CN2870478Y

CN2870478Y - 连续式微波真空干燥膨化设备

Info

Publication number: CN2870478Y
Application number: CNU2005201365466U
Authority: CN
Inventors: 李树君; 马季威; 韩清华; 赵有斌; 赵东林
Original assignee: Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences
Current assignee: Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2015-12-21

Abstract

本新型涉及连续式微波真空干燥膨化设备，包括微波真空工作室、真空进出料系统、内部输送装置、真空冷凝系统和微波源系统。微波真空工作室的微波接管与微波源系统各个激励腔、真空进出料系统的出口和进口分别与微波真空工作室的进出口以及真空冷凝系统的真空管与微波真空工作室的真空管均密封连接，内部输送装置进料端和出料端分别与微波真空工作室进、出口机械连接，内部连续输送装置的上层输送皮带在微波真空室中间位置。该设备用于食品、药品、化工等领域的连续低温真空脱水干燥处理，克服了油炸膨化和真空膨化果蔬脆片的缺点，实现了果蔬脆片的快速无油炸膨化，适合热敏性物料的加工，可使用小功率的微波磁控管，电控系统简单，设备成本较低。

Description

连续式微波真空干燥膨化设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于食品加工领域中热敏物质的快速干燥设备，特别是一种连续式微波真空干燥膨化设备。

背景技术

微波能技术用于食品方面加工始于1946年。在1960年以前，微波加热只限于食品的烹调和冻鱼的解冻应用；由于人们对微波认知程度低，工业界对食品的介电特性与其加热特性之间的关系缺乏了解，所以微波在食品方面应用发展缓慢。到了80年代中期，随着基础理论研究的深入，应用研究发展变快，发达国家开发应用了组合式微波干燥设备，由于其真空度较高水的沸点降低到40℃，加热时间短的特点，主要应用在干燥粮食种子。此后随着微波技术的发展，美国、日本、法国相续开发了用在食品上的微波设备，其主要用于食品的杀菌和干燥，例如美国微波干燥公司研制的通心面干燥机，法国利用隧道式微波真空干燥机生产速溶桔粉，采用微波干燥技术比其他干燥技术在产品品质上都得到了很大的提高。近10年，我国开始出现了很多微波加热设备，应用于各个行业，如食品、医药、化工、建材、林业等，生产厂家也有近10家。例如：南京三乐电器总公司生产的三乐牌WX系列微波加工设备；南京凯乐电气微波设备公司生产的奎达牌WBJ和WBE系列微波设备；中国农业机械化科学研究院生产的WS系列箱式及圆柱腔式微波杀菌干燥设备；广州科威微波能有限公司生产的QW系列微波设备；上海通用微波电子有限公司生产的航天牌微波加工设备；贵州新奇微波工业责任有限公司生产的WBS系列微波设备；上海康庄微波工程公司；天津微波设备公司等。国内所生产的设备微波发生器频率有2450MHz与915MHz两种。结构形式主要为连续式箱式加热器，有的还带有热风干燥系统；所用功率单管一般小于10kW；应用范围基本上都是用于块状物料干燥、杀菌；冷冻食品的解冻；液体的杀菌；方便食品的杀菌、干燥等；微波设备性能比较单一，应用范围很有限；并且很多物料虽然可以加工，但是加工工艺的参数却不成熟，不能取得令人满意的结果和产品质量。例如：很多厂家都介绍自己的设备可以用于粉剂的干燥、杀菌，但实际上无一家有成熟的加工工艺来保证产品质量；大都存在粉剂受热的均匀性及排潮等方面的问题。基于现状，在微波应用技术上的突破和创新成为急所。否则，在微波性能上的简单重复，无疑是一种巨大的浪费。由于组合微波生产技术水平要求高，生产成本也比较高，国内企业无力生产大功率、性能先进的微波设备；同时对物料的吸收性，介电特性，几何形状以及微波发生器的结构参数等方面的应用研究发展相对滞后，也限制了微波能应用的快速发展。为了使微波能应用具有更广泛的前途和应用范围，提高微波能的使用效率，充分体现微波能的高效、节能的特性，应该加快微波理论研究和应用研究的发展速度及水平。

