CN1908560A - 带有双干燥室的微波真空连续干燥机及其使用方法 - Google Patents

带有双干燥室的微波真空连续干燥机及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及一种微波干燥机的结构，尤其涉及微波真空干燥机的结构。一种带有双干燥室的微波真空连续干燥机，包括罐体(A)，上料系统(8)，真空系统(9)，在罐体(A)内设有传送装置(6)，在传送装置(6)的下方设有出料装置(5)，其主要特点是还包括有在罐体(A)内设有微波真空干燥室(A3)，在微波真空干燥室(A3)的罐体(A)的壁上设有微波加热系统(1)，在微波真空干燥室(A3)的一侧设有隔断板(2)，形成真空冷却固化室(A4)；传送装置(6)的传动带(64)穿过隔断板(2)上设有的窗口(21)。在罐体(A)的一端为微波真空干燥室(A3)，另一端为真空冷却固化室(A4)，隔断板(2)将两室分隔，使温度有明显的梯度。本发明采用微波辐射加热的方式，利用微波高效、易控、消毒、杀菌、加热迅速、加热均匀、脱水迅速、保鲜的特点，降低功耗，提高效率。

Description

带有双干燥室的微波真空连续干燥机及其使用方法
技术领域：
本发明主要涉及一种微波干燥机的结构，尤其涉及微波真空干燥机的结构。
背景技术：
传统的物料干燥，尤其是在中药浓缩工艺中，由于提取物一般是稠胶状的物料，因为其比较粘稠，内部不易干透，所以使用常规的烘干方法，如蒸汽烘干或真空干燥存在周期长、功耗大、效率低，加热不均匀，保鲜性能差等缺点。为了解决上述问题，专利号03243669.6，名称为“浸膏微波真空干燥机”的专利公开了一种方案，在原真空加热的基础之上，增加了微波加热，利用微波能在真空状态下能量传递不受影响，使药物水分蒸发，达到快速干燥的目的。该方案存在的问题是物料在加热的过程中，由于其工艺不连续，所以效率比较低，不能适应中药厂生产的需要。
专利号01255151.1，名称为“澄明液体低温自动干燥机”的专利公开了另外一种方案，在真空干燥机传输带上“顺序安装有蒸汽热辐射板、连续数块热辐射板、制冷板”，使物料在传输带上从温度较高运行到温度较低，由于温度梯度并不明显所以其干燥的物料不能达到7％以下的含水量。
发明内容：
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种带有双干燥室的微波真空连续干燥机。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种带有双干燥室的微波真空连续干燥机，包括罐体(A)，上料系统(8)，真空系统(9)，在罐体(A)内设有传送装置(6)，在传送装置(6)的下方设有出料装置(5)，其主要特点是还包括有在罐体(A)内设有微波真空干燥室(A3)，在微波真空干燥室(A3)的罐体(A)的壁上设有微波加热系统(1)，在微波真空干燥室(A3)的一侧设有隔断板(2)，形成真空冷却固化室(A4)；传送装置(6)的传动带(64)穿过隔断板(2)上设有的窗口(21)。在罐体(A)的一端为微波真空干燥室(A3)，另一端为真空冷却固化室(A4)，隔断板(2)将两室分隔，使温度有明显的梯度。隔断板(2)采用金属板封闭微波的办法，因为所采用的金属板不吸收微波能量，并会将微波反射出去。这样就避免了冷却段水负载吸收微波及对物料冷却效果的影响，从而造成功率的浪费，降低整机的功耗。
所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机还包括有在隔断板(2)真空冷却固化室(A4)的一侧设有抑制器(3)，传送装置(6)的传动带(64)穿过抑制器(3)上设有的窗口(31)。抑制器(3)在市场上有成品销售，其主要功能为吸收微波能量。
抑制器(3)采用石墨负载吸收和水负载吸收配合使用的办法，因为在微波频率3000MHZ时水的相对介电常数为77，和石墨同样具有较强吸收微波的能力。采用抑制装置，可避免封闭板泄露的微波进入冷却段，防止微波对冷却的干扰，从而满足冷却的效果，保证干燥度。
所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机还包括有在隔断板(2)真空冷却固化室(A4)的一侧和/或抑制器(3)之后，围绕传送装置(6)传动带(64)的上部设有冷却装置(4)。冷却装置(4)可使传输带上的物料温度降低，在真空条件下，使其再次蒸发水分，达到干燥的目的。抑制器(3)为石墨、金属抑制器或水抑制器。
