一种用于颗粒状调理食品的脉冲喷动微波冻干装置及均匀化高效加工方法，属于农产品脱水及干燥机械领域。其由进料阀、挡板阀、微波加热腔体、微波源、水负载、真空干燥管、气体分布器、气体流量调节器、气-固分离器、卸料器、捕水器、制冷机、真空贮罐、真空泵、控制面板和水循环装置构成。真空干燥管是物料干燥及流动的通道，微波源均匀分布在微波加热腔体四周，真空干燥管安装在微波加热腔内。气-固分离器连接微波加热腔体内真空干燥管出口，并通过管道与捕水器连接。气体分布器安装在真空干燥管下部，并通过管道与气体流量调节器连接，气体流量通过控制面板调节。该装置实现物料在微波冻干条件下喷动、旋转，达到物料高效、均匀干燥的目的，缩短冻干周期接近50%，降低了大规模生产的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于颗粒状调理食品的脉冲喷动微波冻干装置及均匀化高效加 工方法，适用于化工、农业、食品行业颗粒物料负压微波均匀化喷动干燥，属于农产品脱水 加工及干燥机械装备领域。
技术介绍
当今常规物料特别是果蔬冻干技术及装备相对成熟。利用微波辅助冻干加工技 术及装备是提升传统果蔬脱水加工行业的一个重要方向。目前物料高效干燥研究的一般 思路主要集中在采用微波、远红外、高频等内部加热热源进行联合干燥，实现冻干过程的缩 短，达到高效、节能的目的。但高效、节能特征最显著的微波冻干存在非常显著的加热不均 匀现象(冷热点现象)，从而导致其干燥品质明显下降(过热焦化和过冷未干)，成品均匀度 仅为50%-60%，再次处理的成本大幅提高。同时，我国的出口冻干农产品加工产业存在三大 突出难题及需求(1)农产品冻干存在能耗大、干燥时间长、成本高等难题，对高效干燥技 术有强烈需求。传统冻干工艺技术及装备虽可最大限度保留脱水蔬菜产品的感官及营养品 质，但加工时间长、生产成本高，且有能耗高的缺陷，这已成为制约农产品冻干行业发展的 瓶颈。(2)农产品高效冻干存在均匀性差、成品率低、产品综合品质变劣加剧等难题，对高效 均匀干燥技术有强烈需求。单一的微波冻干，虽然微波穿透性强，但由于其加热的选择性以 及微波的尖角集中性等特点，使不同被加热物体各部分产生的热能可能产生较大的差异， 同时，微波冻干过程中存在低压气体放电现象，从而使其在工业化生产应用上受到了限制。传统冻干产品出口的综合竞争优势在下降，国际市场对高品质、低成本的冻干蔬果有强 烈需求。而本专利技术通过高真空条件下的脉冲喷动来实现物料高效冻干下的均匀、快速脱水， 使一次干燥成品均匀度达到98%以上,实现真正快速、低成本均匀干燥。张慜、孙金才，颜伟强等(专利申请号200910213559.1)公开了一种提高微波喷动 干燥颗粒状果蔬均匀膨化效果的分段方法。在不同的干燥阶段采用不同的进风量，即初始 为热风喷动预干燥，后续采用气流和微波相结合的方法干燥。通过控制干燥果蔬颗粒在气 流场和微波混合场中的运动情况，以达到提高颗粒状果蔬颗粒的膨化效果。但本专利的不 同之处为在高真空条件下实现物料的喷动、旋转，通过调整脉冲喷动的周期、气体流量调整 物料喷动效果，实现物料微波冻干的均匀性，由于物料喷动时间短(2s)，并且喷动时微波加 热停止，再者微波加热无热惰性，产品不出现塌陷现象，因此，产品品质与普通冻干基本一 致，远高于常压微波喷动干燥产品。张慜、孙金才、钟齐丰、颜伟强等(专利申请号200810244418.1)公开了提高颗粒状 果蔬微波干燥均匀性的喷动辅助方法，采用两类气流场进行微波喷动干燥，产品干燥后含 水量均在6%以下。但本专利的不同之处为在真空条件下实现物料的喷动、旋转，通过调整 脉冲喷动的周期、气体流量调整物料喷动效果。由于物料喷动时间短(2s)，并且喷动时微波 加热停止，再者微波加热无热惰性，产品不出现塌陷现象，因此，产品品质与普通冻干基本一致，并且产品干燥后含水量控制在5%以下。王玉川、时兴荣、郑小卫(授权专利号ZL 03249124. 7)公开了用于食品生产的微波 冷冻干燥设备。该设备由仓体、捕水器、微波磁控管、吊车、托板和物料托盘所构成。仓体为 适宜进、出吊车和进行大规模生产的长方体真空容器，其前面为仓门。提供蒸发热源的微波 磁控管分别排列安装在仓体的顶面和两侧，两个捕水器以交替工作和连续制冷的方式并排 固定在仓体的底部，仓体的顶面和捕水器的上表面分别固定有导轨和滑轨，两侧排列有托 板和物料托盘的吊车滑动连接于导轨与滑轨之间。但是该专利技术没能实现物料在冻干过程中 物料的运动，存在不均匀加热现象。本专利采用圆柱形微波加热腔体，工作在常压状态，阻 止了微波馈口在真空状态下低压气体放电现象，干燥腔为管道式，使产品在干燥过程中获 得均匀微波加热，脉冲喷动实现物料在冻干过程中物料的空间运动，改善微波冻干过程中 不均匀加热现象。由于物料喷动时间短(2s)，并且喷动时微波加热停止，再者微波加热无热 惰性，产品不出现塌陷现象，因此，产品品质与普通冻干基本一致。丛繁滋(申请专利号CN 200610010411. 4)公开了可用于食品药品生产的微波真空 冷冻干燥设备，该专利技术解吸阶段中，将微波加热、搁板硅油加热相结合，以搁板硅油加热为 产品的干燥品质作最后保障，不会产生微波过热影响产品品质的现象。