專利名稱：微波干燥器和微波干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波干燥技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種快速節(jié)能干燥物料的微波干燥器與微波干燥方法。
背景技術(shù)：
在目前對(duì)濕度含量通常為75% 85%的有機(jī)廢棄物品的處理是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題， 雖然已有各種各樣的熱處理方法，但這些方法都需要對(duì)廢棄物進(jìn)行初步的干燥處理，這樣做法需要消耗相當(dāng)多的能量。在滿足環(huán)保條件的前提下，利用微波干燥器械中的熱輻射能量而處理上述物料可達(dá)成節(jié)能和減廢的情況。所述微波是指頻率在300MHz 300GHz、波長(zhǎng)為Imm Im的電磁波。它的干燥原理是微波發(fā)生器將微波輻射到待干燥的物料上，當(dāng)微波射入物料內(nèi)部時(shí)，由于被加熱介質(zhì)物料中的水分子是極性分子，微波使物料內(nèi)的水等極性分子按微波頻率作同步旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)；在快速變化的高頻電磁場(chǎng)作用下，上述極性分子的取向?qū)㈦S著外電場(chǎng)的變化而變化，造成極性分子的運(yùn)動(dòng)和相互摩擦效應(yīng)。此時(shí)微波的場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為極性分子介質(zhì)內(nèi)的熱能，導(dǎo)致物料內(nèi)部和表面同時(shí)升溫，產(chǎn)生熱化和膨化等一系列物化過(guò)程，使大量的水分子從物料中蒸發(fā)逸出，從而達(dá)到微波加熱干燥的目的。微波加熱是使被加熱物體本身成為發(fā)熱體，稱之為整體加熱方式，它不需要熱傳導(dǎo)的過(guò)程，因此能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到均勻加熱。這一特點(diǎn)可使熱傳導(dǎo)較差的物質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)得到加熱干燥，能量的利用率得到提高，還可以使加熱爐的尺寸比常規(guī)加熱爐要小。同時(shí)， 當(dāng)物料在微波電磁場(chǎng)作用下，物料整體溫度上升。此時(shí)，由于物料表面水分蒸發(fā)，致使表面溫度降低；從而造成一個(gè)內(nèi)高外低的溫度梯度，這個(gè)梯度的方向正好與水分蒸發(fā)的方向一致。所以微波加熱的效率極高。中國(guó)專利申請(qǐng)No. 200610048560. X(公開(kāi)號(hào)為CN10112M40A)，公開(kāi)了一種自流無(wú)微波泄漏微波加熱干燥器，該干燥器的主體為一入口在上、出口在下的物料自流管道，管道的入口處裝配有加料漏斗裝置，管道的出口處裝配有旋轉(zhuǎn)葉輪式防微波泄漏排料裝置，在管道上還串裝有至少兩套對(duì)流過(guò)的物料進(jìn)行微波照射干燥的微波干燥裝置?？梢?jiàn)，該發(fā)明的干燥器可用于顆粒物料和粉狀的(加熱)干燥，其物料通道的垂直(傾斜)布置可以實(shí)現(xiàn)物料在機(jī)內(nèi)的自動(dòng)下落流動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、物料流速(即加熱干燥時(shí)間)便于控制等特點(diǎn)，并具有較高的(加熱)干燥均勻性和較好的節(jié)能效果。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)No. 02100566. 4(公開(kāi)號(hào)CN1436996)公開(kāi)了一種鼓氣式微波干燥裝置，包括一微波干燥爐，其內(nèi)腔四壁上噴涂一層聚四氟乙烯，位于微波干燥爐底壁上的旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)盤(pán)上放置一瓶式干燥容器，其上部瓶頸穿過(guò)微波干燥爐上壁開(kāi)孔伸出微波干燥爐外，在瓶頸與微波干燥爐上壁的接觸處及瓶頸上端口部分別設(shè)有微波抑制器，微波抑制器的端面上設(shè)有微孔，瓶式干燥容器內(nèi)下部安裝一水平放置的帶有微孔的氣體分布板，一進(jìn)氣管依次穿過(guò)微波抑制器和氣體分布板至瓶式干燥容器底部；所述微波干燥爐的功率為 200 700W，該發(fā)明對(duì)干燥過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣及熱量及時(shí)排除，避免物料內(nèi)部因水蒸氣、熱量積聚所導(dǎo)致的過(guò)熱現(xiàn)象，保證干燥物料品質(zhì)。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)No. 200610160006. 0(公開(kāi)號(hào)為CN101210771)公開(kāi)了一種微波
干燥設(shè)備，其中在機(jī)架上設(shè)置有圓環(huán)形箱體，其內(nèi)呈大半扇環(huán)形的腔體中有固定板，固定板上設(shè)置有至少9套微波波導(dǎo)裝置和微波發(fā)生器總成，微波波導(dǎo)裝置均布且相錯(cuò)布置在固定板上，固定板下方為微波干燥腔，微波干燥腔的下方設(shè)置有加熱旋轉(zhuǎn)裝置，它由變頻電機(jī)及加熱轉(zhuǎn)盤(pán)組成，在圓環(huán)形箱體的中部設(shè)置有排濕機(jī)構(gòu)，而在圓環(huán)形箱體內(nèi)呈小半扇環(huán)形的腔體中設(shè)置有左、右微波抑制器及裝卸物料區(qū)。該設(shè)備能使微波輻射均勻，可有效地提高加熱的均勻性，且通用性強(qiáng)。并且它結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，且物料裝卸方便，便于連續(xù)生產(chǎn)。上述現(xiàn)有技術(shù)微波干燥設(shè)備的缺點(diǎn)是物料的干燥時(shí)間仍然很長(zhǎng)，或者需要將物料分批放入干燥設(shè)備中，不能連續(xù)地送入物料。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的干燥器及干燥方法的目的是在短時(shí)間內(nèi)充分地干燥大量物料并且進(jìn)一步降低所消耗的能量，提供能量的利用效率。