传统的果蔬脆片采用油炸方式和真空膨化，经油炸的果蔬脆片由于生产用油温度较高，致使其营养物质受到严重破坏和极大损失，而且对生产用油进行高温加工重复使用，容易引进油的氧化与酸败，油中的某些成份经化学变化产生某些有害物质，甚至产生致癌物质，经常食用会对人的健康造成不利影响。真空膨化果蔬脆片避免了油炸加工方式的缺点，但加工时间较长，一般需要2小时-5小时，不易实现工业化连续生产。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种利用微波真空法干燥膨化果蔬脆片的连续式微波真空干燥膨化设备。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型波所述的连续式微波真空干燥膨化设备包括微波真空工作室、真空连续式进出料系统、内部连续输送装置、真空冷凝系统和微波源系统，所述微波真空工作室的微波接管与微波原系统各个激励腔密封连接，真空连续式进出料系统的出口和进口分别与微波真空工作室的进口和出口密封连接，真空冷凝系统的真空管与微波真空工作室的真空管密封连接，内部输送装置进料端和出料端分别与微波真空工作室进口、出口机械连接，内部连续输送装置的上层输送皮带在微波真空室中间位置。

所述微波真空动作室的整体工作腔是一水平布置的圆柱腔体，包括罐体、位于罐体两端的左端门、右端门、进料接管、出料接管和安装在罐体上的真空接管及多个微波接管。

所述微波接管均匀地、两两交叉相互对应布置在整个罐体上，在罐壁上还安装有真空表。

所述左、右两端门采用可开启式，左端门和右端门上分别设置有封头法兰，罐体上设置有罐体法兰，在封头法兰和罐体法兰的接触面之间设置有空密封圈和微波密封圈，以形成双重密封。

所述左、右端门安装有快装锁紧装置。

所述真空连续式进出料系统，包括进料系统和出料系统，所述进料系统与微波真空工作室进料接管用法兰连接，包括进料斗，与进料斗连接的、具有缓冲室的进料器，与进料器的缓冲室连接的储料室，在缓冲室与储料室之间设置有上挡板阀，在储料室与真空工作室进料接管之间设置有下挡板阀；所述出料系统与微波真空工作室出料接管用法兰连接，连接处用真空密封和微波密封双重密封，包括集料器，与集料器连接的缓冲室，与缓冲室连接的储料室，在缓冲室与储料室之间设置有上挡板阀，储料室的另一端设置有下挡板阀。

所述出料系统与微波真空工作室进、出料接管的法兰连接处设置有真空密封圈和微波密封圈。

所述内部连续输送装置包括安装在罐体1内的皮带输送器，该皮带输送器25的进料端依次设置有第一均料器、第二均料器和进料抑制口，在其出料端设置有出料抑制口，所述第一均料器、第二均料器分别与驱动装置连接，皮带输送器的从动带轮通过从动轴机械连接在微波真空工作室内，主动带轮通过主动轴与驱动装置连接。

所述真空冷凝系统包括安装在真空泵抽气口上的电磁压差放气真空截止阀，该截止阀通过第二真空管、真空蝶阀与冷凝器的排气口连接，冷凝器的进气口通过第一真空管和真空蝶阀连接在微波真空工作室各个真空接管上，冷凝器35的两个循环水口分别与水循环泵和冷却水设备连接。

所述微波源系统采用若干2kw功率微波磁控管，安装在微波激励腔上，由风扇散热，每个微波磁控管采用独立的变压器及控制系统，微波激励腔与微波接管微波之间采用方法兰，用螺栓连接，使用聚四氟板与橡胶垫片对微波接管进行真空密封，外围安装微波密圈防止微波泄漏。

(三)有益效果

本实用新型所述的连续式微波真空干燥膨化设备的优点和积极效果是克服了油炸膨化和真空膨化果蔬脆片的缺点，可使食品在干燥加工后产生膨化效果，实现了果蔬脆片的快速无油炸膨化。真空环境可保证物料在低温条件下进行干燥，适合热敏性物料的加工，微波能对物料内部、外部同时加热，使物料游离里水和细胞内水分迅速汽化和迁移，产生强大的径向推动力，使产品形成疏松均匀的微孔结构。微波的瞬时高效性，可使果蔬脆片能在数分钟内达到干燥膨化效果。且使用小功率的微波磁控管，电控系统简单，设备成本较低。

