WO2017086506A1 - 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치 - Google Patents
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- F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
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- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
Definitions
- the present invention relates to a low-temperature vacuum drying apparatus using microwaves that can efficiently dry the objects, such as vegetables, fruits, sludge, food waste, etc., to be dried.
- Industrially used drying techniques include hot air drying, freeze drying, spray drying, and the like.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a drying apparatus for the waste treatment according to the prior art.
- the prior art has a shielding container (1) made of a microwave shielding material, a waste storage (2) installed inside the shielding container having a heat insulating property for the input waste, and having a space to allow water vapor to pass therethrough; Microwave oscillator 4 to allow microwaves to be emitted into the waste contained in the waste reservoir to produce microwaves and heat the waste, and to cool the walls of the shielding vessel to condense water vapor emitted from the heated waste.
- Cooling means 5 for detecting the internal temperature of the waste storage, and a temperature sensor 23 for detecting the temperature of the water vapor discharged from the heated waste, wherein the temperature measured by the temperature sensor is heated and At the end of the drying process, the instant heating and drying process exceeds the set temperature threshold. It is characterized in that the end.
- the prior art uses a microwave to heat the object put into the waste storage to generate water vapor, the water vapor is discharged through the steam outlet (2a) of the waste storage (2) and then condensed on the inner wall of the sealing container (1) To be discharged through the drain pipe (7).
- microwave drying techniques are known to be more energy efficient than other drying techniques.
- microwaves are mounted outside the shielding container and discharged toward the waste storage. It is not 100% utilized for heating.
- the waste bin 2 itself must be permeated by microwaves, on the contrary, a part of the microwaves that have penetrated the waste bin 2 may come out again and be absorbed into other elements.
- the problem is that the heating is carried out to some extent to generate water vapor to exit the steam through the steam outlet (2a) to fill the inner space 21 of the sealing container 1, the microwave is also absorbed by the water vapor and sealing Microwaves are also absorbed by the condensate condensed on the inner wall of the container.
- the present invention can maximize energy efficiency as a low temperature vacuum drying apparatus using microwaves, and a low temperature vacuum drying apparatus using microwaves that can create high added value by minimizing nutrients and color changes of a drying target through low temperature drying. To provide.
- the outer chamber having an openable lid;
- An inner chamber installed inside the outer chamber and having a structure through which water vapor can pass while blocking an outflow of the microwave;
- a plurality of microwave generators emitting microwaves into the inner chamber;
- a vacuum pump for evacuating the outer chamber and the inner chamber, wherein a drying object is put into the inner chamber to dry the drying object, and steam generated during drying exits the inner chamber and exits the outer chamber. It characterized in that the condensation on the inner wall surface.
- the inner chamber is made of a microwave blocking material, characterized in that formed of a perforated plate or mesh net through which water vapor can pass.
- the low temperature vacuum drying apparatus using the microwave is characterized in that the cooling means is provided in the outer chamber to accelerate the condensation of the water vapor on the inner wall of the outer chamber.
- water vapor generated by heating at a low temperature by microwaves is discharged from the inner chamber and condensed on the inner chamber inner wall to maximize the drying efficiency, thereby shortening the drying time, and the object to be dried. Nutrients and color changes are minimized, increasing the value of the product.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a drying apparatus for treating garbage according to the prior art.
- FIG. 2 is a schematic conceptual view of one preferred embodiment of the present invention.
- Low temperature vacuum drying apparatus using a microwave can be used as a drying apparatus for a variety of objects. That is, the object which can be dried by this invention is not specifically limited.
- the low temperature vacuum drying apparatus using the microwave according to the present invention is suitable to be used as a facility for drying various agricultural products.
- Various vegetables and fruits are produced each season, but if the freshness is not consumed on time, these items are often spoiled or sold because of poor commerciality. That is, since most of the agricultural products have a short shelf life, they must be stored for a long time after harvesting and drying.
- the present invention can be utilized as a drying equipment of various aquatic products, such as sea cucumber can create a high value added when dried in a circular shape.
- the present invention can also be used as a drying equipment such as various sludge or food waste.