根据不同物料对温度的要求，冷却装置(4)为循环水冷却管(41)或在传动带(64)的下方设有冷凝器(43)。在冷却装置(4)与传动带(64)之间设有防滴水板(42)，并可设有接水槽(44)，接水槽连通罐体(A)下部设有疏水装置(A2)，使冷凝水通过接水槽排出罐外。防滴水板(42)为人字形或为倾斜板。板上的冷凝水可顺着倾斜方向导入接水槽，而不会滴入物料中，对物料达到进一步冷却降温和水蒸汽蒸发的作用，达到干燥的效果，方便进入下一道工序。
微波加热系统(1)在罐体(A)上设有微波馈入口(14)，其内设有非金属隔离板(13)，微波馈入口(14)上设有激励腔(15)，微波源(11)与微波馈入口(14)之间设有波导(12)；在罐体(A)上沿圆周可设有多排微波馈入口(14)，在微波馈入口(14)上设有微波电磁管。
微波加热系统，微波频率在三百兆赫到三千兆赫的电磁波。被加热的介质是物料中的水分子，是极性水分子。极性水分子在快速变化的高频电磁场的作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应也就是所谓的加热效应。微波目前的磁控管的频率主要有915MHz和2450MHz两大系列，加热主要是加热水分子，于是，微波加热技术一般应用于含水分的介质。而动植物原料基本上都是含水分的介质，所以，微波加热技术多应用于食品与医药特别是中草药加工业。
所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机的使用方法，其特点是微波真空干燥室(A3)的温度在30℃-100℃；真空度为0.05MP-0.005MP；室内运行时间5-30min。所述的真空冷却固化室(A4)的温度在0℃-40℃真空度为0.05MP-0.005MP；室内运行时间5-10min。
在实际生产中，有许多物品是不能在高温条件下进行干燥处理的，如一些药品、化学制品、营养食品以及人参、鹿茸等高档中草药材。为了保证产品质量，其干燥处理必须在低于100℃或室温的条件下进行。众所周知，气压降低，水的沸点也降低，如在一个大气压(101.3kp)下，水的沸点是100℃而在0.073大气压下，水的沸点是40℃，在真空条件下，加热物体可使物体内部水分在无温升状态下蒸发。由于真空条件下空气对流难以进行，只有依靠传导的方式为物料提供热能，常规真空干燥方法的传导速度很缓慢，效率低，并且温度控制难度大，被加热物料还会产生内外温差。而微波加热是一种辐射加热，是微波与物料直接发生作用，使其里外同时被加热，无须通过对流或传导来传递热量，所以加热速度快，干燥效率高，干燥质量高。也有能最大限度地保存物料的活性和食物中的维生素、原有色泽和营养成分的功效。也就是说，真空条件下被加工的食品，也有其保鲜的作用。
本发明的有益效果是：
采用微波辐射加热的方式，利用微波高效、易控、消毒、杀菌、加热迅速、加热均匀、脱水迅速、保鲜的特点，降低功耗，提高效率。
与其他干燥技术和干燥设备相比，具有以下特点：
1.高效：常规的真空干燥设备中，(真空压力7.37kpa，物料脱水温度为40℃，1kg水汽化热是574大卡)由于在真空场合下，热量通过对流传递十分困难，只能传导进行，加热速度慢，干燥周期长，能耗大。微波真空干燥设备采用的是辐射传能，是介质整体加热，无需其它传热媒介，避免了上述缺点，所以速度快，效率高，干燥周期大大缩短，能耗降低。与常规干燥技术相比，可提高工效四倍以上。
2.易控：便于连续生产及实现自动化，由于微波功率可快速调整及无惯性的特点，易于及时控制，便于工艺参数的调整和确定。
3.设备体积小，安装维修方便。
4.产品质量好：与常规方法相比较，所加工的产品质量有较大提高。
5.此外微波设备有消毒、杀菌之功效，产品安全卫生，保质期可延长2～5倍。
6.加热迅速：微波加热与传统加热方式不同，不需要热传导的过程。可以在极短的时间内达到加热的温度。
7.加热均匀：无论物体的各部位形状如何，它是使物体表里同时均匀渗透电磁波(微波)而产生热能。不像传统加热那样，会产生外焦内生的现象。
8.脱水迅速：由于微波加热速度快，就有了脱水速度快的一个因素。而真空冻干法虽然也有此条件，但是，由于物料是在结冰情况下，通过水的升华脱水方式，升华的过程是很慢的，也达不到迅速脱水效果。所以，冻干法脱水周期过长，也就耗能大，于是，冻干法在食品医药等行业的广泛的应用受到了极大的限制。