附图说明

图1是本实用新型所述连续式微波真空干燥膨化设备的示意图；

图2是图1所示设备的左端门与罐体的连接结构示意图；

图3是图1所示设备的出料系统与微波真空工作室的密封结构示意图；

图4是图1所示设备的变压器及控制系统的密封结构示意图。

图中：1.罐体；2.左端门；3.右端门；4a.进料接管；4b.出料接管；5.微波接管；6.真空接管；7.真空表；8.进料斗；9.进料器；10.缓冲室；11.上挡板阀；12.储料室；13.下挡板阀；14.驱动装置；15.集料器；16.缓冲室；17.上挡板阀；18.储料室；19.下挡板阀；20.驱动装置；21.第一均料器；22.第二均料器；23、24.驱动装置；25.皮带输送器；26.主动带轮；27.从动带轮；28.进料抑制口；29.出料抑制口；30.驱动装置；31.电磁压差放气真空截止阀；32.真空泵；33.第二真空管；34.真空蝶阀；35.冷凝器；36.第一真空管；37.真空蝶阀；38.水循环泵；39.微波磁控管；40.微波激励腔；41.散热风扇；42.封头法兰；43.罐体法兰；44.空密封圈；45.微波密封圈；46.快装锁紧装置；49.真空密封圈；50.微波密封圈；51、52方法兰；53.聚四氟板；54.橡胶垫片；55.微波密圈。

下面结合附图，进一步详细说明本实用新型所述的连续式微波真空干燥膨化设备的具体实施方式，但不用来限制本实用新型的保护范围。

具体实施方式

本实用新型所述的连续式微波真空干燥膨化设备，包括微波真空工作室、真空连续式进出料系统、内部连续输送装置、真空冷凝系统和微波源系统。所述微波真空工作室的微波接管与微波原系统各个激励腔密封连接，真空连续式进出料系统的出口和进口分别与微波真空工作室的进口和出口密封连接，真空冷凝系统的真空管与微波真空工作室的真空管密封连接，内部输送装置进料端和出料端分别与微波真空工作室进口、出口机械连接，内部连续输送装置的上层输送皮带在微波真空室中间位置。

参见图1，所述微波真空动作室的整体工作腔是一水平布置的圆柱腔体，包括罐体1、位于罐体1两端的左端门2、右端门3、进料接管4a、出料接管4b和安装在罐体上的真空接管6及多个微波接管5。所述微波接管5均匀安装在罐体上，两两交叉相互对应布置整个罐体上。在罐壁上还安装有真空表7，以测测试罐内真空度。

参见图2，所述左、右两端门2、3采用可开启式。左端门2和右端门3上分别设置有封头法兰42，罐体1上设置有罐体法兰43，在封头法兰42和罐体法兰43的接触面之间设置有空密封圈44和微波密封圈45，以形成双重密封。

所述左、右端门2、3安装有快装锁紧装置46，其关或闭都极其迅速方便。

参见图1，在真空连续式进出料系统，包括进料系统和出料系统，所述进料系统与微波真空工作室进料接管4a用法兰连接，包括进料斗8、与进料斗8连接的、具有缓冲室10的进料器9，与进料器9)的缓冲室10连接的储料室12，在缓冲室10与储料室12之间设置有上挡板阀11，在储料室12与真空工作室进料接管4a之间设置有下挡板阀13。所述进料器与驱动装置14连接，两个挡板阀均为气动控制，进料器9、上挡板阀11、下挡板阀13的动作由自动控制装置(PLC)自动控制。所述出料系统与微波真空工作室出料接管4b用法兰连接，连接处用真空密封和微波密封双重密封，包括集料器15、与集料器15连接的缓冲室16、与缓冲室16连接的储料室18、在缓冲室16与储料室18之间设置有上挡板阀17、储料室18的另一端设置有下挡板阀19。集料器15与驱动装置20连接，集料器15、上挡板阀17、下挡板阀19也为气动控制并由PLC自动控制。

参见图3，在出料系统与微波真空工作室进、出料接管4b的法兰连接处设置有真空密封圈49和微波密封圈50进行密封。

所述内部连续输送装置包括安装在罐体1内的皮带输送器，该皮带输送器25的进料端依次设置有第一均料器21)、第二均料器22和进料抑制口28，在其出料端设置有出料抑制口29。所述第一均料器21、第二均料器22分别与驱动装置23、24连接，皮带输送器的从动带轮27通过从动轴机械连接在微波真空工作室内，主动带轮26通过主动轴与驱动装置30连接。