以相對(duì)短的時(shí)間干燥物料可以使對(duì)物料的損害較小，并且可達(dá)到最良好的干燥效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種微波干燥器，包括具有輸入口的物料收集箱，待干燥的物料從所述輸入口放入到物料收集箱中；干燥器主體，所述干燥器主體中含有在主體內(nèi)壁上設(shè)置的微波振動(dòng)頭，利用微波振動(dòng)頭發(fā)出的微波將待干燥的物料進(jìn)行干燥處理；螺旋推進(jìn)器，連接到所述物料收集箱和所述干燥器主體，用于將來(lái)自物料收集箱的待干燥物料送到所述干燥器主體中；和鼓風(fēng)機(jī)，用于向干燥器主體中送入空氣以將輸入的待干燥物料吹散。所述干燥器主體還包括微波振動(dòng)頭的功率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，用于調(diào)整微波振動(dòng)頭的功率。所述螺旋推進(jìn)器由電動(dòng)機(jī)和變速箱驅(qū)動(dòng)，所述變速箱利用齒輪大小的比例而改變螺旋推進(jìn)器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。所述螺旋推進(jìn)器是斜向上布置的，將物料收集箱中的待干燥物料從螺旋推進(jìn)器的底部向上輸送到干燥器主體中，所述螺旋推進(jìn)器在輸送物料時(shí)還對(duì)物料進(jìn)行擠壓，使物料同時(shí)受到重力和螺旋推進(jìn)器的擠壓作用，以在輸送過(guò)程中擠出部分水分，其中從螺旋推進(jìn)器的輸出口中向干燥器主體輸出條形膏狀的物料。所述螺旋推進(jìn)器的輸出口的尺寸是可調(diào)整的，以便向干燥器主體的物料輸入口輸送不同直徑的條形膏狀物料。所述干燥器主體的形狀為圓柱形、長(zhǎng)方體或正方體。所述干燥器主體中含有多個(gè)微波振動(dòng)頭，其中在從干燥器主體的上方俯視時(shí)，所述多個(gè)微波振動(dòng)頭被均勻布置在主體的內(nèi)壁上；而在從干燥器主體的側(cè)面看時(shí)，所述多個(gè)微波振動(dòng)頭布置在干燥器主體內(nèi)壁的不同高度位置，從而使干燥器主體中能夠產(chǎn)生均勻分布的微波場(chǎng)。優(yōu)選地，所述多個(gè)微波振動(dòng)頭是三個(gè)微波振動(dòng)頭。所述微波振動(dòng)頭的功率為1800 2000瓦特，頻率為915MHz M50MHz。所述干燥器主體的內(nèi)壁或外壁上涂有一或多層鋁箔片、晶化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(CPET)或聚四氟乙烯(PTFE)涂層，以屏蔽微波，使微波不會(huì)泄露到主體以外。
所述干燥器主體還包括在主體外壁上的開(kāi)關(guān)和增壓電源。所述干燥器主體還包括位于其頂部的物料排出口，用于輸出被干燥后的物料。
所述干燥器主體還包括熱氣抽取口，該熱氣抽取口連接到所述鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)將從主體中抽取的熱氣重新送到主體中。所述微波干燥器還包括在所述熱氣抽取口附近的水汽格，用于儲(chǔ)存從熱氣中凝結(jié)的水分。所述干燥器主體還包括一個(gè)圓錐形、橢圓錐形或罩形的管風(fēng)屏以及一個(gè)圓盤(pán)形或橢圓形的底座；所述管風(fēng)屏的錐頂向上，但沒(méi)有底面，是空心的錐形；所述管風(fēng)屏與所述底座之間具有一定的間隙，以使熱氣或空氣吹出。優(yōu)選地，所述干燥器主體中多個(gè)微波振動(dòng)頭，在從干燥器主體的上方俯視時(shí)，被均勻布置在主體的內(nèi)壁上；在從干燥器主體的側(cè)面看時(shí)，被均勻布置在所述管風(fēng)屏與所述干燥器主體頂部之間的不同高度位置，從而使干燥器主體中能夠產(chǎn)生均勻分布的微波場(chǎng)。在所述管風(fēng)屏的錐形邊緣含有多個(gè)支腳，分別安裝到所述底座周?chē)闹_上。所述底座是一個(gè)中間稍向下凹的圓盤(pán)狀物體，在底座的中心位置有一個(gè)孔，該孔連接到熱氣輸入口和排放口，所述排放口用于排出物料干燥后的殘?jiān)退龅鬃械乃郑鰺釟廨斎肟谕ㄟ^(guò)管道與鼓風(fēng)機(jī)相連接，用于輸入從所述鼓風(fēng)機(jī)送到干燥器主體中的空氣；所述底座的側(cè)邊與所述主體的側(cè)壁或底部相連接。其中，將所述熱氣輸入口與所述鼓風(fēng)機(jī)相連接的所述管道是直管、U形管或η形管。本發(fā)明還提供了一種干燥物料的微波干燥方法，包括以下步驟(1)將待干燥物料后放入微波干燥器的物料收集箱中；( 使用螺旋推進(jìn)器將待干燥物料從所述物料收集箱送到干燥器主體中，同時(shí)擠壓出所述待干燥物料的部分水分，其中利用螺旋推進(jìn)器輸出口中的小孔控制送到所述干燥器主體中的待干燥物料的尺寸；C3)使用鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力把送到所述干燥器主體中的待干燥物料吹散，懸浮在干燥器主體中；(4)利用所述干燥器主體中的微波振動(dòng)頭產(chǎn)生的微波對(duì)懸浮的待干燥物料進(jìn)行干燥處理；( 將干燥后的物料從干燥器主體上部的物料排出口取出。所述待干燥物料在進(jìn)入所述干燥器主體時(shí)被擠壓為條形膏狀的形狀。所述鼓風(fēng)機(jī)還從所述干燥器主體的熱氣排風(fēng)口抽出熱空氣，將所述熱空氣中的水分留在水氣格內(nèi)，然后將熱空氣再吹進(jìn)所述干燥器主體內(nèi)，循環(huán)加熱。當(dāng)所述鼓風(fēng)機(jī)吹入的風(fēng)進(jìn)入所述干燥器主體之后，經(jīng)進(jìn)風(fēng)口位置吹向一個(gè)管風(fēng)屏，經(jīng)所述管風(fēng)屏阻擋后，風(fēng)向會(huì)橫向管風(fēng)屏四周作旋轉(zhuǎn)，氣流從在管風(fēng)屏邊緣的出風(fēng)邊位置沿干燥器主體的內(nèi)壁向上引升，在所述干燥器主體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)干燥器主體內(nèi)的微波能旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的微波干燥器有以下優(yōu)點(diǎn)快速均勻的全方位加熱、適宜的加熱條件、無(wú)局部溫度峰、電源切斷迅速，實(shí)現(xiàn)快速過(guò)程控制、微波反應(yīng)器比傳統(tǒng)反應(yīng)器體積小、運(yùn)行操作費(fèi)用及損耗低。上述特性決定了本發(fā)明的微波干燥器生產(chǎn)率高、功效大、體積小、投資小、運(yùn)行費(fèi)用及損耗低。微波干燥的物料種類繁多，成分和狀態(tài)也各不相同，按形狀分有液狀、糊狀、漿狀、 粒狀、片狀、粉狀；按類型分有蔬菜、水果、谷物、藥品、水產(chǎn)品和農(nóng)副產(chǎn)品；就尺寸而言可以小到菜籽，大到人參、蘑菇。微波干燥的研究表明，物料的大小、形狀、數(shù)量、水分和在微波爐諧振腔中的位置對(duì)干燥效果均有一定影響。因此微波干燥應(yīng)根據(jù)物料的特性，例如介電特性、熱物理特性、含水率和形狀、大小等，選擇干燥工藝和參數(shù)。本發(fā)明的微波干燥器可以用于任何有機(jī)物品種類和生物物料，尤其是谷類食物垃圾中的有機(jī)物質(zhì)，即生活垃圾；亦可以應(yīng)付有多種廢物，處理、回收、加工再造；提取蒸發(fā)消毒殺菌；對(duì)農(nóng)產(chǎn)品干燥儲(chǔ)存。