9.节能高效：由于含有水分的物质容易吸收微波而发热，因此，除少量的传输损耗外，几乎无其它损耗。故热效率高、节能。它比远红外线加热节能三分之一以上。
10.防霉、杀菌、保鲜：微波加热具有热力和生物效应，能在较低的温度下灭菌和防霉。由于加热速度快、时间短，能最大限度地保存物料的活性和食品中的维生素、原有的色泽和营养成分，被加工的食品成为真正的天然又有绿色无害性质的食品。
11.易控制：只要控制微波功率即可实现立即加热和终止。
12.安全无害：由于微波是控制在金属制成的容器内和波导管中工作，有效地防止了微波泄露。没有放射线危害及有害气体的排放，不产生余热和粉尘污染，即不污染食物也不污染环境。
13.产品质量符合国家GMP要求，又由于在冷冻条件下进行粉碎，完全保留了粉碎物料的有效成分，非常具有市场竞争力。
附图说明：
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：
图1为发明实施例的主视示意图。
图2为本发明图1的B-B剖视图。
图3为本发明微波加热系统(1)的示意图。
图4为本发明图1冷却装置(4)实施例1的C-C剖视图。
图5为本发明图1冷却装置(4)实施例2的C-C剖视图。
具体实施方式：
实施例：见图1、图2、图3、图4。带有双干燥室的微波真空连续干燥机，包括罐体A，上料系统8，真空系统9，在罐体A内设有传送装置6，在传送装置6的下方设有出料装置5，在罐体A内设有微波真空干燥室A3，在微波真空干燥室A3的罐体A的壁上设有微波加热系统1，在微波真空干燥室A3的一侧设有隔断板2，形成真空冷却固化室A4；传送装置6的传动带64穿过隔断板2上设有的窗口21。在罐体A的一端为微波真空干燥室A3，另一端为真空冷却固化室A4，隔断板2将两室分隔，使温度有明显的梯度。隔断板2采用金属板封闭微波。
传送装置6包括有在支架61的两端分别固连有主动轮62及从动轮63，其上设有传动带64，主动轮62上的转轴一端通过动密封装置伸出罐体A与动力传动轴相连接；其动力轴由与电机E驱动的减速器相驱动。在传动带64的末端设有弹性铲刀69；在传动带64的下端设有转动的毛刷6a。传送装置6为平带传输或为履带传输。在罐体A内设有电脑视频监视系统7。传送装置6在传动带64上方的支架61上设有碾压轮65，在与碾压轮65相对应的传动带64的下方设有碾压平板67。在传动带64上方的支架61上设有切断器66，在与切断器66相对应的传动带64的下方设有切断平板68。上料系统8有与罐体A用管道连接的搅拌釜81、输送泵82及设在罐体A内输送带64上方的出料管83。以上结构同日另外申请专利。
传送装置6的材料在微波真空干燥室A3可为聚四氟乙烯或为聚丙烯，传动带64的材料为聚四氟乙烯传送带或为聚丙烯传送带或为硅橡胶传送带；在真空冷却固化室可为非金属或为金属材料。
在隔断板2真空冷却固化室A4的一侧设有抑制器3，传送装置6的传动带64穿过抑制器3上设有的窗口31。抑制器3采用石墨负载吸收和水负载吸收。在隔断板2真空冷却固化室A4的一侧和抑制器3之后，围绕传送装置6传动带64的上部设有冷却装置4。冷却装置4为循环水冷却管41或在传动带64的下方设有冷凝器43。在冷却装置4与传动带64之间设有防滴水板42，并可设有接水槽44，接水槽连通罐体A下部设有疏水装置A2，使冷凝水通过接水槽排出罐外。防滴水板42为人字形板。
微波加热系统1在罐体A上设有微波馈入口14，其内设有非金属隔离板13，微波馈入口14上设有激励腔15，微波源11与微波馈入口14之间设有波导12；在罐体A上沿圆周可设有多排微波馈入口14，在微波馈入口14上设有。
微波目前的磁控管的频率915MHz，加热主要是加热水分子。
实施例2：带有双干燥室的微波真空连续干燥机，冷却装置4在传动带64的下方设有冷凝器43。在冷却装置4与传动带64之间设有防滴水板42，并可设有接水槽44，接水槽连通罐体A下部设有疏水装置A2，使冷凝水通过接水槽排出罐外。防滴水板42为倾斜板。其余结构与上例相同。
实施例3：感冒浸膏，10公斤，运行时间20分钟，成粉状，含水4％。
  感冒浸膏   微波功率   温度   真空度   运行速度   运行时间   传动带长度   初始含水％   干燥后含水％
