[發明專利]一種負壓微波均勻化噴動干燥裝置及應用

有效

• 申請號: 201010572843.0
• 申請日: 2010-12-05
• 公開（公告）號: CN102062525A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 張慜;王玉川
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: F26B17/10
• 分類號: F26B17/10;F26B7/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術領域

本發明涉及一種物料在微波輔助條件下均勻干燥的方法及裝置，適用于食品、化工、農業等行業顆粒物料負壓微波均勻化噴動干燥。屬于均勻干燥裝置技術領域。

背景技術

當今常規物料特別是果蔬脫水加工技術及裝備（主要是常壓熱風干燥與凍干）相對成熟。利用微波輔助凍干、熱風加工技術及裝備是提升傳統果蔬脫水加工行業的一個重要方向。目前物料高效干燥研究的一般思路主要集中在采用微波、遠紅外、高頻等內部加熱熱源進行聯合干燥，實現熱風干燥或凍干過程的縮短，達到高效、節能的目的。但高效、節能特征最顯著的微波干燥存在非常顯著的加熱不均勻現象（冷熱點現象），從而導致其干燥品質明顯下降（過熱焦化和過冷未干），成品均勻度僅為50%-60%，再次處理的成本大幅提高。同時，我國的出口脫水農產品加工產業存在三大突出難題及需求：（1）農產品干燥存在能耗大、干燥時間長、成本高等難題，對高效干燥技術有強烈需求。傳統熱風干燥果蔬產品感官品質差、復水率低；常規凍干工藝技術及裝備雖可最大限度保留脫水蔬菜產品的感官及營養品質，但加工時間長、生產成本高，且兩者皆有能耗高的缺陷，這已成為制約農產品脫水行業發展的瓶頸。（2）農產品高效干燥存在均勻性差、成品率低、產品綜合品質變劣加劇等難題，對高效均勻干燥技術有強烈需求。單一的微波干燥，由于其加熱的不均一性和微波的弱穿透性，微波加熱的選擇性以及微波的尖角集中性等特點，使得不同被加熱物體各部分產生的熱能可能產生較大的差異，從而使其在工業化生產應用上受到了限制。（3）出口熱風干燥和凍干產品的綜合競爭優勢在下降，國際市場對高品質、低成本的出口熱風干燥和凍干蔬果有強烈需求。而本發明通過負壓下的噴動流場來實現高效干燥下的均勻、快速脫水，使一次干燥成品均勻度達到98%以上，實現真正快速、低成本均勻干燥。

張慜、孫金才、鐘齊豐、顏偉強等（專利申請號200810244418.1）公開了提高顆粒狀果蔬微波干燥均勻性的噴動輔助方法中，采用兩類氣流場進行微波噴動干燥，終產品含水量均在6%以下。張慜、孫金才、顏偉強等（專利申請號200910213559.1）還公開了一種提高微波噴動干燥顆粒狀果蔬均勻膨化效果的分段方法。在不同的干燥階段采用不同的進風量，即初始為熱風噴動預干燥，后續采用氣流和微波相結合的方法干燥。通過控制干燥果蔬顆粒在氣流場和微波混合場中的運動情況，以達到提高顆粒狀果蔬顆粒的膨化效果。但本專利的不同之處為在負壓條件下實現物料的噴動、旋轉、流動，通過調整真空度、抽氣速率調整物料噴動效果，同時實現不同溫度下物料的干燥，干燥過程連續完成，另外在負壓狀態下物料內水分蒸發速率高于常壓狀態，物料品質高于常壓噴動干燥。

邵俊杰、蘇曉輝、趙旭等（專利申請號200810224613.8）公開了一種煙氣半閉路循環褐煤直管式氣流干燥方法。其通過褐煤直接燃燒產生煙氣，該煙氣作為載體將濕粉煤送入直管供氣流干燥，一次干燥達到產品預定濕分，從出口排出獲得干燥后的煤粉。但本專利的不同為物料干燥所需的熱源為微波能，加熱效率高、物料干燥均勻；物料采用管道負壓輸送，不需要正壓過熱氣體輸送，沒有能源浪費；采用循環干燥方式，有利于物料干燥最終水分控制。

姜樹和、霍興茂、李宗瑞（專利申請號200820080086.3）公開了一種負壓垂直上料系統，其由帶入料口和落料口的輸送管道組成，輸送管道內有電機驅動的鏈條傳動裝置。所述的引入干燥物料用熱氣為發電過程中產生的廢煙氣，該系統應用于生物電廠的生物質燃料輸送過程中的干燥。但本專利的不同為物料干燥所需的熱源為微波能，加熱效率高、物料干燥均勻；物料通過管道負壓輸送，阻力小，不需要鏈條輸送。

青島科技大學的碩士學位論文《氣力輸送系統節能研究》中，針對通過理論分析和計算得到的氣力輸送系統節能措施的效果進行了試驗驗證。對旁通管及雙輔管系統進行耗氣量的比較試驗；在密相雙管輸送，采用可控旁通管補氣方式及可調式LAVAL管氣量控制進行了流量及破碎率的驗證試驗。通過實驗，證實了雙輔管系統節約氣量及可調式LAVAL管節能的正確性。但是對氣力輸送干燥特別是采用微波沒有進行研究。

昆明理工大學的碩士學位論文《熱、氣、固兩相流耦合在管式干燥系統中的應用》中根據所研究對象工作的物理環境(熱、流場)，綜合考慮氣固兩相流理論、計算流體動力學理論以及氣力輸送理論，確定其影響的主要因素，建立了數學模型和控制方程；對研究問題的數學模型，利用ANSYS程序中的FLOTRAN?CFD進行了有限元分析計算，得出整個三維模型流場的溫度、速度、壓力及氣固兩相的分布。但是對負壓下物料干燥特別是采用微波沒有進行研究。