圖1是本發(fā)明的微波干燥器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的微波干燥器中的罩形風(fēng)屏的頂部。圖3是本發(fā)明的微波干燥器中的罩形風(fēng)屏的底座。圖4是本發(fā)明的微波干燥器主體的透視圖。
具體實(shí)施例方式下面先簡(jiǎn)單描述微波頻率的定義、相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍和有關(guān)法則。在基本方程的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出波動(dòng)方程和一些相關(guān)問(wèn)題的解決，進(jìn)而介紹微波穿透深度和能量吸收的概念， 這兩個(gè)概念與在微波和材料之間產(chǎn)生的熱效應(yīng)的關(guān)系，然后對(duì)微波應(yīng)用的一般裝置，包括微波源、波導(dǎo)、輻射器進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。微波是一種頻率在300MHz到300GHz的電磁波，介乎低頻的無(wú)線電波和高頻的紅外線及可見(jiàn)光之間，因而微波屬于非電離輻射。微波系統(tǒng)一般主要包括三個(gè)組成部分，包括微波源、波導(dǎo)和輻射器。微波源即磁控管，由一個(gè)真空管所組成，真空管中心是一個(gè)具有高輻射源(即能夠發(fā)射出電子)的陰極管。在陰極管周?chē)植贾哂刑囟ńY(jié)構(gòu)的陽(yáng)極，這些陽(yáng)極形成了諧振腔，并與邊緣場(chǎng)耦合而產(chǎn)生微波諧振頻率。由于強(qiáng)電場(chǎng)作用，使輻射的電子被迅速加速。 但由于存在正交的磁場(chǎng)，電子會(huì)發(fā)生偏離，結(jié)果產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)。選擇適宜的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，可使諧振腔從電子中獲得能量。該現(xiàn)象類似于對(duì)著空瓶吹口哨獲得悅耳的回聲。儲(chǔ)存的電磁能量可以借助圓環(huán)天線，通過(guò)諧振腔傳輸?shù)讲▽?dǎo)或同軸線中。磁控管的輸出功率由電流或磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)控制。最大功率通常受到陽(yáng)極溫度的限制，要確保陽(yáng)極不被熔化。對(duì)于頻率為 2 45GHz的微波，采用空氣或水冷卻電極時(shí)，功率分別限制為1. 5kff和25kW。在915MHz 頻率的磁控管中有更大的諧振腔，因?yàn)榈椭C振頻率意味著更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，這樣單位面積可獲得更高的能量，但現(xiàn)有技術(shù)中常常由于匹配不合理而使得微波加熱效率較低。波導(dǎo)電磁波可以利用傳播線路(如同軸電纜)和波導(dǎo)來(lái)傳播，由于波導(dǎo)在傳輸高頻電磁波(包括微波)時(shí)有較低的損耗，因而可用于微波能的傳輸。原則上波導(dǎo)是橫截面為圓形或矩形的中空導(dǎo)體，其內(nèi)部尺寸的大小決定最小傳輸頻率(所謂的截止頻率)，由波動(dòng)方程和相應(yīng)的邊界條件(低于該條件不能傳播)確定。對(duì)于寬度和a和高度b的矩形波導(dǎo)，可推導(dǎo)出截止頻率fc。在波導(dǎo)內(nèi)波的傳輸形式稱為模式，它決定電磁場(chǎng)在波導(dǎo)內(nèi)的分布。這些模式可分為橫向電場(chǎng)(TE)和橫向磁場(chǎng)(TM)，分別來(lái)描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)的傳播方向。 最常用的波導(dǎo)是矩形相交場(chǎng)，其寬度a為高度b的兩倍，用TEltl來(lái)表示。微波輻射器和調(diào)諧器當(dāng)微波在被加熱材料的縫隙中穿行，并最終被阻止時(shí)，波導(dǎo)本身就可以作為微波加熱的輻射器。由于電磁場(chǎng)的位置隨時(shí)間而變化，因而這種構(gòu)造被稱為行波裝置。只有當(dāng)有壁流線阻隔，且狹縫超過(guò)一定尺寸時(shí)，狹縫處才會(huì)產(chǎn)生微波輻射，這一輻射也是可以避免的。在微波利用設(shè)備的領(lǐng)域內(nèi)，常見(jiàn)的駐波設(shè)備還有狹縫排列(切斷壁面)。在從輻射器到微波源的傳輸過(guò)程之中，為了獲得高吸收能和低反射的微波，具有一定負(fù)荷的輻射器的阻抗必須與相應(yīng)波源和波導(dǎo)阻抗相匹配，為達(dá)到這種狀態(tài)，引入能量反射，使得能量與負(fù)載達(dá)到高效匹配。由于在加工過(guò)程中負(fù)荷的變化，要求不斷控制這種匹配或?qū)ζ骄d荷優(yōu)化。因此要阻止剩余反射能的返回，并防止微波源過(guò)熱?？墒褂铆h(huán)行器(與微波穿行有關(guān)的裝置)， 使得入射波通過(guò)，而反射波進(jìn)入附加載荷(多數(shù)是水分)。另外通過(guò)附加載荷的加熱情況， 可以確定反射能量。根據(jù)電磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)，一般將輻射器分為三類近場(chǎng)輻射器、單模輻射器和多模輻射
