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Abstract

一种利用微波能对粮食进行加工处理的装置，由物料输送装置及安装于其上的微波加工隧道组成。微波加工隧道由多个微波加工单元构成，每个微波加工单元由加工腔体和安装在加工腔体顶部的微波发生器组成；整个加工隧道依次分为加热升温、保温除湿和降温除尘三个区域，在后两个区域的微波加工单元侧面安装有排气装置。被加工的粮食由金属丝网制成的传送带运送通过加工隧道，传送带在加工隧道内与传送带拖板之间保持接触状态以防止传送带表面的粮食局部过热。该装置制造和维护成本低，可在对粮食进行连续干燥的同时，杀灭粮食中的微生物及害虫、虫卵，并可有效防止加工过程中的粮食过热及种子发芽率下降等现象，可广泛用于粮食及农作物种子的加工处理。

Description

一种利用微波能对粮食进行加工处理的装置
技术领域
本发明涉及一种对粮食进行加工处理的装置，尤其涉及一种利用微波能对粮食进行干燥、灭菌及杀虫处理的装置
背景技术
我国是世界上最大的粮食生产和消费国家，每年因气候潮湿来不及干燥造成霉变、发芽等所造成的粮食损失数量高达5％～10％。如遇到阴雨天气，损失数量更为惊人。随着粮食生产及加工的机械化程度的提高，各地农村种田大户承包土地逐年增加，粮食的收割基本上已经实现了机械化，但粮食烘干设备则非常之少。目前绝大部分粮食的干燥还是采用原始的自然晒干方式，不仅粮食的品质难以保证，而且受天气影响非常严重。
热风式烘干设备是国内最常见的机械烘干设备。但这种设备不仅体积大、耗能高、环境污染严重，而且由于采用高温过热空气进行烘干，对所烘干粮食的品质影响非常严重。大部分设备所烘干的粮食品质下降，往往仅能作为饲料粮使用。至于粮食种子，则由于烘干过程中的温度过高而影响发芽率，根本不能用这种设备进行烘干。并且，随着能源紧缺以及国家对环境保护重视程度的提高，这种以煤炭或燃油为能源的烘干设备越来越无法满足需求。
微波是指波长范围为1mm～1m、频率范围为300MHz～GHz的电磁波。国内通常用于加热的微波频率为915MHz和2450MHz。微波能的产生来自于微波发生器。微波发生器是由磁控管以及为磁控管提供必要工作条件的电源所组成。利用微波发生器可将电能直接转换为微波能。因此，微波能是一种清洁、无污染的能源。
仅有极性分子才能吸收微波能量。当含有水分的物料处于微波场中时，微波电磁场对物料的作用有两方面的效果：一是微波能量转化为物料热能而对物料加热，另一种则是物料中的生物活性组成部分(如蛋白质或酶)或混合物(如细菌、霉菌等)相互作用，使它们的生理活性得到抑制或激励。前者称为对物料的加热效应，后者则称为非热或生物效应。
利用微波的加热效应及生物效应，可实现对粮食及其他农副产品的烘干、灭菌及杀虫处理。
中国实用新型专利ZL99223127.2公开了一种连续式微波粮食干燥机，在粮食传送带上设置多级微波炉腔形成多级干燥室，让粮食顺次通过各干燥室以实现粮食的干燥。然而，该项专利所描述的装置，在每个微波炉腔中仅设置一个微波发生器，如采用大功率微波发生器，则造价及维护成本昂贵，而如采用低功率的微波发生器，又很难保证腔内微波能有足够高的能量密度，因此实用性有限。且该专利未能对如何防止粮食过热问题进行描述。
专利ZL02243306.6报道了一种电脑程控微波加热谷物干燥机，仅采用一个微波加热腔进行干燥，同样存在上述专利中的问题。
此外，由于金属物对微波的反射作用以及细小金属的天线效应，各种文献中所报道的微波能设备，都严禁在加工腔体中存在除外壳以外的其他金属物。因此目前市场上出现的隧道式微波能加工设备都采用不吸收微波的绝缘物质作为传送带材料，最常用的是特富龙带。但绝缘物质的导热性能一般也很差。因此，采用绝缘材料的传送带不仅价格昂贵，当用于谷物处理时，很容易在被加工粮食与传送带接触的部分形成过热层，而导致加工后部分粮食的品质严重下降。对于粮食种子的加工，则很容易导致发芽率的下降。
总体来看，将微波能用于粮食的烘干、灭菌及杀虫处理，从原理上是可行的。但现有技术中使用的设备造价及维护成本高、处理后粮食品质下降等问题，是限制这种方法走向实用的重要技术难题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种利用微波能对粮食进行加工处理的装置。该装置制造和维护成本低，可在对粮食进行连续干燥、杀灭粮食中的微生物及害虫、虫卵的同时，还可有效防止加工过程中的粮食过热、爆腰及种子发芽率下降等现象，可广泛用于粮食及农作物种子的加工处理。
本发明的技术方案如下：
一种利用微波能对粮食进行加工处理的装置，含有物料输送装置，设置在物料输送装置上部的微波加工隧道，进料装置和出料装置；所述的微波加工隧道由多个微波加工单元构成，每个微波加工单元由加工腔体和安装在加工腔体顶部的微波发生器组成，其特征在于：所述的微波加工隧道依次分为加热升温区I、保温除湿区II和降温除尘区III，所述的三个区的微波能量密度依次降低，仅在所述的保温除湿区和降温除尘区内的加工腔体侧面分别设有排气装置。