真空冷凝系统包括安装在真空泵32抽气口上的电磁压差放气真空截止阀31，该截止阀通过第二真空管33、真空蝶阀34与冷凝器35的排气口连接，冷凝器35的进气口通过第一真空管36和真空蝶阀37连接在微波真空工作室各个真空接管上，冷凝器35的两个循环水口分别与水循环泵38和冷却水设备连接。

微波源系统采用若干2kw功率微波磁控管39，安装在微波激励腔40上，由风扇41散热，每个微波磁控管采用独立的变压器及控制系统，微波激励腔与微波接管微波之间采用方法兰51、52，用螺栓连接，见图4，使用聚四氟板53与橡胶垫片54对微波接管进行真空密封，外围安装微波密圈55防止微波泄漏。

下面结合附图对本实用新型所述的连续式微波真空干燥膨化设备的原理进气工作过程详细叙述：

参见图1，整个系统由真空泵产生真空，电磁压差放气真空截止阀以法兰与真空泵连接，对整个系统内部进行压力控制，真空度大于-0.08MPa时，此阀打开，真空泵抽气，当真空度小于-0.095MPa此阀关闭，此阀放真空，维持系统内部真空度。真空泵使用时还可将冷凝器内部凝结气体抽出。微波真空工作室，整体工作腔是一水平布置的圆柱腔体，左右两端有可开启的端盖门，整个罐体上对称分布若干微波源，各个连接分别采用真空密封和微波密封两种密封结构防止漏气和微波泄漏，在靠近微波真空工作室左端是进料器，靠近右端是出料器，分别靠两个挡板阀和缓冲罐来控制进出料，同时保证微波真空室内始终维持稳定的真空度。在罐体内部进料位置设有均料器，出料位置设有集料器，微波真空工作室罐体上还有若干真空接管通过冷凝器与真空泵连接，中间位置是物料输送带。

使用时，进出料挡板阀11、13、17、19关闭，真空蝶阀34、37打开，真空泵32启动，使微波真空工作室内产生一定的真空度，并通过电磁压差放气真空截止阀31将真空度维持在-0.08--0.095MPA之间。经预处理过的物料连续不断的进入到进料斗8中，进料器9间歇旋转，使物料分批地进入到缓冲室10中，此时下挡板阀13处在关闭中，上挡板阀11打开物料进入储料室12中，随后上挡板阀11关闭，下挡板阀13打开，物料由储料室12进入微波真空工作室，下挡板阀13再次关闭，完成一次进料，此时进料器(9)继续旋转物料再次掉入缓冲室10，上挡板阀11和下挡板阀13按上述动作开始下一个进料循环。上挡板阀和下挡板阀均由气缸驱动，PLC控制其开启时间，其上粘有食品用橡胶制成的密封垫，以保证气密性。物料进入微波真空工作室后落在输送皮带25从动带轮26端，输送皮带25转动带着物料前进，在通过第一均料器21、第二均料器22后，物料被均匀分布在皮带上，使物料厚度保持一定。此时开始逐个启动微波发生器(也由PLC控制其启动时间)，皮带继续前进，由进料抑制口28进入微波辐射区域，进行加热，输送带带动物料在微波辐射区内缓慢移动(根据物料不同可调带速)，使物料均匀受热。在物料进入出料抑制口29后完成干燥膨化，经过主动带轮27后掉入集料器15内收集，堆积一定物料后集料器15在驱动装置20带动下快速转动，物料进入缓冲室16中。此时下挡板阀19和上挡板阀17处在关闭中，当物料进入缓冲室16时，上挡板阀打开物料进入储料室18中，随后上挡板阀17关闭，下挡板阀19打开，物料由储料室18排出设备，下挡板阀19再次关闭，完成一次出料。随着集料器15再次转动，物料再次掉入缓冲室16，上挡板阀17和下挡板阀19按上述动作开始下一个进料循环。

在微波真空工作室中产生的气体通过真空接管6沿着第一真空管136进入冷凝器35，可凝结汽体在瞬间凝结成液态，通过冷凝器35排出，而不可凝结气又经过第二真空管33吸入真空泵32最后排入大气。

整个系统运转过程中，进料出料时会破坏微波真空室中真空，需要真空泵不断产生负压，使微波真空室中真空度不能低于-0.08MPa数值，此外利用微波加热时微波真空室中真空不能低于-0.095MPa，真空泵抽气口安装电磁压差放气真空截止阀31防止真空度过低或过高，防止损坏微波发生器和物料受热温度过高。