ο微波在材料中的穿透深度與頻率成反比例。也就是說(shuō)，短波比長(zhǎng)波穿透物料的深度要淺。另外，電磁波在含水量高的物料中穿透深度不會(huì)太深，因?yàn)闈裎锪蟽?nèi)部介電常數(shù)和損耗因子相對(duì)都很高。在評(píng)估一定頻率的電磁場(chǎng)是否能對(duì)具體物料進(jìn)行均勻加熱時(shí)，穿透深度是一個(gè)很重要的概念。濕物料中的水分通常被分成三類1)細(xì)胞間的自由水2)處于自由水和結(jié)合水之間可移動(dòng)的水層3)結(jié)合水。細(xì)胞間的自由水分子的介電性與液態(tài)水的介電性很相似，而結(jié)合水的介電性卻像冰一樣。一般說(shuō)當(dāng)水分含量降低到一個(gè)臨界值時(shí)，物料介電性也迅速降低。在低于臨界水分含量時(shí)，變化對(duì)損耗因子影響不大。然而高溫能提高結(jié)合水的流動(dòng)性，從而減小這一臨界水分值。因?yàn)閾p耗因子隨水分含量降低而減小，所以干燥物品將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的能力降低。在微波烘干過(guò)程中則恰恰相反，物料的潮濕部分比干燥部分能將更多微波能轉(zhuǎn)化為熱能。這可以解決熱風(fēng)烘干過(guò)程中普遍存在的水分分配不均勻問(wèn)題，因?yàn)闊犸L(fēng)烘干物料的內(nèi)部比表面要潮濕些。這也會(huì)顯著縮短烘干時(shí)間。在微波烘干過(guò)程中溫濕度變化有利于理解物品和電磁場(chǎng)間的相互作用，有利于計(jì)算產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，殺菌、消毒、再加熱和干燥過(guò)程系統(tǒng)的控制。微波加熱的速率和加熱不均勻性受加熱設(shè)備因素和負(fù)載特性(如大小、形狀、介電性能等)的影響。任意一種參數(shù)的改變都會(huì)顯著影響微波加熱過(guò)程，這里最有意義也是最實(shí)用的機(jī)理包括電介質(zhì)極化、偶極子極化、界面極化、傳導(dǎo)效應(yīng)和組合效應(yīng)。利用高頻微波可以對(duì)材料進(jìn)行加熱，熱效應(yīng)由微波場(chǎng)中材料的電子相互作用產(chǎn)生的。這兩種主要效應(yīng)都是由熱效應(yīng)的互相作用引起的。以碳原子中的電子為例，如果帶電離子能夠毫無(wú)阻礙地穿過(guò)材料的話，這個(gè)電場(chǎng)中就會(huì)有電流形成，如果被束縛在材料的某一區(qū)域的話，電場(chǎng)就會(huì)驅(qū)使它們運(yùn)動(dòng)直至與場(chǎng)力平衡，這種運(yùn)動(dòng)最終會(huì)引起材料中偶極子偏振。在微波輻射下，電子傳導(dǎo)和偶極子極化都可以產(chǎn)生熱效應(yīng)。微波加熱和微波光譜學(xué)是截然不同的。另外，具有特殊能量(特殊的頻率)的光子會(huì)激起氣相分子旋轉(zhuǎn)程度的改變，從而引起量子化現(xiàn)象； 而固體和液體中物質(zhì)對(duì)微波的吸收則要依賴于微波的頻率，這個(gè)吸收過(guò)程無(wú)法量子化，不是依靠直接對(duì)光子的吸收來(lái)完成加熱。而材料在加熱過(guò)程中似乎是由于高頻電場(chǎng)的作用， 所以可以用經(jīng)典分析方法分析。
在低頻波輻照下，受電場(chǎng)的作用，偶極子因重新排列而做出反應(yīng)，同時(shí)分子也因而獲得能量，其中的一些能量從分子的碰撞損失了，所以總的熱效應(yīng)很小。在高頻電場(chǎng)的作用下，偶極子沒(méi)有充足的時(shí)間對(duì)電場(chǎng)做出反應(yīng)，偶極子也就無(wú)法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，無(wú)法形成分子運(yùn)動(dòng)，從而沒(méi)有能量傳遞，所以也就沒(méi)有加熱效應(yīng)。在高低兩個(gè)頻率極限之間，存在著偶極子有足夠時(shí)間做出響應(yīng)的頻率區(qū)間，就是微波頻率。在微波頻率區(qū)間內(nèi)，微波的頻率足夠低， 從而有足夠的時(shí)間使偶極子旋轉(zhuǎn)。如果頻率過(guò)高，旋轉(zhuǎn)就不能完全跟上頻率變化。當(dāng)偶極子剛剛適應(yīng)在電場(chǎng)中的排列時(shí)，電場(chǎng)就改變了方向，于是電場(chǎng)力和偶極子之間剛剛達(dá)到的平衡隨即被打破。這種穩(wěn)定性的改變導(dǎo)致偶極子隨機(jī)碰撞，從而完成了電介質(zhì)加熱這過(guò)程。固體中分子偶極子不能像液體中的分子偶極子一樣自由地旋轉(zhuǎn)，而是被束縛在一定的由勢(shì)壘分開(kāi)的平衡位置上。固體中這種行為的理論處理正在被公式化，而且和液體的公式相似，這就是說(shuō)固體偶極子有兩個(gè)可能的方向。為了理解微波干燥的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，申請(qǐng)人將它與現(xiàn)有技術(shù)的氣流干燥法相比較，氣流干燥操作分為三個(gè)階段。第一階段是一個(gè)單位表面積上干燥速度恒定的時(shí)期。在此階段，顆粒內(nèi)部水分因毛細(xì)作用從內(nèi)部連續(xù)不斷地流出，而物料表面保持濕潤(rùn)。決定和制約這個(gè)“恒速區(qū)”干燥速度的因素(即表述氣流狀態(tài)的因素)有溫度、相對(duì)濕度和氣流速度，改變其中任何一項(xiàng)參數(shù)，都可以使物料的干燥速度產(chǎn)生顯著的變化。在下一個(gè)階段，形勢(shì)發(fā)生了急劇的變化。這個(gè)階段需要處理兩個(gè)同時(shí)存在的輸送問(wèn)題在水分(水蒸氣)必須從物料內(nèi)部移動(dòng)到表面以被氣流帶出的同時(shí)，蒸發(fā)水分所需的熱量也必須從物料表面?zhèn)鲗?dǎo)到內(nèi)部。在這個(gè)過(guò)程中，蒸發(fā)面不斷向物料的中心移動(dòng)，這使得上述兩種輸送中的傳輸距離越來(lái)越短，而且蒸發(fā)表面積不斷減少，結(jié)果干燥速度迅速下降。 這一階段稱為“一次降速區(qū)”。這種情況下，提高干燥速度是不容易的。如果希望傳遞更多的能量(熱)，則不得不采取更大的溫度梯度。這就意味物料的表面會(huì)過(guò)熱或過(guò)早被完全干燥，導(dǎo)致變質(zhì)的情況(變黑或成碳質(zhì))。這稱為“二次降速區(qū)”。在二次降速區(qū)中，已經(jīng)沒(méi)有多少自由水。水分只能通過(guò)緩慢擴(kuò)散到內(nèi)表層(如果存在的話)，在此處解吸后通過(guò)毛細(xì)管擴(kuò)散到物料表面。與氣流干燥法相比，微波干燥主要是在兩個(gè)降速區(qū)產(chǎn)生巨大差異。微波以不同的方式傳遞能量，微波可以穿透待干燥物料，并且對(duì)物料的整體作全方位加熱。物料的濕潤(rùn)區(qū)域比干燥區(qū)域更容易吸收微波。因此，傳統(tǒng)情況下干燥物料中的溫度梯度在微波干燥中被倒置，使物料中心比周邊更熱。這加速了輸送速度。如果在微波干燥中再附加熱氣流干燥， 則整體運(yùn)作的輸送機(jī)理就完全改變了。如果一些物體(比如液態(tài)水)含有電極性分子并且這些分子可自由振蕩，那么他們可被微波爐加熱。當(dāng)這些物體被置于微波傳播空間中，在微波高頻振蕩(微波爐常采用 2. 45GHz的微波)的電磁場(chǎng)作用下，物體中的電極性分子(尤其是水分子，可出色地對(duì)微波作出響應(yīng))的方向會(huì)隨振蕩電場(chǎng)一起振動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng))，一個(gè)分子的固有電磁場(chǎng)被改變并影響鄰近分子，于是分子們也會(huì)有平動(dòng)，這種平動(dòng)是分子群體溫度的主要來(lái)源。