- FIG. 2 is a schematic conceptual diagram of a preferred embodiment of the present invention.
- the low temperature vacuum drying apparatus using the microwave according to the present invention is the main component as the outer chamber 100, the inner chamber 200, the microwave generator 300, the cooling means 400 and the vacuum pump ( 500).
- the outer chamber 100 preferably has a cylindrical shape in which an empty space is formed therein, and has a lid 110 that can be opened and closed.
- the lid 110 is opened and closed on the outer chamber 100.
- the inner chamber 200 is provided inside the outer chamber 100, and the inner chamber 200 is fixedly installed to have a predetermined distance from the inner wall of the outer chamber 100, and an inner lid opened and closed at an upper end of the inner chamber 200. 210 is provided.
- the drying object is put into the inner chamber 200 to be dried, and the inner chamber 200 has a characteristic that water vapor passes through the inner chamber 200 while blocking the outflow of the microwave.
- the inner chamber 200 may be manufactured in a cylindrical shape, or a polygonal shape such as a hexagon or an octagon, and may be made of a perforated plate or a mesh network.
- a plurality of microwave generators 300 for emitting microwaves into the inner chamber 200 is provided, the microwave generator 300 is mounted to the outer chamber 100, but the inner chamber (200) through the waveguide 120 200 is connected to the microwave to emit to the inner chamber (200).
- the microwaves generated by the plurality of microwave generators 300 are discharged into the inner chamber 200, and the microwaves are used to heat the drying object without flowing out of the inner chamber 200.
- the inner chamber 200 is made of a perforated plate or mesh net, but physically communicates with the outer chamber 100, but microwaves do not pass through the hole formed by the perforated plate or mesh net.
- the size of the holes formed in the perforated plate or the mesh network should be of an appropriate size in consideration of the frequency of the microwave generated by the microwave generator 300.
- the inner chamber 200 is preferably made of a microwave blocking material so that microwaves are not released to the outside.
- the drying object introduced into the internal chamber 200 by the microwave generated by the microwave generator 300 is formed at the break point of the water at a low temperature, the water vapor is generated, the generated water vapor through the perforated plate or mesh network to the internal chamber ( 200 is exited to the outside and condensed on the inner wall of the outer chamber 100 is discharged to the outside through a phase change to a liquid.
- the microwave since the microwave is provided in the inner chamber 200, the water vapor leaving the inner chamber 200 or the extract water condensed on the inner wall of the outer chamber 100 does not absorb the microwave energy efficiency. To maximize.
- the vacuum pump 500 serves to vacuum the outer chamber 100 and the inner chamber 200.
- the degree of vacuum is preferably in the range of 60 to 95%.
- the degree of vacuum presented here is just one example and may be operated at a lower or higher degree of vacuum, depending on the situation.
- water vapor generated in the object to be dried by the microwave exits the inner chamber 200 and condenses on the inner wall surface of the outer chamber 100.
- the temperature itself is too high, such as midsummer, there is little difference between the internal temperature of the outer chamber 100 and the external temperature of the outer chamber 100 so that condensation may not occur smoothly.
- the cooling means 400 may be provided in the outer chamber 100 so that the water vapor exiting the inner chamber 200 may be quickly condensed on the inner wall of the outer chamber 100. Cooling means 400 may be applied to a known cooling method such as air cooling or water cooling.
- a heat cooling tank is attached to the outer surface of the outer chamber 100 so that heat exchange can occur.
- the low temperature vacuum drying apparatus using the microwave according to the present invention is a low temperature drying under vacuum, the inside of the outer chamber 100 is about 36 to 42 degrees during drying. Therefore, when the water cooling method is used as the cooling means 400, the temperature of the cooling water may be about 30 degrees. Of course, as the temperature of the cooling water is lowered, the condensation rate occurring inside the outer chamber 100 will be increased, and the drying efficiency can be improved.
- a separate chiller or cooling tower may be connected to the cooling means to more actively manage the temperature of the cooling water.
- the turntable 700 may be provided to be rotated in the inner chamber 200, and the mounting table 800 may be placed on the turntable 700.