但是该专利技术没能实 现物料在冻干过程中物料的运动，存在不均匀加热现象，另外干燥时间比单一的微波冻干 时间长。本专利采用圆柱形微波加热腔体，工作在常压状态，阻止了微波馈口在真空状态 下低压气体放电现象，干燥腔为管道式，使产品在干燥管内获得均匀微波加热，脉冲喷动实 现物料在冻干过程中物料的空间运动，改善微波冻干过程中不均匀加热现象。由于物料喷 动时间短(2s)，并且喷动时微波加热停止，再加微波加热无热惰性，产品不出现塌陷现象， 因此，产品品质与普通冻干基本一致，并且干燥时间比微波加热、搁板硅油加热相结合方式 短。张慜、段续、范柳萍(授权专利号ZL 200610088075. 5)公开了一种缩短果蔬粉微波 冷冻干燥时间的方法。通过对速冻前的浆状果蔬，植入高介电系数的纳米氧化钛陶瓷，并 添加介电常数较高的氨基酸、糖或盐，提高浆状果蔬的介电内核，缩短微波真空冷冻干燥周 期。该专利改变了浆状果蔬的成分，并且原料仅限于浆状果蔬混合物微波冻干，另外该专利 对微波冻干均匀性没有提到。但本专利的不同之处为在真空条件下实现物料的喷动、旋转， 不改变物料的成分，通过调整脉冲喷动的周期、气体流量来调整物料在冻干过程中不同干 燥阶段的喷动效果，实现物料微波冻干均匀。张慜、王玉川(授权专利号ZL 201010572843. O)公开了一种负压微波均匀喷动干 燥装置及应用。该专利所述装备采用圆柱形微波加热腔体，干燥腔为管道式，使产品在干燥 过程中获得均匀微波加热，真空系统采用水循环式真空泵。通过调整干燥管内真空度、气 流速度实现物料在真空状态下连续地喷动、旋转、流动，改善了传统产品静止或转盘式微波 真空干燥过程中不均匀加热现象，适用于颗粒物料的微波真空干燥。真空贮罐真空度仅为 4_5kPa;但本专利采用圆柱形微波加热腔体，工作在常压状态，阻止了微波馈口在真空状态 下低压气体放电现象，干燥腔为管道式，使产品在冻干过程中获得均匀微波加热，真空系统 采用低温捕水器及获得高真空的油封式真空泵。真空压力波动范围为80-1500Pa。脉冲喷 动实现物料在冻干过程中物料的空间运动，通过调整脉冲喷动的周期、气体流量实现物料 在微波冻干过程中不同干燥阶段达到同样的喷动效果，因此可获得均匀的微波冻干产品，同时由于物料喷动时间短(2s)，并且喷动时微波加热停止，再者微波加热无热惰性，产品不出现塌陷现象，因此，其产品品质与普通冻干的产品品质基本一致。李树君；曹有福；杨炳南等(申请专利号201010101353. 6)公开了一种微波真空冷冻干燥设备，所述专利微波真空冷冻干燥装置包括微波谐振腔及真空仓，所述真空仓部分设置在所述微波谐振腔内，所述真空仓可实现微波屏蔽与真空密封的双重功能，以保证微波真空冷冻干燥的冻干条件。该专利采用传统盘模式，没能实现物料在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于颗粒状调理食品的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于本装置由进料阀（1）、挡板阀（2），微波加热腔体（3）、微波源（4）、水负载管（5）、真空干燥管（6）、气体分布器（7）、带有氮气源的气体流量调节器（8）、气?固分离器（9）、卸料器（10）、捕水器（11）、制冷机（12）、真空贮罐（13）、真空泵（14）、控制面板（15）和水循环装置（16）构成；进料阀（1）位于挡板阀（2）上部，挡板阀（2）位于微波加热腔体（3）上方，挡板阀（2）加工成孔板，防止干燥过程中颗粒流失；挡板阀（2）通过管道与真空干燥管（6）进口连接；微波加热腔体（3）是圆柱型容器，微波加热腔体（3）两端用封头密封；微波源（4）均匀分布于微波加热腔体（3）四周四个方向，并按长度方向均匀交替分布，每个方向分布微波源数量为2?10个；水负载管（5）为PP材质管，安装在微波加热腔体（3）内，与真空干燥管（6）平行，水负载管（5）与水循环装置（16）连接；真空干燥管（6）垂直安装在微波加热腔体（3）内，真空干燥管（6）是物料干燥及流动的通道；气体分布器（7）位于真空干燥管（6）下部，气体分布器（7）通过管道与带有氮气源的气体流量调节器（8）相连接；气?固分离器（9）位于微波加热腔体（3）右部，气?固分离器（9）通过管道与真空干燥管（6）出口相连，气?固分离器（9）右边连接捕水器（11），气?固分离器（9）下部连接卸料器（10）；制冷机（12）及真空贮罐（13）通过管道与捕水器（11）相连接；真空泵（14）通过管道与真空贮罐（13）连接；控制面板（15）控制本装置在脉冲喷动微波冻干过程中的真空压力及波动范围、微波功率、脉冲喷动气体流量与喷动周期的设定及自动调节。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张慜，卢利群，王玉川，孙金才，张卫明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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