雖然非電極性分子也會(huì)因電場(chǎng)產(chǎn)生一些位移極化，但這本身對(duì)分子群體的溫度幾乎沒(méi)有貢獻(xiàn)。有的物料本身就有自由的電極性分子，因此可以被微波直接加熱；其他物料只要與水均勻混合，也可以通過(guò)水間接地被微波加熱。同步加熱對(duì)不透明固體來(lái)說(shuō)，微波可以達(dá)到離物料表面至少幾厘米的物料內(nèi)部，對(duì)這些部位同時(shí)加熱。這不同于電烤箱的紅外線或可見(jiàn)光，它們只能到達(dá)這些固體的表面， 因此只能從外向里傳輸熱量加熱物料。以上所述是本發(fā)明的微波干燥器的工作原理。根據(jù)以上原理，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種微波干燥器，它是一種利用微波加速提取水分的干燥設(shè)備，其中包括入料糟以將要干燥物料放進(jìn)容器，提取物料中的水分。圖1顯示了本發(fā)明的微波干燥器的結(jié)構(gòu)示意圖。該微波干燥器包括一個(gè)具有輸入口 Ia的物料收集箱1和一個(gè)干燥器主體6。已被清潔后的待干燥處理的物料(例如垃圾) 從輸入口 Ia放入物料收集箱，其中可以對(duì)物料進(jìn)行切碎、攪拌等處理。物料收集箱1中的物料通過(guò)一個(gè)螺旋推進(jìn)器2送到干燥器主體6中。螺旋推進(jìn)器2由電動(dòng)機(jī)3a和變速箱北驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)3a的功率例如是3匹和1300轉(zhuǎn)，變速箱北利用齒輪大小的比例而改變螺旋推進(jìn)器2的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，例如1比70轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，螺旋推進(jìn)器2是斜向上布置的，物料從螺旋推進(jìn)器的底部向上推進(jìn)，同時(shí)受到重力和螺旋推進(jìn)器2的擠壓作用，以便使從輸出口 Ib中輸出條形膏狀的物料，同時(shí)擠出物料中的一些或大部分水分，便于物料被微波干燥。本發(fā)明的微波干燥器可以每天M小時(shí)、每周7天不停地工作，其處理量可高達(dá)20 噸/天04小時(shí))。螺旋推進(jìn)器的輸出口 Ib與干燥器主體6的輸入口 7相連接，所述輸出口 Ib可以具有不同尺寸的孔，以便向輸入口 7輸送不同直徑的條形膏狀物料。圖4是本發(fā)明的微波干燥器主體的透視圖，但為了清楚起見(jiàn)，位于微波干燥器主體6中的各個(gè)部件仍然以實(shí)線繪出。如圖1和圖4所示，所述干燥器主體6 —般為圓柱形， 其直徑約為1米，也可以是其它適合的形狀，如長(zhǎng)方體、正方體等。所述干燥器主體6包括在主體外設(shè)置的電源12、在主體內(nèi)壁上設(shè)置的多個(gè)微波振動(dòng)頭13，即微波源。優(yōu)選地，所述主體6中含有3個(gè)微波振動(dòng)頭。如果從主體6的上方俯視，可以看到三個(gè)微波振動(dòng)頭被均勻布置在主體的內(nèi)壁上；而從主體6的側(cè)面來(lái)看，三個(gè)微波振動(dòng)頭布置在主體內(nèi)壁的不同高度位置，從而使主體6中能夠產(chǎn)生均勻分布的微波場(chǎng)。本發(fā)明的微波干燥器中使用的微波振動(dòng)頭的功率可以高達(dá)1800 2000瓦特，微波振動(dòng)頭的頻率優(yōu)選為915MHz M50MHz。所述微波干燥器的主體6可以是金屬制成的，如鋁或不銹鋼；也可以是絕緣材料如塑料或樹(shù)脂制成的。在主體6的內(nèi)壁或外壁上可以涂上一層鋁箔片，以屏蔽微波，使微波不會(huì)泄露到主體以外。另外，還可以用晶化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(CPET)或PTFE(聚四氟乙烯)涂層來(lái)代替所述鋁箔片。替換地，主體6的內(nèi)壁或外壁上也可以安裝其它類型的屏蔽部件，如金屬網(wǎng)罩等。根據(jù)本發(fā)明，微波場(chǎng)形成在由所述管風(fēng)屏14與主體6的頂部以及上述安裝有微波振動(dòng)頭的側(cè)壁所形成的空間中。如上所述，多個(gè)微波振動(dòng)頭布置在主體內(nèi)壁的不同高度位置，優(yōu)選地，在各個(gè)微波振動(dòng)頭的高度位置均勻布置在所述管風(fēng)屏14的邊緣與主體6的頂部之間，但位于主體6的不同徑向方向上。在包含三個(gè)微波振動(dòng)頭且所述主體6的直徑為1米時(shí)，最高位置的微波振動(dòng)頭布置在距離主體6頂部約1英尺的地方，而最低位置的微波振動(dòng)頭布置在比最高的微波振動(dòng)頭低約2. 5英尺的地方，第三個(gè)微波振動(dòng)頭的高度位于前述最低和最高的兩個(gè)微波振動(dòng)頭之間約一半的地方。各微波振動(dòng)頭之間的距離也約為1米或3英尺。
在主體6的外壁上還可以安裝開(kāi)關(guān)11和增壓電源12。開(kāi)關(guān)11上包括微波干燥器的主電源開(kāi)關(guān)，還可以包括微波振動(dòng)頭13的功率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。增壓電源12用于將輸入的例如50HZ/220VAC的市電電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)微波振動(dòng)頭的適當(dāng)電壓。在主體6的頂部包括一個(gè)物料排出口 10，用于輸出被干燥后的物料。干燥后的物料一般是顆粒狀或粉末狀的。主體6的內(nèi)部還含有一個(gè)熱氣抽取口 K，該熱氣抽取口 K連接到一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)4。在熱氣抽取口 K的附近還含有一個(gè)水汽格8，用于儲(chǔ)存從熱氣中凝結(jié)的水分，以進(jìn)一步改善干燥效果。鼓風(fēng)機(jī)4將從主體6中抽取的熱氣在干燥后重新送到主體6中，可以提高熱氣的利用效率，以提高干燥速度和節(jié)省能量。圖2是本發(fā)明的微波干燥器中的罩形風(fēng)屏的頂部，而圖3是本發(fā)明的微波干燥器中的罩形風(fēng)屏的底座。在主體6的內(nèi)部，在底部安裝有圓錐形或罩形的管風(fēng)屏14，用于隔水氣、防微波泄漏、且另外對(duì)在主體內(nèi)加進(jìn)的氣流作定向。管風(fēng)屏14的錐頂向上，可以沒(méi)有底面，只包括錐形面。所述管風(fēng)屏14的錐形或罩形邊緣的直徑略小于所述微波干燥器主體6的內(nèi)徑，即在所述管風(fēng)屏14的邊緣與所述微波干燥器主體6的內(nèi)壁之間具有很小的間隙，約為幾個(gè)毫米至幾個(gè)厘米，例如3 5mm。