- the drying object is placed on the mounting table 800 to be as uniform as possible to allow the mounting table 800 to be inserted into the inner chamber 200.
- the mounting table 800 is configured in a multi-stage configuration so that the appropriate amount of the drying object for each stage.
- the mounting table 800 After placing an appropriate amount of the drying object on the mounting table 800, the mounting table 800 is lifted up to be introduced into the inner chamber 200. When the turntable 700 is provided in the inner chamber 200, the mounting table 800 is placed on the turntable 700.
- the turntable 700 is rotated, and the inside of the outer chamber 100 is operated to operate the vacuum pump 500 to reach a desired degree of vacuum.
- the vacuum pump 500 is stopped and the microwave generators 300 are operated.
- the vacuum pump 500 and the microwave generator 300 may be operated at the same time, and when the desired degree of vacuum is reached, only the vacuum pump 500 may be stopped.
- microwaves are released into the inner chamber 200 and drying of the drying object is started.
- the microwave is applied to the drying object under high vacuum, the moisture contained in the drying object is vaporized at a very low temperature and discharged into water vapor.
- the water vapor generated from the object to be dried passes through the perforated plate or the mesh network of the inner chamber 200 and falls out of the inner chamber 200, and the water vapor condenses on the inner wall surface of the outer chamber 100. Since the inner wall of the outer chamber 100 is maintained at a relatively low temperature by the cooling means 400, water vapor rapidly liquefies and flows down.
- the operation of the microwave generator 300 is stopped, and then the vacuum is released and the lid 110 is opened to take out the loading table 800.
- the energy consumption efficiency is improved by 5 to 10 times or more compared with general hot air drying, and drying time is about 1 to 2 hours to dry the tolerable vegetables or fruits. You can.
- the present invention is a low-temperature drying method, it is possible to dry a dried object in which unique colors such as vegetables and fruits are important without nutrient destruction and discoloration, thereby further increasing the added value of the product.
- the present invention can be used as a drying facility of various drying objects such as agricultural products, aquatic products.
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Abstract
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 개폐 가능한 뚜껑을 갖는 외부 챔버; 상기 외부 챔버 내부에 설치되며, 마이크로웨이브의 외부 유출은 차단하면서 수증기는 통과될 수 있는 구조를 갖는 내부 챔버; 상기 내부 챔버의 내부로 마이크로웨이브를 방출하는 복수의 마이크로웨이브 발생장치; 상기 외부 챔버 및 내부 챔버를 진공화시키기 위한 진공펌프;를 포함하며, 상기 내부 챔버 내부에 건조대상물을 투입하여 상기 건조대상물을 건조토록 하되, 건조시 발생되는 수증기는 내부 챔버를 빠져나와 상기 외부 챔버 내벽면에서 응결되도록 하는 것을 특징으로 함으로써, 건조효율을 극대화시킬 수 있고 건조대상물의 변색을 최소화할 수 있음으로 상품가치를 높일 수 있다는 효과를 가지는 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치에 관한 기술이다.
Description
본 발명은 야채, 과일, 슬러지, 음식물 쓰레기 등 건조가 요구되는 대상물을 고효율적으로 건조처리할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치에 관한 기술이다.
산업적으로 활용되는 건조기술로는 열풍건조, 냉동건조, 스프레이 건조 등이 있으며, 건조 대상물에 따라 적당한 방식을 선택하여 사용하게 된다.
어떠한 방식의 건조이든 건조대상물을 건조시키기 위해서는 에너지가 투입되어야 하고 시간이 많이 소요된다.
가장 널리 사용되고 있는 열풍건조의 경우 에너지 효율이 대략 30% 수준에 머물고 있으며, 건조 시간도 많이 소요되고, 건조대상물이 야채 등인 경우 심한 변색이 일어난다는 문제점이 있다.
특히, 식량화할 수 있는 각종 야채, 과일, 곡물 등의 경우 보관성이 떨어지므로 보관 및 유통을 위해서는 건조 처리할 필요성이 높아지고 있다.
그리고, 보다 고부가가치를 창출하기 위해서는 건조되는 대상물의 영양소 및 고유의 색상이 변색되지 않도록 건조시킬 필요성이 있다.
