[發明專利]一種微波連續凍干裝置

有效

• 申請號: 201110153958.0
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102226635A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 周川;劉朝輝;劉毅;康琪;游俊;周昆
• 申請（專利權）人: 四川宏普微波科技有限公司
• 主分類號: F26B15/18
• 分類號: F26B15/18;F26B7/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

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技術領域

本發明涉及冷凍干燥設備技術領域，確切地說涉及一種使用微波為熱源的連續冷凍干燥裝置。

背景技術

凍干技術是將含水物料先行凍結，然后使物料中的水分在高真空環境下直接從固相轉化為氣相排出而得到干燥產品的方法，又稱為升華干燥。傳統凍干方式一般采用熱板或紅外輻射板提供升華熱，在食品、醫藥、新材料加工等領域有著廣泛的應用，但其干燥速率低、周期長、設備復雜、制造成本高、耗電量巨大，嚴重制約了凍干技術的進一步發展。

微波凍干是將高效的微波輻射加熱技術和真空凍干技術相結合的一項新技術，利用微波的立體加熱特性，在微波場作用下使物料中的水分子發生震動和相互摩擦，從而將電能轉化為物料中水分升華所需的升華潛熱，相對于傳統凍干方式，其最大優勢就是干燥速度快、熱效率高，凍干速度是常規加熱方式的4~20倍。

微波凍干技術的最大技術難點在于真空環境下微波的輝光放電，凍干所需真空壓力一般在1~610Pa之間，而此真空壓力正是微波場極易擊穿放電的壓力區間。在實際應用中，微波在凍干倉中頻繁發生輝光放電，引起凍干倉內氣體離子化，導致物料有害變化和微波有效加熱功率損失，導致凍干失敗。經文獻檢索，未見國內外關于微波凍干技術的大規模工業化應用的報道。

國內發明專利申請200910181720.1“一種雙倉體差壓式微波真空冷凍干燥設備”，公開號101608862，公開日2009年12月23日，公開了一種微波凍干裝置，其凍干倉體由透射隔流板分隔成第一倉室和第二倉室，磁控管位于第一倉室，其相對真空度小于放電臨界值；物料承載裝置位于第二倉室，并通過屏蔽過流板與冷阱相聯。其第二倉室仍然是真空空間，微波在此空間中，仍然會發生頻繁放電現象，采用這種方式，只是降低了發生輝光放電的概率，實踐證明，這種簡單將凍干倉分隔成兩個不同氣壓倉的方法，無法從根本上解決真空放電現象的產生，也不具備在工業環境下的使用，實施困難。

國內發明專利申請200910059544.4“微波連續凍干系統”，公開了一種連續微波凍干裝置，公開號?101922855A，公開日2010年12月22日，采用復合式微波凍干倉，其發明內容是：包括微波真空凍干裝置、真空捕水裝置、真空進料裝置、真空出料裝置，在微波真空凍干裝置中設置有由常壓微波腔和真空微波腔組成的復合式凍干倉，在常壓微波腔和真空微波腔之間由可透過微波的真空隔板進行分隔，真空微波腔與真空捕水裝置的蒸汽通道相連，在真空微波腔與蒸汽通道之間由由多孔透氣微波屏蔽板進行隔開；其技術核心是將凍干倉用透波材料分隔成常壓微波腔和真空凍干倉，以解決微波在真空環境下易產生放電的現象。實驗證明，這種采用透波材料將凍干倉分隔成真空倉及常壓微波倉的方式，在一定程度上降低了放電放生概率，但，由于只是將凍干倉采用透波材料分隔，既凍干倉一面為金屬導通板，兩面為金屬板，一面為透波材料，這種方式下，微波在真空環境下經凍干倉內三面金屬倉壁反射后，造成微波場不均勻，物料干燥也不均勻，成品率底，品質差。同時，皮帶輸送系統的進料皮帶和返回皮帶同在凍干倉內，增加了制造難度及成本，運行故障率高，實施較困難。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種微波連續凍干裝置，本發明解決了微波在凍干環境下輝光放電導致凍干失敗的技術難題，使微波能真正具備在凍干工業環境下的使用；同時，本發明實現了真空環境下的微波不會被凍干倉壁反射，凍干倉中的微波場更加均勻，凍干成品率高，品質優良。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

一種微波連續凍干裝置，包括凍干倉、微波屏蔽板、真空捕水系統和微波倉，其特征在于：所述凍干倉包括上方倉口、左倉壁、右倉壁和底倉壁，所述左倉壁、右倉壁和底倉壁均由非金屬透波材料制成，非金屬透波材料如聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯或石英玻璃。

所述微波屏蔽板連接在微波倉的上方倉口上形成微波倉的一個倉壁。

所述凍干倉位于微波倉內，且凍干倉的上方倉口與所述微波屏蔽板相連。

所述微波屏蔽板上開有多個透氣通孔，所述凍干倉通過微波屏蔽板與所述真空捕水系統相連。

所述凍干倉截面形狀呈“凹”型，凹型的頂部即為上方倉口。

所述凍干倉內空間體積尺寸占整個凍干倉外體積尺寸的30%~65%。

所述凍干倉內物料體積占整個凍干倉內空間體積的35%~90%。

還包括有物料輸送帶，所述物料輸送帶是四氟玻纖輸送帶，所述四氟玻纖輸送帶是網帶或是無孔或有孔的平帶，物料輸送帶的進料皮帶安裝在凍干倉中，返回皮帶經外部返回。