所述管風(fēng)屏14可以用金屬如鋁箔片制成，也可以用絕緣材料制成再涂覆鋁箔片、 晶化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(CPET)或聚四氟乙烯涂層，以阻隔電磁波的泄漏。所述管風(fēng)屏 14呈圓錐形或罩形的目的是使落在管風(fēng)屏14上的物料或其殘?jiān)軌蛟谧陨碇亓Φ淖饔孟禄涞焦茱L(fēng)屏14的邊緣，被風(fēng)吹起或落到底座15中。因此，對(duì)所述管風(fēng)屏14的高度沒(méi)有特別的要求，只要管風(fēng)屏14呈圓錐形或罩形即可。在管風(fēng)屏14的錐形邊緣含有多個(gè)支腳16，用于分別安裝到圓盤(pán)狀底座15周?chē)闹_17上。圓盤(pán)狀底座15在圖3中示出。在安裝后，管風(fēng)屏14與圓盤(pán)狀底座15之間具有一定的間隙，以使熱氣或空氣吹出。所述間隙也可以是約為幾個(gè)毫米至幾個(gè)厘米，例如3 5mm。優(yōu)選地，所述柱腳17和支腳16分別是3個(gè)，且均勻分布在管風(fēng)屏14或圓盤(pán)狀底座15上。圓盤(pán)狀底座15是一個(gè)中間稍向下凹的圓盤(pán)狀物體，在底座15的大約中心的位置有一個(gè)孔18，它連接到熱氣輸入口 19和排放口 20。排放口 20用于排放主體6中積聚的物料殘?jiān)蛩郑綍r(shí)是關(guān)閉的，在需要排放時(shí)，將閥門(mén)21打開(kāi)，就可以排放積聚在底座15 中的物料殘?jiān)蛩至?，雖然絕大部分的干燥后物料是經(jīng)由物料排出口 10排出的。所述底座15可以由塑料、樹(shù)脂、纖維材料或者金屬材料制成。另外，管風(fēng)屏14和底座15的邊緣也可以是圓形以外的其它合適形狀，例如橢圓形或多邊形等，或者具有齒形的凹槽；或者，管風(fēng)屏14的錐面上可以具有多個(gè)孔，以便于讓空氣吹出和將輸入的待干燥物料吹散。底座15上的熱氣輸入口 19通過(guò)管道5與鼓風(fēng)機(jī)4相連接，使得鼓風(fēng)機(jī)4可以向微波干燥器的主體6中送入空氣以將輸入的待干燥物料吹散，同時(shí)從熱氣抽取口 K抽出的熱氣也被鼓風(fēng)機(jī)4從熱氣輸入口 19送回到主體6中。優(yōu)選地，所述管道5是直管或彎管， 例如u形或η形管。使用u形或η形管的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以利用所述管道5來(lái)屏蔽從主體6 泄漏的微量微波。在鼓風(fēng)機(jī)4的作用下，從輸入口 7送到主體6中的條形膏狀的物料被吹散，成為顆粒，懸浮在主體6中，便于用微波進(jìn)行干燥處理。并且，與處理大塊的物料相比，對(duì)條形膏狀的物料進(jìn)行干燥處理的時(shí)間顯著縮短了。鼓風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速可以調(diào)整，例如以M60轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速輸入風(fēng)力，以與由螺旋推進(jìn)器2送到主體6中準(zhǔn)備干燥的物料數(shù)量相適應(yīng)。所述微波干燥器的主體6可以將所述底座15作為底部，也可以另外具有單獨(dú)的底部(圖中未畫(huà)出)。所述主體6可以通過(guò)另外的支架(圖中未畫(huà)出)安裝在地面或地板上。因此，本發(fā)明的微波干燥器是一種利用微波穿透性提取水分的快速容器，主體內(nèi)設(shè)有管風(fēng)屏14，其可以在主體內(nèi)物料產(chǎn)生熱能時(shí)作暫儲(chǔ)熱能的寄熱體，再用排風(fēng)系統(tǒng)將主體熱風(fēng)抽出，轉(zhuǎn)從底部注回容器內(nèi)，將熱量漸漸增加，達(dá)成快速干燥效果。從螺旋推進(jìn)器2將要干燥物料壓榨大部分水，以及把物料從主體物料輸入口位置 7灌進(jìn)主體6內(nèi)，利用輸入口的小孔控制被灌入的物料體積。然后，利用鼓風(fēng)機(jī)4的風(fēng)力把進(jìn)注的需干燥物料吹散。微波利用穿透性把進(jìn)入主體6內(nèi)而懸浮的物料以短時(shí)間作全方位穿透待干燥物料，物料經(jīng)微波穿透時(shí)會(huì)自行產(chǎn)生高速自體分子磨擦而產(chǎn)生熱力去揮發(fā)自體水分。而主體6 內(nèi)亦產(chǎn)生熱空氣，其溫度可高達(dá)80°C。熱空氣中帶有物料水分，再利用熱氣抽取口抽出熱空氣，從管道5中利用過(guò)濾水氣格8將大部分水留在水氣格內(nèi)，繼而再將熱風(fēng)吹進(jìn)主體6內(nèi)， 循環(huán)加熱。當(dāng)熱風(fēng)進(jìn)注到主體內(nèi)時(shí)，會(huì)經(jīng)進(jìn)風(fēng)口 19的位置從底部吹向罩形管風(fēng)屏14的底部， 而熱風(fēng)會(huì)將帶進(jìn)主體內(nèi)的小量濕氣經(jīng)管風(fēng)屏的頂部阻檔，在底座15形成水蒸氣，水蒸氣亦帶有一定熱能，可儲(chǔ)存于底座15中作為短暫儲(chǔ)熱而令主體6中存有固熱位置，保持主體內(nèi)
有一定熱度。因風(fēng)力經(jīng)管風(fēng)屏頂部阻擋，風(fēng)向會(huì)成一定阻力，會(huì)橫向管風(fēng)屏四周作旋轉(zhuǎn)。而屏邊設(shè)有出風(fēng)位置，氣流從屏邊沿主體內(nèi)壁向上升，而氣流到達(dá)主體頂部位置后，除物料輸出口的管道外，只會(huì)在容器體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)。循環(huán)亦會(huì)帶動(dòng)主體內(nèi)微波能旋轉(zhuǎn)充溢轉(zhuǎn)動(dòng)，因而加強(qiáng)干燥功能，作高效能應(yīng)用。要達(dá)到高能作干燥效果，除主體容器外，可控制切換調(diào)教的鼓風(fēng)機(jī)與可操控微波量大小的調(diào)節(jié)器是非常重要的。在主體內(nèi)溫度達(dá)到所要求的溫度時(shí)，可令微波振動(dòng)頭13自行關(guān)閉，干燥器系統(tǒng)不會(huì)有熱失控情況。主體內(nèi)會(huì)轉(zhuǎn)為利用自體熱能作干燥運(yùn)行，可達(dá)成節(jié)能效應(yīng)。本發(fā)明的干燥器是利用物料分子對(duì)空氣比重輕上升重向下沉的物理現(xiàn)象作結(jié)構(gòu)而成，當(dāng)物料水分被提取后，自體積輕，變成顆?；蚍勰?，只要有足夠風(fēng)力，可將已干燥物料用風(fēng)力帶出主體外，之后可以儲(chǔ)存包裝。干燥物料不需分類，無(wú)需預(yù)先處理。對(duì)于待處理的垃圾來(lái)說(shuō)，只需用水進(jìn)行清潔處理，使其去除異味，即可輸入物料收集箱，在由螺旋推進(jìn)器送入微波干燥器主體。任何有機(jī)物料只是利用微波穿透特性令干燥物產(chǎn)生熱能而揮發(fā)水分，只要適當(dāng)利用要干燥物料體積大小去進(jìn)行滲透，物料體積越微細(xì)，需時(shí)越短，效果越佳。只要容器內(nèi)有足夠空間給物料懸浮，約主體三分之一就足夠物料旋轉(zhuǎn)飛舞，可以不斷注入要干燥物料，而已干燥物料亦從容器內(nèi)不斷排出干燥物，可同時(shí)以流水式操作。根據(jù)本發(fā)明的微波干燥器可以按照每天( 小時(shí))處理20噸物料的速度進(jìn)行干燥處理。本發(fā)明還提供了一種快速節(jié)能干燥物料的干燥方法，包括以下步驟
