CN206101432U - 一种微波‑红外联合焙烤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及食品加工技术领域，特别涉及一种微波‑红外联合焙烤装置，包括箱体(1)、微波发生系统(7)、红外加热灯管(9)、抑波孔板(13)；微波发生系统(7)设置在箱体(1)形成的焙烤仓室内部上方中央，多个红外加热灯管(9)均匀分布在箱体(1)形成的焙烤仓室的顶部；在红外加热灯管(9)外设置抑波孔板(13)，将红外加热灯管(9)罩于抑波孔板(13)内，抑波孔板(13)上具有多个孔隙。根据微波特性，本实用新型设计了抑波孔板，采用密孔式微波抑制技术，将红外热源系统置于抑波孔板内，保护红外元件免受微波破坏；同时，抑波孔板又不阻碍红外热源系统所产生的热能从孔隙中进入焙烤仓室内部，直达物料表面。

Description

一种微波-红外联合焙烤装置

技术领域

本实用新型主要涉及食品加工技术领域，特别涉及一种微波-红外联合焙烤装置。

背景技术

焙烤食品是一种以面粉和/或淀粉、水等为主要原料，添加适量发酵粉、食盐、砂糖等，或直接以果蔬鲜品为原料，添加适当调味粉，经一系列工艺手段焙烤而成的方便食品，因其具有丰富的营养，而且品类繁多，形色俱佳，应时适口，可以在饭前或饭后作为茶点品味，还可以作为馈赠之礼品，成为深受现代人喜爱的食品之一。

在传统的加工过程中，多采用红外线烤炉对原料进行烘烤制得焙烤产品。在电磁波谱中，相较于微波，红外光具有更高的频率和较弱的穿透性，由此，红外焙烤基本作用于物料表面，物料内部热传递的方式为传导或对流。红外焙烤虽然具有色泽诱人以及表皮酥脆等特点，但由于热量无法有效地传导到需焙烤食品内部，最终导致了焙烤食品内部受热不好，水分蒸发不彻底，口感难以提升。

因此，提供一种新的焙烤装置是有必要的。

发明内容

本实用新型的目的在于充分利用红外焙烤色泽诱人表皮酥脆的特点以及微波加热省时高效和便于内部加热的优势，联合微波与红外焙烤方式，提出一种微波-红外联合焙烤装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种微波-红外联合焙烤装置，包括箱体1、微波发生系统7、红外加热灯管9、抑波孔板13、温控系统和智能程式触摸控制系统；其中，

微波发生系统7设置在箱体1形成的焙烤仓室内部上方中央，包括微波发生模块15、波浪形微波导流器16、匹配模制馈能波导17、微波扩散叶轮18和驱动马达19，微波发生模块15与波浪形微波导流器16的第一端连接，匹配模制馈能波导17的第一端与波浪形微波导流器16的第二端连接，驱动马达19与匹配模制馈能波导17连接，微波扩散叶轮18安装于所述匹配模制馈能波导17的第二端并能够随所述匹配模制馈能波导17转动，微波扩散叶轮18包括承载片181和叶片182，承载片181为不规则的圆，多个叶片182均匀设置在承载片181的边沿，其中，每个叶片182具有相同角度的弯折部，且至少有两个叶片的弯折部是相对的；

多个红外加热灯管9均匀分布在箱体1形成的焙烤仓室的顶部；

在红外加热灯管9外设置抑波孔板13，将红外加热灯管9罩于抑波孔板13内，抑波孔板13上具有多个孔隙；

温控系统包括红外温度感测器8和温控保护系统5；在微波发生系统7周围设置多个红外温度感测器8，与温控保护系统5相连接；

智能程式触摸控制系统包括可编程逻辑控制器4以及触摸屏2；可编程逻辑控制器4与触摸屏2连接；

其中，微波发生系统7、红外加热灯管9、温控保护系统5均与可编程逻辑控制器4相连。

所述焙烤装置还包括离心式风机6，离心式风机6设置在箱体1的后方。

所述焙烤装置还可以包括一保护系统，所述保护系统包括冷却保护模块12以及微波安全保护模块10。

冷却保护模块12和微波安全保护模块10分别位于焙烤仓室的上方和仓门处；冷却保护模块12采用风冷方式，在箱体1形成的焙烤仓室内安置小型鼓风机；同时在焙烤装置的门上安装有互锁装置，互锁装置与微波安全保护模块10及微波发生系统7互连。

所述焙烤装置还包括观察视窗14、摄像头11和视频监控系统3，其中，观察视窗14设于箱体1上，摄像头11安装在焙烤仓室内的侧壁上，摄像头11与视频监控系统3相连接。