본 발명과 관련한 종래기술로 미국 등록특허번호 5,335,425호의 기술이 있으며, 도 1은 종래기술에 따른 쓰레기 처리를 위한 건조장치의 한 실시예를 보여주는 단면도이다.
종래기술은 마이크로웨이브 차단소재로 만들어지는 실딩용기(1)와, 투입된 쓰레기를 위한 단열특성을 가지며, 수증기가 통과할 수 있도록 하는 공간을 갖는 상기 실딩용기 내부에 설치되는 쓰레기 저장소(2)와, 마이크로웨이브 생성 및 상기 쓰레기를 가열하기 위해 상기 쓰레기 저장소에 수용된 쓰레기로 마이크로 웨이브가 방사되도록 하는 마이크로웨이브 오실레이터(4)와, 가열된 쓰레기로부터 방출되는 수증기를 응축하기 위해 상기 실딩용기의 벽을 냉각하기 위한 냉각수단(5)과, 쓰레기 저장소의 내부 온도를 검출하며, 가열된 쓰레기로부터 방출된 수증기의 온도를 검출하기 위한 온도센서(23)를 포함하되, 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도가 가열 및 건조 공정의 마지막 단계에서 기 설정된 온도 기준점치를 초과하는 순간 가열 및 건조 공정이 종료되는 것을 특징으로 한다.
종래기술은 마이크로웨이브를 이용하여 쓰레기 저장소에 투입된 대상물을 가열하여 수증기를 발생시키고, 수증기는 쓰레기 저장소(2)의 증기배출구(2a)를 통해 배출되게 한 후 실링 컨테이너(1)의 내벽에서 응축되어 드레인 파이프(7)를 통해 배출되게 한다.
하지만, 종래기술의 경우 건조효율에 악영향을 끼치는 심각한 문제점을 가지고 있다.
일반적으로 마이크로웨이브를 이용하는 건조기술은 타 방식의 건조기술에 비해 에너지 효율이 높은 것으로 알려져 있으나, 종래기술은 마이크로웨이브가 실딩 컨테이너 외부에 장착되어 쓰레기 저장소를 향하도록 방출되므로 발생된 마이크로웨이브는 건조 대상물의 가열에 100% 활용되지 못한다.
즉, 쓰레기 저장소(2) 자체는 마이크로웨이브가 투과되어야 하는데, 반대로 쓰레기 저장소(2)로 침투한 마이크로웨이브의 일부는 다시 외부로 나오게 되어 다른 요소로 흡수될 수 있다. 특히 문제가 되는 것은 가열이 어느 정도 진행되어 수증기가 발생되어 증기배출구(2a)를 통해 수증기가 빠져 나오게 되어 실링 컨테이너(1)의 내부 공간(21)을 채우게 되면 마이크로웨이브가 수증기에 흡수되기도 하고 실링 컨테이너의 내벽면에 응축된 응축수에 마이크로웨이브가 흡수되기도 한다.
다시 말해서, 투입되는 마이크로웨이브의 상당량은 수증기에 흡수되거나 응축수에 재흡수되어 응축수를 기화시키게 된다. 이런 이유로 인해 건조효율이 급격히 떨어지게 된다.
또한, 종래기술의 경우 고온 건조 방식으로 물의 끊는점 이상으로 대상물을 가열하여 수증기를 발생시키도록 한다. 따라서 건조 대상물이 야채나 과일 등인 경우 표면이 심하게 변색되거나 타버리기 때문에 사용이 불가능하다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치로서 에너지 효율을 극대화할 수 있으며, 저온 건조를 통해 건조 대상물의 영양소 및 색상 변화를 최소화하여 고부가가치를 창출할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치를 제공하고자 한다.