本设备利用低真空和微波相结合的干燥膨化工艺，具有低温加工、瞬时高效、产品质量好的特点。特别适用于热敏物质和不耐高温物料的干燥，大大缩短了干燥膨化时间，保证了物料的营养成分和风味均得到了较好的保持，对食品没有二次污染。

以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于；包括微波真空工作室、真空连续式进出料系统、内部连续输送装置、真空冷凝系统和微波源系统，所述微波真空工作室的微波接管与微波源系统各个激励腔密封连接，真空连续式进出料系统的出口和进口分别与微波真空工作室的进口和出口密封连接，真空冷凝系统的真空管与微波真空工作室的真空管密封连接，内部输送装置进料端和出料端分别与微波真空工作室进口、出口机械连接，内部连续输送装置的上层输送皮带在微波真空室中间位置。

2.根据权利要求1所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述微波真空动作室的整体工作腔是一水平布置的圆柱腔体，包括罐体(1)、位于罐体(1)两端的左端门(2)、右端门(3)、进料接管(4a)、出料接管(4b)和安装在罐体上的真空接管(6)及多个微波接管(5)。

3.根据权利要求2所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述微波接管(5)均匀地、两两交叉相互对应布置在整个罐体上，在罐壁上还安装有真空表(7)。

4.根据权利要求1或2或3所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述左、右两端门(2、3)采用可开启式，左端门(2)和右端门(3)上分别设置有封头法兰(42)，罐体(1)上设置有罐体法兰(43)，在封头法兰(42)和罐体法兰(43)的接触面之间设置有空密封圈(44)和微波密封圈(45)，以形成双重密封。

5.根据权利要求4所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述左、右端门(2、3)安装有快装锁紧装置(46)。

6.根据权利要求5所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述真空连续式进出料系统，包括进料系统和出料系统，所述进料系统与微波真空工作室进料接管(4a)用法兰连接，包括进料斗(8)，与进料斗8连接的、具有缓冲室(10)的进料器(9)，与进料器(9)的缓冲室(10)连接的储料室(12)，在缓冲室(10)与储料室(12)之间设置有上挡板阀(11)，在储料室(12)与真空工作室进料接管(4a)之间设置有下挡板阀(13)；所述出料系统与微波真空工作室出料接管(4b)用法兰连接，连接处用真空密封和微波密封双重密封，包括集料器(15)，与集料器(15)连接的缓冲室(16)，与缓冲室(16)连接的储料室(18)，在缓冲室(16)与储料室(18)之间设置有上挡板阀(17)，储料室(18)的另一端设置有下挡板阀(19)。

7.根据权利要求6所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述出料系统与微波真空工作室进、出料接管(4b)的法兰连接处设置有真空密封圈(49)和微波密封圈(50)。

8.根据权利要求7所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述内部连续输送装置包括安装在罐体(1)内的皮带输送器，该皮带输送器25的进料端依次设置有第一均料器(21)、第二均料器(22)和进料抑制口(28)，在其出料端设置有出料抑制口(29)，所述第一均料器(21)、第二均料器(22)分别与驱动装置(23、24)连接，皮带输送器的从动带轮(27)通过从动轴机械连接在微波真空工作室内，主动带轮(26)通过主动轴与驱动装置(30)连接。

9.根据权利要求8所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述真空冷凝系统包括安装在真空泵(32)抽气口上的电磁压差放气真空截止阀(31)，该截止阀通过第二真空管(33)、真空蝶阀(34)与冷凝器(35)的排气口连接，冷凝器35的进气口通过第一真空管(36)和真空蝶阀(37)连接在微波真空工作室各个真空接管上，冷凝器(35)的两个循环水口分别与水循环泵(38)和冷却水设备连接。

10.根据权利要求9所述的连续式微波真空干燥膨化设备，其特征在于所述微波源系统采用若干2kw功率微波磁控管(39)，安装在微波激励腔(40)上，由风扇(41)进行散热，每个微波磁控管采用独立的变压器及控制系统，微波激励腔与微波接管微波之间采用方法兰(51、52)，用螺栓连接，使用聚四氟板(53)与橡胶垫片(54)对微波接管进行真空密封，外围安装微波密圈(55)防止微波泄漏。