  微波真空干燥室   10kw   47℃   0.08MP   0.25m/min   20min   5m   43％
  真空冷却固化室   8℃   0.08MP   0.25m/min   8min   2m   4％
本发明的工艺流程是先抽腔内真空和预热搅拌釜，然后将待加工物料由真空系统吸入到搅拌釜内，由搅拌釜对物料进行预热搅拌，搅拌均匀后物料经由输送泵输送至封闭的非金属内腔的输送带上，再由微波发生器均匀加热，物料经碾压轮均匀碾压成饼状，利用真空及微波辐射加热，使被加热物体内部水分在微温升的状态下蒸发，所产生的大量水蒸汽由配套的真空系统抽出，因微波加热腔、保温和冷却腔由封闭系统和抑制装置隔离，所以不会产生微波泄露，也不会因抑制装置吸收过多的微波，从而导致能量的损耗，在蒸发过程完毕后，物料经输送带传送至冷却段，达到进一步干燥的目的，冷却过程完毕后，物料进入推进器内，由推进器将物料推至真空出料系统，保证出料的连续性。在工作过程中，操作人员可通过监视系统7实时监视生产过程，干燥完毕后，可选择在位清洗程序，由喷头清洗内腔，清洗的水经由疏水装置排出，直到清洗完毕，整个生产工作流程就完成了。

Claims (10)

1.一种带有双干燥室的微波真空连续干燥机，包括罐体(A)，上料系统(8)，真空系统(9)，在罐体(A)内设有传送装置(6)，在传送装置(6)的下方设有出料装置(5)，其特征是还包括有在罐体(A)内设有微波真空干燥室(A3)，在微波真空干燥室(A3)的罐体(A)的壁上设有微波加热系统(1)，在微波真空干燥室(A3)的一侧设有隔断板(2)，形成真空冷却固化室(A4)；传送装置(6)的传动带(64)穿过隔断板(2)上设有的窗口(21)。
2.如权利要求1所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征是还包括有在隔断板(2)真空冷却固化室(A4)的一侧设有抑制器(3)，传送装置(6)的传动带(64)穿过抑制器(3)上设有的窗口(31)。
3.如权利要求1或2所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征是还包括有在隔断板(2)真空冷却固化室(A4)的一侧和/或抑制器(3)之后，围绕传送装置(6)传动带(64)的上部设有冷却装置(4)。
4.如权利要求3所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征是所述的抑制器(3)为石墨、金属抑制器或水抑制器。
5.如权利要求4所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征是所述的冷却装置(4)为循环水冷却管(41)或在传动带(64)的下方设有冷凝器(43)。
6.如权利要求5所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征是在设有冷却装置(4)与传动带(64)之间设有防滴水板(42)，并可设有接水槽(44)，在罐体(A)下部设有疏水装置(A2)。
7.如权利要求6所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征是还包括有所述的防滴水板(42)为人字形或为倾斜板。
8.如权利要求7所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机，其特征所述的微波加热系统(1)在罐体(A)上设有微波馈入口(14)，其内设有非金属隔离板(13)，微波馈入口(14)上设有激励腔(15)，微波源(11)与微波馈入口(14)之间设有波导(12)；在罐体(A)上沿圆周可设有多排微波馈入口(14)。
9.如权利要求1-7所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机的使用方法，其特征是微波真空干燥室(A3)的温度在30℃-100℃；真空度为0.05MP-0.005MP；室内运行时间5-30min。
10.如权利要求9所述的带有双干燥室的微波真空连续干燥机的使用方法，其特征所述的真空冷却固化室(A4)的温度在0℃-40℃真空度为0.05MP-0.005MP；室内运行时间5-10min。
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