제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는, 개폐 가능한 뚜껑을 갖는 외부 챔버; 상기 외부 챔버 내부에 설치되며, 마이크로웨이브의 외부 유출은 차단하면서 수증기는 통과될 수 있는 구조를 갖는 내부 챔버; 상기 내부 챔버의 내부로 마이크로웨이브를 방출하는 복수의 마이크로웨이브 발생장치; 상기 외부 챔버 및 내부 챔버를 진공화시키기 위한 진공펌프;를 포함하며, 상기 내부 챔버 내부에 건조대상물을 투입하여 상기 건조대상물을 건조토록 하되, 건조시 발생되는 수증기는 내부 챔버를 빠져나와 상기 외부 챔버 내벽면에서 응결되도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 내부 챔버는 마이크로웨이브 차단소재로 이루어지고, 수증기가 통과될 수 있는 타공판 또는 메쉬망으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는, 상기 외부 챔버에 냉각수단이 마련되어 상기 외부 챔버 내벽면에서 상기 수증기의 응결을 가속할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는 마이크로웨이브에 의해 저온 가열되어 발생된 수증기가 내부 챔버에서 배출되어 외부 챔버 내벽에서 응결되므로 건조효율이 극대화되어 건조시간을 단축시킬 수 있고, 건조 대상물의 영양소 및 색상 변화가 최소화되어 상품 가치를 높일 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 쓰레기 처리를 위한 건조장치의 한 실시예를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대한 개략적인 개념도.
이하, 본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하도록 한다. 본 발명에 대한 이해를 위해 제시되는 도면들은 본 발명의 기술적 사상에 대한 하나의 실시 가능한 구체적인 예를 보여주는 것인 바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는 다양한 대상물에 대한 건조장치로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명으로 건조할 수 있는 대상물은 특별히 한정되지 않는다.
대표적으로 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는 각종 농산물 건조를 위한 설비로 사용되기에 적합하다. 계절마다 다양한 야채, 과일 등이 생산되고 있으나 신선도가 중요한 이런 물품들은 제때 소비되지 못하면 상하거나 상품성이 떨어져 폐기처리하는 경우가 허다하다. 즉, 농산물의 대부분은 유통기한이 짧기 때문에 수확 후 건조 등의 처리를 거쳐서 장기간 보관하여야 한다.
또한, 본 발명은 각종 수산물의 건조 장비로 활용될 수 있는데, 해삼과 같은 것은 원형대로 건조하면 높은 부가가치를 창출할 수 있다.
그 외에도 본 발명은 각종 슬러지나 음식물 쓰레기 등의 건조 설비로도 사용될 수 있다.
첨부되는 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대한 개략적인 개념도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는 주요한 구성요소로 외부 챔버(100), 내부 챔버(200), 마이크로웨이브 발생장치(300), 냉각수단(400) 및 진공펌프(500)를 포함하여 이루어진다.
외부 챔버(100)는 내부에 빈 공간이 형성되는 원통형이 바람직하며, 개폐 가능한 뚜껑(110)을 가지게 된다. 본 실시예의 경우 외부 챔버(100) 상부에 개폐되는 뚜껑(110)이 마련된다.
외부 챔버(100) 내부에 내부 챔버(200)가 마련되는데, 내부 챔버(200)는 외부 챔버(100) 내벽과 소정의 이격거리를 두도록 고정 설치되며, 내부 챔버(200) 상단에 개폐되는 내부 뚜껑(210)이 마련된다.
내부 챔버(200)에 건조대상물이 투입되어 건조가 이루어지게 되는데, 내부 챔버(200)는 마이크로웨이브의 외부 유출은 차단하면서 수증기는 통과되어 내부 챔버(200) 외부로 빠져 나갈 수 있는 특성을 가진다.
내부 챔버(200)는 원통형, 혹은 육각형, 팔각형 등의 다각형 형상으로 제작될 수 있으며, 타공판 또는 메쉬망으로 이루어지도록 한다.
내부 챔버(200) 내부로 마이크로웨이브를 방출하는 복수의 마이크로웨이브 발생장치(300)가 마련되며, 마이크로웨이브 발생장치(300)는 외부 챔버(100)에 장착되되 도파관(120)을 통해 내부 챔버(200)와 연결되어 마이크로웨이브를 내부 챔버(200)로 방출시키도록 한다.
