[發(fā)明專利]冷凍狀顆粒物料用的干燥裝置及其干燥方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310205591.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103256789A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉靖;徐文忠;韓欣欣;張丹;梁慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F26B5/06
• 分類號(hào): F26B5/06
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一用于對(duì)冷凍后的物料進(jìn)行干燥的的干燥裝置，特別是用于干燥冷凍狀的顆粒狀物料（如果蔬顆粒等），利用干熱氮?dú)鈿饬鞯淖饔茫沟美鋬龊蟮念w粒物料在干燥倉(cāng)體內(nèi)形成懸浮狀態(tài)，顆粒物料內(nèi)的冰升華變?yōu)樗魵庖詫?shí)現(xiàn)干燥，干燥過程無需抽真空且防止物料被氧化損壞。

背景技術(shù)

冷凍干燥，是將含水物料冷凍到冰點(diǎn)以下，使水轉(zhuǎn)變?yōu)楸缓笤谳^高真空下將冰轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒ā鹘y(tǒng)的冷凍干燥過程一般分為在冷凍室內(nèi)的物料冷凍過程以及在干燥室內(nèi)的抽真空干燥過程。由于真空冷凍干燥在低壓下水分直接升華，因此賦予產(chǎn)品許多特殊的性能。如真空冷凍干燥技術(shù)對(duì)熱敏性物料亦能脫水比較徹底，且經(jīng)干燥的物料十分穩(wěn)定，便于長(zhǎng)時(shí)間貯存。由于物料的干燥在凍結(jié)狀態(tài)下完成，與其他干燥方法相比，物料的物理結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)變化極小，其組織結(jié)構(gòu)和外觀形態(tài)被較好地保存。在真空冷凍干燥過程中，物料不存在表面硬化問題，且其內(nèi)部形成多孔的海綿狀，因而具有優(yōu)異的復(fù)水性，可在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)干燥前的狀態(tài)。由于干燥過程是在較低的溫度下進(jìn)行，而且基本隔絕了空氣，因此有效地抑制了熱敏性物質(zhì)發(fā)生生物、化學(xué)或物理變化，并較好地保存了原料中的活性物質(zhì)，以及保持了原料的色澤。

傳統(tǒng)的冷凍干燥的干燥裝置主要是一個(gè)有干燥箱，干燥箱內(nèi)設(shè)置有隔架（放置被干燥物品）、干燥箱外壁面設(shè)置保溫層，干燥箱上連接有真空泵。干燥時(shí)，打開干燥箱，將需冷凍干燥的物料放入干燥箱內(nèi)的隔架上，打開真空泵開始真空干燥，待物料干燥后打開干燥箱取出物料即可。這種干燥裝置的冷凍干燥工藝需要抽真空，目的是實(shí)現(xiàn)物料中的冰升華變?yōu)樗魵獾奈锢磉^程，已達(dá)到物料的干燥。冰升華為水蒸氣除了抽真空使得冰所處的空氣壓力降低到水的三相點(diǎn)壓力來實(shí)現(xiàn)外，還可通過只降低冰所處的氣體中水蒸氣分壓力來實(shí)現(xiàn)，例如寒冷的冬季，在室外結(jié)冰的衣服會(huì)變干，此過程即為冰的升華過程，而此時(shí)室外空氣壓力為常壓，只不過冬季干燥的空氣中水蒸氣分壓力較低而已。

傳統(tǒng)的冷凍干燥過程由真空泵來抽真空會(huì)消耗大量的電力，同時(shí)真空度的保持需要很高的技術(shù)要求。本發(fā)明所涉及的新型干燥裝置可不用抽真空而實(shí)現(xiàn)冰凍物料的冰升華干燥，同時(shí)采用干熱氮?dú)庾鳛楦稍飫墒沟靡籽趸奈锪希ㄈ绻呶锪希┎槐谎趸瘬p壞。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有冷凍狀顆粒預(yù)料干燥過程需要抽真空而導(dǎo)致的耗電量大、技術(shù)要求高的缺陷，本發(fā)明提供一新型的冷凍狀顆粒物料用的干燥裝置，這種干燥裝置可不用抽真空而實(shí)現(xiàn)冰凍物料的冰升華干燥，同時(shí)采用干熱氮?dú)庾鳛楦稍飫墒沟靡籽趸奈锪希ㄈ绻呶锪希┎槐谎趸瘬p壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明干燥裝置采取的技術(shù)方案是：