(1)將需干燥的物料清潔處理后放入微波干燥器的物料收集箱中；(2)使用螺旋推進(jìn)器將要干燥物料壓榨大部分水，以及把物料從主體物料輸入口位置灌進(jìn)主體內(nèi)，其中利用小孔控制物料的體積和形狀；(3)使用鼓風(fēng)機(jī)的可風(fēng)量切換的風(fēng)力把進(jìn)注的需干燥物料吹散，懸浮在主體中；(4)主體中亦產(chǎn)生熱空氣，熱空氣中帶有物料水分，再利用鼓風(fēng)機(jī)從熱氣排風(fēng)口抽出熱空氣，從管道中利用過(guò)濾水氣格將大部分水留在水氣格內(nèi)，繼而將熱風(fēng)再吹進(jìn)主體內(nèi)， 循環(huán)加熱；(5)當(dāng)熱風(fēng)進(jìn)注到主體內(nèi)，會(huì)經(jīng)進(jìn)風(fēng)口位置吹向罩形管風(fēng)屏，而在熱風(fēng)中帶進(jìn)主體內(nèi)的小量濕氣經(jīng)罩形管風(fēng)屏阻檔，在罩形管風(fēng)屏的底座中形成水蒸氣，水蒸氣亦帶有一定熱能，可儲(chǔ)存于底座作為短暫儲(chǔ)熱，從而可令主體內(nèi)含有存熱位置，保持主體內(nèi)有一定熱度；(6)風(fēng)力經(jīng)罩形管風(fēng)屏阻擋后，風(fēng)向會(huì)橫向罩形管風(fēng)屏四周作旋轉(zhuǎn)，而罩形管風(fēng)屏邊緣設(shè)有出風(fēng)邊位置，氣流從屏邊沿主體內(nèi)壁向上引升，氣流到達(dá)主體頂部位置，除了物料排出口位置的管道外，氣流只會(huì)在容器體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)，亦會(huì)帶動(dòng)主體內(nèi)微波能旋轉(zhuǎn)，充溢轉(zhuǎn)動(dòng)，因而加強(qiáng)干燥功能，作高效能應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的方案，要達(dá)到高能的干燥效果，除了主體外，可控制切換風(fēng)力的鼓風(fēng)機(jī)與可操控微波量大小的調(diào)節(jié)器是非常重要的。而在主體內(nèi)溫度達(dá)到要求時(shí)，可令微波振動(dòng)頭自行關(guān)閉，以免有熱失控情況。主體內(nèi)會(huì)轉(zhuǎn)為利用自體熱能作干燥運(yùn)行，達(dá)成節(jié)能效應(yīng)。本發(fā)明的干燥器是利用物料分子對(duì)空氣比重輕上升、重下沉的物理現(xiàn)象作結(jié)構(gòu)而成，當(dāng)物料水分提取后自體積輕，只要有足夠風(fēng)力將已干燥物料用風(fēng)力帶出主體外，儲(chǔ)存包裝。本發(fā)明的干燥器及干燥方法可以將大量物料在短時(shí)間內(nèi)充分干燥、損耗能源最少；并且由于以短時(shí)間干燥，本發(fā)明的干燥方案對(duì)物料的損害最小，可達(dá)到最良好的干燥效果。根據(jù)本發(fā)明，在物料被干燥處理之前，先通過(guò)螺旋推進(jìn)器將物料中的大部分水分?jǐn)D壓出，并且將物料擠壓成為條形膏狀的物體；然后在利用熱風(fēng)將條形膏狀的物料吹散，形成細(xì)小的物料顆粒懸浮在微波干燥器主體中；這時(shí)就可以在短時(shí)間內(nèi)以較低能量的微波將物料顆粒干燥。因此，本發(fā)明的微波干燥器消耗的能量較少。另一方面，由于物料在干燥之前被擠壓為條形膏狀的形狀，因此，不論是任何種類的物料，都可以使用本發(fā)明來(lái)對(duì)物料進(jìn)行干燥處理。根據(jù)本發(fā)明的干燥器的干燥時(shí)間和干燥速度以及干燥效率與物料的種類無(wú)關(guān)，而依賴于物料被擠壓后的條形膏狀的尺寸大小。雖然以上描述的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明的構(gòu)思，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在本發(fā)明構(gòu)思的指導(dǎo)下進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮?或調(diào)整。因此，本發(fā)明的精神和范圍不應(yīng)局限于上文所述的本發(fā)明的優(yōu)選形式。
權(quán)利要求
1.一種微波干燥器，包括具有輸入口(Ia)的物料收集箱(1)，待干燥的物料從所述輸入口(Ia)放入到物料收集箱中；干燥器主體(6)，所述干燥器主體中含有在主體內(nèi)壁上設(shè)置的微波振動(dòng)頭(13)，利用微波振動(dòng)頭產(chǎn)生的微波將待干燥的物料進(jìn)行干燥處理；螺旋推進(jìn)器O)，連接到所述物料收集箱(1)和所述干燥器主體(6)，用于將來(lái)自物料收集箱的待干燥物料送到所述干燥器主體(6)中；和鼓風(fēng)機(jī)G)，用于向干燥器主體(6)中送入空氣以將輸入的待干燥物料吹散，懸浮在干燥器主體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)還包括微波振動(dòng)頭的功率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)(11)，用于調(diào)整微波振動(dòng)頭的功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述螺旋推進(jìn)器( 由電動(dòng)機(jī)(3a)和變速箱(3b)驅(qū)動(dòng)，所述變速箱(3b)利用齒輪大小的比例而改變螺旋推進(jìn)器O)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述螺旋推進(jìn)器( 是斜向上布置的，將物料收集箱中的待干燥物料從螺旋推進(jìn)器的底部向上輸送到干燥器主體中，所述螺旋推進(jìn)器在輸送物料時(shí)還對(duì)物料進(jìn)行擠壓，使物料同時(shí)受到重力和螺旋推進(jìn)器的擠壓作用，以在輸送過(guò)程中擠出部分水分，其中從螺旋推進(jìn)器的輸出口(Ib)中向干燥器主體輸出條形膏狀的物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的微波干燥器，特征在于所述螺旋推進(jìn)器的輸出口(Ib)的尺寸是可調(diào)整的，以便向干燥器主體(6)的物料輸入口(7)輸送不同直徑的條形膏狀物料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體的形狀為空心的圓柱體、 