복수의 마이크로웨이브 발생장치(300)에 의해 발생되는 마이크로웨이브는 내부 챔버(200) 내부로 방출되며, 마이크로웨이브는 내부 챔버(200) 외부로 유출되지 않고 건조대상물의 가열에 활용된다.
내부 챔버(200)는 타공판 또는 메쉬망으로 이루어져 물리적으로는 외부 챔버(100)와 연통되지만 타공판 또는 메쉬망에 의해 형성되는 구멍으로는 마이크로웨이브가 통과하지 못한다.
타공판 또는 메쉬망에 형성되는 구멍들의 사이즈는 마이크로웨이브 발생장치(300)에 의해 발생되는 마이크로웨이브의 주파수를 고려하여 적당한 사이즈가 되도록 해야함은 물론이다.
그리고, 내부 챔버(200)는 마이크로웨이브 차단소재로 하여 마이크로웨이브가 외부로 방출되지 않도록 함이 바람직하다.
마이크로웨이브 발생장치(300)에서 발생되는 마이크로웨이브에 의해 내부 챔버(200)에 투입된 건조대상물은 저온 상태에서 물의 끊는점이 형성되어 수증기가 발생되며, 발생된 수증기는 타공판 또는 메쉬망을 통해 내부 챔버(200) 외부로 빠져 나가 외부 챔버(100)의 내벽에서 응결되어 액체로 상변화를 거쳐 외부로 배출된다.
특히, 본 발명의 경우 마이크로웨이브가 내부 챔버(200)에 갖히게 되므로 내부 챔버(200)를 벗어난 수증기나 외부 챔버(100) 내벽면에서 응결된 추출수가 마이크로웨이브를 흡수하지 못하는 구조가 되어 에너지 효율을 극대화시키게 된다.
본 발명을 구성하는 또 다른 중요 요소로 진공펌프(500)가 구비되며, 진공펌프(500)는 외부 챔버(100) 및 내부 챔버(200)를 진공화시키는 작용을 한다. 진공도는 높을수록 저온 건조가 가능하나 바람직하게는 진공도는 60 ~ 95 % 정도의 범위로 하는 것이 좋다.
물론, 여기서 제시되는 진공도는 하나의 예일 뿐이며 상황에 따라 보다 낮은 진공도나 높은 진공도에서 운용될 수도 있다.
기본적으로 마이크로웨이브에 의해 건조대상물에서 발생되는 수증기는 내부 챔버(200)를 빠져나와 외부 챔버(100)의 내벽면에서 응결이 된다. 하지만 한 여름과 같이 기온 자체가 지나치게 높은 경우에는 외부 챔버(100) 내부온도와 외부 챔버(100) 외부온도간 차이가 거의 없게 되어 응결이 원활하게 일어나지 않을 수 있다.
이에 내부 챔버(200)를 빠져나온 수증기가 신속하게 외부 챔버(100) 내벽면에서 응결될 수 있도록 하기 위해 외부 챔버(100)에 냉각수단(400)이 마련되도록 구성할 수 있다. 냉각수단(400)은 공지의 공냉 혹은 수냉 등의 냉각방식이 적용될 수 있다.
본 실시예의 경우 외부 챔버(100) 외면에 수냉탱크를 부착시켜서 열교환이 일어날 수 있도록 한다.
본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는 진공 하에서 저온 건조가 이루어지며, 건조가 이루어지는 동안에 외부 챔버(100) 내부는 대략 36~42도 사이 정도가 된다. 따라서 냉각수단(400)으로 수냉 방식을 이용하는 경우 냉각수의 온도는 30도 전후 정도가 적당할 것이다. 물론 냉각수의 온도가 낮을수록 외부 챔버(100) 내부에서 일어나는 응결속도는 증가될 것이고 건조효율도 향상될 수 있다.
실시 가능예로 냉각수단에 별도의 칠러(chiller)나 냉각탑을 연결하여 냉각수의 온도를 보다 적극적으로 낮게 관리할 수 있을 것이다.
바람직하게 내부 챔버(200)에 회전되는 턴테이블(700)이 마련될 수 있고, 턴테이블(700) 위에 적재대(800)가 올려지도록 한다. 적재대(800)에 건조대상물이 가급적 균일하도록 배치하여 내부 챔버(200)안에 적재대(800)를 집어넣도록 한다.