每个叶片182的弯折部的弯折角度为30°～70°。

三个叶片182设置在承载片181的边沿。

两个红外加热灯管9并行排布在焙烤仓室的顶部。

抑波孔板13上的孔隙的孔径为10-20mm。

红外温度感测器8设置为六个并行排列。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型微波-红外联合焙烤装置，结合焙烤工艺特点，一方面，红外热源基本作用于物料表面，物料内部热传递的方式为传导或对流，另一方面，同时使用微波进行加热，由于内部水分蒸发而产生压力，使得微波促进内部热量的传递，因此物料中的热传递过程更完整。本实用新型的微波-红外联合焙烤装置可以用于生产曲奇、蛋糕等焙烤食品，不仅节省时间与能耗，而且焙烤食品中由于热加工产生的有害物质含量减少，同时具备良好的感官特性，可以满足市场对于食品健康、美味的要求。

目前市场上没有焙烤装置将微波与红外热源安装在同一仓室内联合工作，微波与红外的联合作用只有在不同仓室内进行或分时段作用，而且长时间工作的微波会对红外热源产生破坏作用。为解决上述问题，根据微波特性，本实用新型设计了抑波孔板，采用密孔式微波抑制技术，将红外热源系统置于抑波孔板内，保护红外元件免受微波破坏；同时，抑波孔板又不阻碍红外热源系统所产生的热能从孔隙中进入焙烤仓室内部，直达物料表面。

附图说明

图1为本实用新型的微波-红外联合焙烤装置的结构示意图。

图2为本实用新型的微波-红外联合焙烤装置微波发射系统示意图。

图3为本实用新型的微波-红外联合焙烤装置的叶轮示意图。

附图标记：

1箱体 2触摸屏 3视频监控系统

4可编程逻辑控制器 5温控保护系统 6离心式风机

7微波发射系统 8红外温度感测器 9红外加热灯管

10微波安全保护模块 11摄像头 12冷却保护模块

13抑波孔板 14观察视窗 15微波发生模块

16波浪形微波导流器 17配模制馈能波导 18微波扩散叶轮

19驱动马达 181承载片 182叶片

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，一种微波-红外联合焙烤装置包括箱体1、微波发生系统7、红外加热灯管9、抑波孔板13、温控系统、智能程式触摸控制系统、离心式风机6和保护系统。

箱体1作为所述焙烤装置的主体结构，除了内部设有焙烤仓室，还包括主机支架以及外护板等，同时还可以配有料盘及其支架，料盘可以为耐高温、耐腐蚀的钢化玻璃盘。

微波发生系统7设置在箱体1形成的焙烤仓室内部上方中央，如图2所示，微波发生系统7包括微波发生模块15、波浪形微波导流器16、匹配模制馈能波导17、微波扩散叶轮18和驱动马达19。微波发生模块15与波浪形微波导流器16的第一端连接，匹配模制馈能波导17的第一端与波浪形微波导流器16的第二端连接，驱动马达19与匹配模制馈能波导17连接。微波扩散叶轮18安装于所述匹配模制馈能波导17的第二端并能够随所述匹配模制馈能波导17转动，用于将所述微波扩散至所述焙烤仓室。

如图3所示，微波扩散叶轮18包括承载片181和叶片182，承载片181为不规则的圆，多个叶片182均匀设置在承载片181的边沿。其中，每个叶片182具有相同角度的弯折部，弯折角度为30°～70°，且至少有两个叶片的弯折部是相对的，这样可以使微波更均匀、快速、有效的扩散到焙烤仓室中。优选地，三个叶片182设置在承载片181的边沿。

微波从微波发生模块15的磁控管发出后，经波浪形微波导流器16的运导，由不断转动的匹配模制馈能波导17输出，再通过特制的微波扩散叶轮18将微波能量充分扩散至焙烤仓室中。因此，本实施例的微波发生系统7可以使得微波能够更均匀、有效分布于焙烤仓室内，有效地解决了微波分布不均的问题。同时，可以使焙烤仓室内的所有物料都能够按照工艺要求，均匀接收适度的微波能量，从而实现工艺实验的精准性。

多个红外加热灯管9均匀分布在箱体1形成的焙烤仓室的顶部，向所述焙烤仓室内提供红外热源，从而可以提高物料控温的有效性和均匀性。优选的，两个红外加热灯管9并行排布在焙烤仓室的顶部。