本发明的技术特征还在于：所述的加工处理的装置中的传送带采用金属丝网制成。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①本发明由于将加工隧道依次分成微波能量不同的三个的加热区，因而在对粮食进行连续干燥、杀灭粮食中的微生物及害虫、虫卵的同时，可有效防止加工过程中的粮食过热、爆腰及种子发芽率下降等现象，从而保证了被加工后的粮食品质。②传送带采用金属丝网，有效防止被加工粮食与传送带接触的底层因散热不良而导致的过热现象。此外，采用金属丝网作为传送带，突破了现有技术中只能采用非金属材料作为传送带的技术偏见，降低了设备的总体成本，有利于这种装置在粮食加工处理行业中的推广应用。
附图说明
图1为现有技术中隧道式微波能物料加工设备原理图。
图2为本发明提供的利用微波能对粮食进行加工处理装置的结构原理示意图。
图3a为加工腔体中微波发生器的布局结构。
图3b为图3a的A-A剖视图。
图4为传送带在传送带托板上运行时的截面示意图
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明。
图1为现有技术中利用微波能对物料进行连续加工处理的隧道式物料加工设备原理图。整套设备的基架为一套有传送带的物料输送装置1，多个微波加工单元2顺次排列安装在物料输送装置1上，组成微波加工隧道3。每个微波加工单元2由微波发生器4及加工腔体5组成，在加工腔体5的侧面还安装有排气装置6以排出加工腔体5内部的含湿空气。
图2为本发明所提供的利用微波能对粮食进行加工处理装置的结构原理示意图。由物料输送装置1及安装于其上的微波加工隧道3组成。微波加工隧道由多个微波加工单元依次级联形成，每个微波加工单元由加工腔体5及安装于其顶部的微波发生器4组成，每个微波加工单元中一般采用两个以上的微波发生器。根据粮食加工的特点，本发明所述及的微波能粮食加工设备将整个加工隧道从入口开始分为加热升温区I、保温除湿区II、降温除尘区III等三个区域，图中所示微波发生器4及微波加工微波发生器单元的数目仅为示意图，具体的数目需根据具体实施设备的要求而确定。
在加热升温区I，微波加工单元的作用在于将传送带7上被加工粮食的温度快速提升到所需温度，因此在加工腔体5上所设置的微波发生器4的数目最多，该区域内加工腔体中的微波能量密度也最高，且不设置排气装置以避免由于强制排气而导致粮食温度的下降。
在保温除湿区II，微波加工单元的作用在于维持传送带7上粮食的温度恒定，使粮食中的水分有效排出。因此在加工腔体5上所设置的微波发生器4的数目较加热升温区要少，该区域内加工腔体中的微波能量密度也比加热升温区要低，并且在加工腔体侧面设置排气装置6，以排出加工腔体5内部的含湿空气。
在降温除尘区III，微波加工单元的作用在于使传送带7上粮食的温度缓慢下降，并对粮食中的微生物、害虫及虫卵继续进行微波杀灭处理。因此在加工腔体5上所设置的微波发生器4的数目在整个微波加工隧道中为最少，该区域内加工腔体中的微波能量密度也最低。并且在加工腔体侧面设置排气装置6，在传送带托板8上加工出通气孔，以利排出加工腔体5内部的含湿空气及粉尘。
本发明通过在加工腔体5顶部安装多个微波发生器的方式，实现对加工腔体5内微波能量密度的调整。在对粮食进行加工处理过程中，需要保证在加工腔体5底部的微波能均匀，以防止对传送带7上粮食的加热不均匀。图3a及图3b给出了一种在加工腔体5中安装微波发生器的布局结构。产生微波的磁控管9与微波波导10共同组成微波发生器，产生的微波通过微波馈能口11进入加工腔体5。如前所述，每个加工区域所具体需要的微波发生器数目不同，相应的微波馈能口的布局也有所不同。具体实施时，微波发生器的数目及微波馈能口的布局应满足两方面的要求：一是加工腔体5内部的微波能量密度达到所需要求，二是各微波发生器通过微波馈能口传输进入加工腔体5内的微波彼此之间不产生干涉现象，且加工腔体底部沿垂直于粮食传送方向的微波能量密度均匀。
为防止传送带7上的粮食通过微波加工隧道时产生局部过热层，本发明采用金属丝网制成的传送带。图4所示为传送带7在传送带托板8上运行时的截面示意图。传送带托板8采用金属材料制成底部为平面，两边上斜的形状。利用两边的斜面，可防止传送带7在运行过程中的偏移。由于粮食自身的重量，传送带与传送带托板间保持机械接触，即传送带7是在传送带托板8上“拖行”前进。由于所采用的传送带7及传送带托板8均为导热性能良好的金属材料，因此这种方式可有效防止被加工粮食与传送带接触的底层因散热不良而导致的过热现象。此外，采用金属丝网作为传送带，突破了现有技术中只能采用非金属材料作为传送带的常识，降低了设备的总体成本，有利于这种装置在粮食加工处理行业中的推广应用。

Claims (2)

1.一种利用微波能对粮食进行加工处理的装置，含有物料输送装置(1)，设置在物料输送装置上部的微波加工隧道(3)，进料装置和出料装置；所述的微波加工隧道由多个微波加工单元(2)构成，每个微波加工单元由加工腔体(5)和安装在加工腔体顶部的微波发生器(4)组成，其特征在于：所述的微波加工隧道依次分为加热升温区I、保温除湿区II和降温除尘区III，所述的三个区的微波能量密度依次降低，仅在所述的保温除湿区和降温除尘区内的加工腔体侧面分别设有排气装置(6)。
2.按照权利要求1所述的利用微波能对粮食进行加工处理的装置，其特征在于：所述的物料输送装置含有传送带(7)和传送带托板(8)，所述的传送带采用金属丝网制成。
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