一種冷凍狀顆粒物料用的干燥裝置，其特征在于，它主要包括干燥倉(cāng)、除濕器和換熱器，干燥倉(cāng)頂部設(shè)有進(jìn)料風(fēng)門、底部設(shè)有出料風(fēng)門，出料風(fēng)門與成品容器相通；除濕器一端通過濕氮?dú)夤艿琅c干燥倉(cāng)側(cè)壁頂部相通，相通處設(shè)有過濾網(wǎng)，除濕器的另一端通過干氮?dú)夤艿琅c換熱器一端的殼程相通，換熱器另一端的殼程通過干熱氮?dú)夤艿琅c干燥倉(cāng)側(cè)壁底部相通，換熱器的管程通過水管與冷凍干燥系統(tǒng)中制冷設(shè)備的冷凝器殼程相連；在干燥倉(cāng)倉(cāng)體內(nèi)下部設(shè)有網(wǎng)狀的均流板，在干熱氮?dú)夤芄苈飞显O(shè)有風(fēng)機(jī)。

上述除濕器可采用液體除濕器或者固體除濕器。

利用本發(fā)明干燥裝置對(duì)冷凍狀顆粒物料進(jìn)行干燥的方法，分為物料走向和干燥劑氮?dú)獾淖呦颍唧w如下：

第一步：首先關(guān)閉出料風(fēng)門，打開進(jìn)料風(fēng)門，同時(shí)啟動(dòng)干熱氮?dú)夤苈返娘L(fēng)機(jī)；

第二步：在風(fēng)機(jī)的作用下，來在換熱器的溫度為45℃、水蒸氣分壓力接近于零的干熱氮?dú)猓?jīng)由干熱氮?dú)夤艿辣惠斔椭粮稍飩}(cāng)側(cè)壁底部，經(jīng)由均流板的網(wǎng)孔均勻地出流到干燥倉(cāng)內(nèi)；同時(shí)來自冷凍室的冷凍狀顆粒物料通過進(jìn)料風(fēng)門進(jìn)入干燥倉(cāng)內(nèi)，在干熱氮?dú)鈿饬鞯淖饔孟拢稍飩}(cāng)內(nèi)的冷凍狀顆粒物料呈懸浮狀態(tài)，由于干熱氮?dú)鈨?nèi)水蒸氣分壓力接近于零，冷凍狀顆粒物料的冰吸取干熱氮?dú)獾臒崃可A為水蒸氣，被逐漸干燥；

在物料干燥過程中，吸收水蒸氣、溫度降低后的氮?dú)獗蛔優(yōu)闇囟葹?0℃左右的濕氮?dú)猓瑵竦獨(dú)馔ㄟ^干燥倉(cāng)側(cè)壁頂部的出口流出經(jīng)由濕氮?dú)夤鼙惠斔椭脸凉衿鳎诔凉衿鲀?nèi)濕氮?dú)庵兴魵獗怀ィ匦伦優(yōu)楦傻獨(dú)猓桓傻獨(dú)饨?jīng)由干氮?dú)夤艿辣惠斔椭翐Q熱器，在換熱器內(nèi)，干氮?dú)獗粊碜灾评湓O(shè)備冷凝器的冷凝熱加熱，溫度升高，重新變?yōu)楦蔁岬獨(dú)獗伙L(fēng)機(jī)再次輸送至干燥倉(cāng)內(nèi)，依次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)冷凍物料的干燥；

第三步：當(dāng)物料干燥程度達(dá)到要求后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)，同時(shí)打開均流孔板及出料風(fēng)門，被干燥后的物料顆粒在重力作用下，下落到成品容器內(nèi)。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案及方法，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：