在红外加热灯管9外设置抑波孔板13，将红外加热灯管9罩于抑波孔板13内，抑波孔板13上具有多个孔隙，孔隙的孔径为10-20mm，用以防止红外加热灯管9被微波破坏。同时，抑波孔板13又不阻碍红外加热灯管9所产生的热能从通过孔隙进入焙烤室内部，直达物料表面。

由于在微波场中，部分常用测温手段(热敏电阻测温、热偶测温)易受到微波干扰而不能直接用来测温；同时，热敏电阻测温、热偶测温等传感器信号传输时间长，与微波加热效率高、升温快速不匹配，所以目前微波设备中鲜有实时测温。另外，焙烤条件对温度要求较高，物料易过度加热出现焦糊，而高温工作对焙烤装置以及操作人员均构成一定安全隐患，所以温度保护对于焙烤装置十分必要。因此，该焙烤装置还配备温控系统，温控系统包括红外温度感测器8和温控保护系统5。

在微波发生系统7周围设置多个红外温度感测器8，与温控保护系统5相连接。温控保护系统5能够在红外温度感测器8监测到任意测温点的温度超出安全温度时，立即启动保护措施，控制所述焙烤装置停止焙烤；以及，在监测各测温点的温度均回落至安全温度时，控制所述焙烤装置重新开始焙烤。因此，本示例实施方式中的焙烤装置可以保证多物料焙烤工艺的稳定性和可靠性，同时也充分保障焙烤装置和操作人员免于高温可能引发的危险。

优选地，红外温度感测器8设置为六个并行排列。

红外温度感测器8可以采用OPTIONS红外温度感测器。

进一步地，所述焙烤装置还可以包括智能程式触摸控制系统。所述智能程式触摸控制系统是焙烤装置核心控制部分，包括可编程逻辑控制器4以及触摸屏2。其中：

触摸屏2可以用于显示所述焙烤装置的工作参数以及用于接收外部控制指令；可编程逻辑控制器4与触摸屏2连接，用于根据所述外部控制指令控制所述焙烤装置。例如，可以根据实际焙烤工艺需求，预先设置多个种焙烤工艺对应的工作参数(例如包括微波功率、红外功率和焙烤时间等)，接收使用者在触摸屏2上的触控控制指令后，即可选择对应的工作参数，并控制所述焙烤装置按照选定的工作参数执行焙烤工作。

其中，微波发生系统7、红外加热灯管9、温控保护系统5均与可编程逻辑控制器4相连。因此，微波发生系统7与红外加热灯管9为单独部件，可以同时工作，互不影响、互不干扰。

此外，温度数据、温度变化曲线以及焙烤装置各器件运行状况等重要数据都可以显示在触摸屏。

智能程式触摸控制系统实现了数据数字化显示，并且设定、记录自动化程度高，可自动控制系统运行，自动故障检测，使焙烤装置运行可靠，给使用、操作和日常维护带来方便。

现有技术中，焙烤装置对物料观测多为可视窗形式，但可视窗视野有限，无法通览焙烤仓室内所有物料的实时变化，存在观测盲区，甚至可能疏忽仓室内出现的安全隐患问题，如物料过焦冒烟等。为更好解决上述问题，本示例实施方式中所述焙烤装置包括观察视窗14、摄像头11和视频监控系统3。其中：

观察视窗14设于箱体1上，摄像头11安装在焙烤仓室内的侧壁上，摄像头11与视频监控系统3相连接。

结合观察视窗14的直接观测和摄像头11的视频实时观测，双重保障消除观测盲区，有效解决可视窗视野有限的问题，从而可以随时观察物料体积、表面颜色等状态变化，以便于及时调整焙烤工艺；同时也可随时观测焙烤仓室内的情况。

进一步地，所述焙烤装置还可以包括离心式风机6，离心式风机6设置在箱体1的后方，起到排湿作用，其排风量大、风速快，抽湿效果良好。

此外，由于焙烤过程温度持续较高，焙烤装置器件持续处于热负载状态，对焙烤装置造成损耗；另外，过量微波辐射于人体，会对人体健康产生极大伤害，所以限制微波设备的微波泄漏量必须达到国家标准(≤5mW/cm²)。基于对焙烤装置本身和操作人员的安全考量，本示例实施方式中，所述焙烤装置还可以包括一保护系统，所述保护系统包括冷却保护模块12以及微波安全保护模块10，其中：冷却保护模块12和微波安全保护模块10分别位于焙烤仓室的上方和仓门处。

