分保留，形态风味保持上都明显优于传统干燥产品。(2)干燥效率明显提高，干燥过程的能耗显著降低，干燥过程实现模块化，各项参数可控，便于工艺的优化。(3)玻态干燥技术适用性极广，其中包含水果，蔬菜，肉类，奶类等各种食品原料，也可适用于中药和西药的生产。(4)与其他加工方式相比,玻态干燥技术加工的产品具有品质优良，食用方便，易于携带，是良好的休闲及户外食品。但是目前还没有一种结构简单并且能连续生产的装备用于实现玻态干燥技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种真空玻态干燥机。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：
一种真空玻态干燥机，包括物料箱、加热单元、真空单元以及冷凝单元；
所述的加热单元包括设置在所述的物料箱内的用以放置物料的加热板以及设置在所述的物料箱外部为所述的加热板提供热量的加热器；
所述的真空单元包括罗茨泵以及旋片泵；
所述的冷凝单元包括主冷阱、辅冷阱以及为所述的主冷阱以及辅冷阱进行制冷的制冷单元；所述的主冷阱设置于所述的罗茨泵与所述的物料箱之间，所述的辅冷阱设置于所述的旋片泵与所述的罗茨泵之间；所述的制冷单元包括分别设置在主冷阱与辅冷阱内的冷冻盘管，以及用于对冷冻盘管进行制冷的制冷机。
所述的加热器包括油箱以及设置在油箱内的电加热管，所述的加热板内设有热油流通的通道；油箱外部设有将热油抽至所述的通道内的油泵；所述的油箱外设有风扇。
所述的主冷阱内的冷冻盘管与所述的辅冷阱内的冷冻盘管串联。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在本发明中以旋片泵和罗茨泵组成二级真空机组，首先启动旋片泵抽真空，当真空降到4500Pa以下时，启动罗茨泵在1-10分钟内将真空迅速抽到100Pa以下，通过快速的抽真空，使物料中的水分迅速蒸发，而使物料的温度由常温迅速降到零下15度以下，从而使物料中的溶液由于这种快速的降温而形成固液混合的状态或者玻璃态，使物料的组织结构得到瞬间原位固定，保证了在干燥过程中物料组织结构的完整性。由于该过程基本不形成冰晶，尤其是没有大冰晶的形成，避免了大冰晶对于细胞膜的刺穿等不可逆的损伤，使细胞膜等细胞器得到有效保护。
由于本机采用真空降温的方式，所以在罗茨泵启动后物料中的水分约有5-15左右会被直接蒸发抽出，形成一个水分抽出的波峰，采用主冷阱和辅冷阱的两级冷阱设计可以充分应对该波峰的冲击，将这些水分充分捕集，避免水分由于没有被捕集而渗进真空泵系统，影响整个系统的真空维持，从而导致干燥效率下降。
作为其中的一种优选，在油箱旁加装降温风扇，用于对于加热油由于升温迅速而导致的油温过高，对邮箱进行及时降温，一方面保证油温的有效调节，另一方面可在加热系统失灵或故障导致油温过高时及时对邮箱进行降温，避免加热油由于持续高温而导致着火，保证设备安全。
作为其中的另外一种优选，主冷阱内的冷冻盘管与所述的辅冷阱内的冷冻盘管串联，同用一个制冷机，节省空间，提高效率。
附图说明
图1是本发明的真空玻态干燥机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，结合附图和实施例对本发明进行说明：
图1示出一种真空玻态干燥机，包括物料箱1、加热单元、真空单元以及冷凝单元；所述的加热单元包括设置在所述的物料箱内的用以放置物料的加热板2以及设置在所述的物料箱外部为所述的加热板提供热量的加热器3；所述的真空单元包括罗茨泵5以及旋片泵4；所述的冷凝单元包括主冷阱6、辅冷阱9以及为所述的主冷阱以及辅冷阱进行制冷的制冷单元7；所述的罗茨泵与所述的辅冷阱9之间设有压力表8。所述的主冷阱设置于所述的罗茨泵与所述的物料箱之间，所述的辅冷阱设置于所述的旋片泵与所述的罗茨泵之间；所述的制冷单元包括分别设置在主冷阱与辅冷阱内的冷冻盘管，以及用于对冷冻盘管进行制冷的制冷机。所述的加热器包括油箱以及设置在油箱内的电加热管，所述的加热板内设有热油流通的通道；油箱外部设有将热油抽至所述的通道内的油泵；所述的油箱外设有风扇10。所述的主冷阱内的冷冻盘管与所述的辅冷阱内的冷冻盘管串联。