적재대(800)는 다단 형태로 구성하여 건조대상물을 각 단마다 적당량씩 올려두도록 한다.
본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치의 사용 상태에 대해 개략적으로 설명하도록 한다.
적재대(800)에 건조대상물을 적당량 올려 놓도록 한 후, 적재대(800)를 들어올려 내부 챔버(200)안에 투입하도록 한다. 내부 챔버(200)에 턴테이블(700)이 마련되는 경우라면 턴테이블(700) 위에 적재대(800)가 놓여지도록 한다.
건조대상물의 투입이 완료되면 내부 뚜껑(210)과 외부 챔버(100)의 뚜껑(110)을 닫도록 한다.
이후 턴테이블(700)이 회전되게 하고, 외부 챔버(100) 내부가 희망하는 진공도에 이르도록 진공펌프(500)를 작동시키도록 한다.
이후 진공펌프(500)는 정지되게 하고, 마이크로웨이브 발생장치(300)들이 동작되게 한다. 상황에 따라서는 진공펌프(500)와 마이크로웨이브 발생장치(300)가 동시에 작동되게 할 수도 있으며, 희망하는 진공도에 도달되면 진공펌프(500)만 정지되게 할 수도 있다.
마이크로웨이브 발생장치(300)들이 작동되면 내부 챔버(200)로 마이크로웨이브가 방출되면서 건조대상물의 건조가 시작된다. 높은 진공 상태에서 마이크로웨이브가 건조대상물에 가해지면 건조대상물에 포함된 수분은 매우 낮은 온도에서 기화하여 수증기로 배출된다.
건조대상물로부터 발생된 수증기는 내부 챔버(200)의 타공판이나 메쉬망을 통과하여 내부 챔버(200) 외부로 빠지게 되며, 수증기는 외부 챔버(100)의 내벽면에 응결된다. 외부 챔버(100)의 내벽은 냉각수단(400)에 의해 상대적으로 낮은 온도로 유지되므로 수증기는 급속히 액화되어 흘러내리게 된다.
건조대상물이 목표로 하는 수분율에 도달되었다고 판단되면 마이크로웨이브 발생장치(300)의 작동을 정지하도록 하고, 이후 진공을 해제하고 뚜껑(110)을 열어 적재대(800)를 꺼집어 내도록 한다.
이상과 같은 본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치를 이용하면 일반적인 열풍건조에 비해 에너지 소비효율이 5~10배 이상 향상되며, 건조시간도 1~2시간 정도면 웬만한 야채나 과일을 건조시킬 수 있다. 그리고, 본 발명은 저온 건조 방식이므로 야채나 과일 등 고유의 색상이 중요시되는 건조대상물을 영양소의 파괴 및 변색없이 건조시킬 수 있어 제품의 부가가치를 더욱 높일 수 있게 된다.
본 발명은 농산물, 수산물 등 다양한 건조대상물의 건조설비로 사용될 수 있다.
Claims (3)
- 개폐 가능한 뚜껑을 갖는 외부 챔버;상기 외부 챔버 내부에 설치되며, 마이크로웨이브의 외부 유출은 차단하면서 수증기는 통과될 수 있는 구조를 갖는 내부 챔버;상기 내부 챔버의 내부로 마이크로웨이브를 방출하는 복수의 마이크로웨이브 발생장치;상기 외부 챔버 및 내부 챔버를 진공화시키기 위한 진공펌프;를 포함하며, 상기 내부 챔버 내부에 건조대상물을 투입하여 상기 건조대상물을 건조토록 하되, 건조시 발생되는 수증기는 내부 챔버를 빠져나와 상기 외부 챔버 내벽면에서 응결되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 내부 챔버는 마이크로웨이브 차단소재로 이루어지고, 상기 수증기가 통과될 수 있는 타공판 또는 메쉬망으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치는,상기 외부 챔버에 냉각수단이 마련되어 상기 외부 챔버 내벽면에서 상기 수증기의 응결을 가속할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 저온진공건조장치.
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2015
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