冷却保护模块12可以采用风冷方式，在箱体1形成的焙烤仓室内安置小型鼓风机，并且合理设置多条风道，对磁控管、变压器等高负载量的电器元件进行风冷降温。

为防止微波从焙烤仓室仓门处泄漏，本焙烤装置对箱门的设计采用稳定可靠的抗流结构技术；同时在焙烤装置的门上安装有互锁装置，互锁装置与微波安全保护模块10及微波发生系统7互连，当焙烤装置门打开时，微波发生系统7立即停止工作，可避免失误操作而造成微波泄漏。由此，微波安全保护模块10在每一环节均确保微波泄漏值低于国家标准，充分确保操作人员的安全。

上述焙烤装置的工作过程可以为：

在多个红外温度感测器8对应的烤盘位置，分别摆放物料。通过触摸屏2操作界面设置焙烤工艺参数，包括微波功率、红外功率以及焙烤时间，同时设置安全温度。关闭焙烤仓室仓门，启动预先设置的焙烤工艺。在焙烤仓室腔体内，红外加热灯管8自上而下辐射于物料；同时，温控系统实时监测物料表面温度，温度变化曲线可通过触摸屏2实时显示，一旦多个测温点中任一温度超过安全温度，焙烤装置即刻停止工作，当温度逐渐回落至安全温度以下时，焙烤装置自动恢复工作。整个焙烤工作过程可通过摄像头11或者观察视窗14可以实时观察物料变化。微波发生系统7与红外加热灯管8在工作工程中可随时停止。焙烤仓室仓门一旦打开，焙烤装置立即自动停止工作。

Claims (10)

1.一种微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：包括箱体(1)、微波发生系统(7)、红外加热灯管(9)、抑波孔板(13)、温控系统和智能程式触摸控制系统；其中，

微波发生系统(7)设置在箱体(1)形成的焙烤仓室内部上方中央，包括微波发生模块(15)、波浪形微波导流器(16)、匹配模制馈能波导(17)、微波扩散叶轮(18)和驱动马达(19)，微波发生模块(15)与波浪形微波导流器(16)的第一端连接，匹配模制馈能波导(17)的第一端与波浪形微波导流器(16)的第二端连接，驱动马达(19)与匹配模制馈能波导(17)连接，微波扩散叶轮(18)安装于所述匹配模制馈能波导(17)的第二端并能够随所述匹配模制馈能波导(17)转动，微波扩散叶轮(18)包括承载片(181)和叶片(182)，承载片(181)为不规则的圆，多个叶片(182)均匀设置在承载片(181)的边沿，其中，每个叶片(182)具有相同角度的弯折部，且至少有两个叶片的弯折部是相对的；

多个红外加热灯管(9)均匀分布在箱体(1)形成的焙烤仓室的顶部；

在红外加热灯管(9)外设置抑波孔板(13)，将红外加热灯管(9)罩于抑波孔板(13)内，抑波孔板(13)上具有多个孔隙；

温控系统包括红外温度感测器(8)和温控保护系统(5)；在微波发生系统(7)周围设置多个红外温度感测器(8)，与温控保护系统(5)相连接；

智能程式触摸控制系统包括可编程逻辑控制器(4)以及触摸屏(2)；可编程逻辑控制器(4)与触摸屏(2)连接；

其中，微波发生系统(7)、红外加热灯管(9)、温控保护系统(5)均与可编程逻辑控制器(4)相连。

2.根据权利要求1所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

所述焙烤装置还包括离心式风机(6)，离心式风机(6)设置在箱体(1)的后方。

3.根据权利要求1或2所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

所述焙烤装置还包括一保护系统，所述保护系统包括冷却保护模块(12)以及微波安全保护模块(10)。

4.根据权利要求3所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

冷却保护模块(12)和微波安全保护模块(10)分别位于焙烤仓室的上方和仓门处。

5.根据权利要求1或2所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

所述焙烤装置还包括观察视窗(14)、摄像头(11)和视频监控系统(3)，其中，观察视窗(14)设于箱体(1)上，摄像头(11)安装在焙烤仓室内的侧壁上，摄像头(11)与视频监控系统(3)相连接。

6.根据权利要求1所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

每个叶片(182)的弯折部的弯折角度为30°～70°。

7.根据权利要求1所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

三个叶片(182)设置在承载片(181)的边沿。

8.根据权利要求1所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

两个红外加热灯管(9)并行排布在焙烤仓室的顶部。

9.根据权利要求1所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

抑波孔板(13)上的孔隙的孔径为10-20mm。

10.根据权利要求1所述的微波-红外联合焙烤装置，其特征在于：

红外温度感测器(8)设置为六个并行排列。