本发明的工作过程为：首先启动旋片泵抽真空，当真空降到4500Pa以下时，启动罗茨泵在1-10分钟内将真空迅速抽到100Pa以下，通过快速的抽真空，使物料中的水分迅速蒸发，使物料中的水分迅速蒸发，而使物料的温度由常温迅速降到零下15度以下，从而使物料中的溶液由于这种快速的降温而形成固液混合的状态或者玻璃态，而物料中溶液通过管路进入主冷阱，通过制冷系统对主冷阱内的管路降温，使溶液在冷阱中得以冷凝并收集，而在罗茨泵启动后物料中的水分约有5-15左右会被直接蒸发抽出，形成一个水分抽出的波峰，采用主冷阱和辅冷阱的两级冷阱设计可以充分应对该波峰的冲击，将这些水分充分捕集，避免水分由于没有被捕集而渗进真空泵系统，影响整个系统的真空维持，从而导致干燥效率下降。同时，打开加热器对热板上的物料进行加热，即可完成干燥。
在本发明中以旋片泵和罗茨泵组成二级真空机组，首先启动旋片泵抽真空，当真空降到4500Pa以下时，启动罗茨泵在1-10分钟内将真空迅速抽到100Pa以下，通过快速的抽真空，使物料中的水分迅速蒸发，而使物料的温度由常温迅速降到零下15度以下，从而使物料中的溶液由于这种快速的降温而形成固液混合的状态或者玻璃态，使物料的组织结构得到瞬间原位固定，保证了在干燥过程中物料组织结构的完整性。由于该过程基本不形成冰晶，尤其是没有大冰晶的形成，避免了大冰晶对于细胞膜的刺穿等不可逆的损伤，使细胞膜等细胞器得到有效保护。
由于本机采用真空降温的方式，所以在罗茨泵启动后物料中的水分约有5-15左右会被直接蒸发抽出，形成一个水分抽出的波峰，采用主冷阱和辅冷阱的两级冷阱设计可以充分应对该波峰的冲击，将这些水分充分捕集，避免水分由于没有被捕集而渗进真空泵系统，影响整个系统的真空维持，从而导致干燥效率下降。
同时，在油箱旁加装降温风扇，用于对于加热油由于升温迅速而导致的油温过高，对邮箱进行及时降温，一方面保证油温的有效调节，另一方面可在加热系统失灵或故障导致油温过高时及时对邮箱进行降温，避免加热油由于持续高温而导致着火，保证设备安全。
而主冷阱内的冷冻盘管与所述的辅冷阱内的冷冻盘管串联，同用一个制冷机，节省空间，提高效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种真空玻态干燥机，其特征在于，包括物料箱、加热单元、真空单元以及冷凝单元；
所述的加热单元包括设置在所述的物料箱内的用以放置物料的加热板以及设置在所述的物料箱外部为所述的加热板提供热量的加热器；
所述的真空单元包括罗茨泵以及旋片泵；
所述的冷凝单元包括主冷阱、辅冷阱以及为所述的主冷阱以及辅冷阱进行制冷的制冷单元；所述的主冷阱设置于所述的罗茨泵与所述的物料箱之间，所述的辅冷阱设置于所述的旋片泵与所述的罗茨泵之间；所述的制冷单元包括分别设置在主冷阱与辅冷阱内的冷冻盘管，以及用于对冷冻盘管进行制冷的制冷机。
2.根据权利要求1所述的真空玻态干燥机，其特征在于，所述的加热器包括油箱以及设置在油箱内的电加热管，所述的加热板内设有热油流通的通道；油箱外部设有将热油抽至所述的通道内的油泵；所述的油箱外设有风扇。
3.根据权利要求1所述的真空玻态干燥机，其特征在于，所述的主冷阱内的冷冻盘管与所述的辅冷阱内的冷冻盘管串联。
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