長(zhǎng)方體或正方體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)中含有三個(gè)微波振動(dòng)頭，其中在從干燥器主體的上方俯視時(shí)，所述三個(gè)微波振動(dòng)頭被均勻布置在主體的內(nèi)壁上； 而在從干燥器主體的側(cè)面看時(shí)，所述三個(gè)微波振動(dòng)頭布置在干燥器主體內(nèi)壁的不同高度位置，從而使干燥器主體中能夠產(chǎn)生均勻分布的微波場(chǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)的直徑是1米，在所述三個(gè)微波振動(dòng)頭中，最高位置的微波振動(dòng)頭布置在距離主體6頂部約1英尺的地方，而最低位置的微波振動(dòng)頭布置在比最高的微波振動(dòng)頭低約2. 5英尺的地方，第三個(gè)微波振動(dòng)頭的高度位于前述最低和最高的兩個(gè)微波振動(dòng)頭之間約一半的地方，各微波振動(dòng)頭之間的距離也約為1米或3英尺。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述微波振動(dòng)頭的功率為1800 2000瓦特，頻率為915MHz M50MHz。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)的內(nèi)壁或外壁上涂有一或多層鋁箔片、晶化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(CPET)或聚四氟乙烯(PTFE)涂層，以屏蔽微波，使微波不會(huì)泄露到主體以外。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)還包括在主體外壁上的開(kāi)關(guān)(11)和增壓電源(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)還包括位于其頂部的物料排出口(10)，用于輸出被干燥后的物料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)還包括熱氣抽取口 (K)，該熱氣抽取口連接到所述鼓風(fēng)機(jī)G)，所述鼓風(fēng)機(jī)將從主體中抽取的熱氣重新送到主體中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的微波干燥器，特征在于還包括在所述熱氣抽取口附近的水汽格 (8)，用于儲(chǔ)存從熱氣中凝結(jié)的水分。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)還包括一個(gè)圓錐形、 橢圓錐形或罩形的管風(fēng)屏(14)以及一個(gè)圓盤(pán)形或橢圓形的底座(15)；所述管風(fēng)屏的錐頂向上，所述管風(fēng)屏14的邊緣與所述微波干燥器主體6的內(nèi)壁之間的間隙約為幾個(gè)毫米至幾個(gè)厘米；所述管風(fēng)屏與所述底座之間的間隙也約為幾個(gè)毫米至幾個(gè)厘米，以使熱氣或空氣吹出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的微波干燥器，特征在于在所述管風(fēng)屏的錐形邊緣含有多個(gè)支腳 (16)，分別安裝到所述底座周?chē)闹_(17)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的微波干燥器，特征在于所述底座(15)是一個(gè)中間稍向下凹的圓盤(pán)狀物體，在底座的中心位置有一個(gè)孔(18)，該孔連接到熱氣輸入口(19)和排放口(20)， 所述排放口用于排出物料干燥后的殘?jiān)退龅鬃械乃?，所述熱氣輸入?19)通過(guò)管道( 與鼓風(fēng)機(jī)(4)相連接，用于輸入從所述鼓風(fēng)機(jī)送到干燥器主體中的空氣；所述底座的側(cè)邊與所述主體的側(cè)壁或底部相接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的微波干燥器，特征在于將所述熱氣輸入口(19)與所述鼓風(fēng)機(jī) (4)相連接的所述管道是直管、u形管或η形管。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的微波干燥器，特征在于所述干燥器主體(6)中含有多個(gè)微波振動(dòng)頭，其中在從干燥器主體的上方俯視時(shí)，所述多個(gè)微波振動(dòng)頭被均勻布置在主體的內(nèi)壁上；而在從干燥器主體的側(cè)面看時(shí)，所述多個(gè)微波振動(dòng)頭均勻布置在所述管風(fēng)屏與所述干燥器主體頂部之間的不同高度位置，從而使干燥器主體中能夠產(chǎn)生均勻分布的微波場(chǎng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述待干燥物料包括任何有機(jī)物品種類和生物物料。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的微波干燥器，特征在于所述待干燥物料包括谷類食物垃圾中的有機(jī)物質(zhì)，即生活垃圾。
22.—種干燥物料的微波干燥方法，包括以下步驟(1)將待干燥物料放入微波干燥器的物料收集箱中；(2)使用螺旋推進(jìn)器將待干燥物料從所述物料收集箱送到干燥器主體中，同時(shí)擠壓出所述待干燥物料的部分水分，其中利用螺旋推進(jìn)器輸出口中的小孔控制送到所述干燥器主體中的待干燥物料的尺寸；(3)使用鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力把送到所述干燥器主體中的待干燥物料吹散，懸浮在干燥器主體中；(4)利用所述干燥器主體中的微波振動(dòng)頭產(chǎn)生的微波對(duì)懸浮的待干燥物料進(jìn)行干燥處理；(5)將干燥后的物料從干燥器主體上部的物料排出口取出。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的微波干燥方法，特征在于所述待干燥物料在進(jìn)入所述干燥器主體時(shí)被擠壓為條形膏狀的形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的微波干燥方法，特征在于所述鼓風(fēng)機(jī)還從所述干燥器主體的熱氣排風(fēng)口抽出熱空氣，將所述熱空氣中的水分留在水氣格內(nèi)，然后將熱空氣再吹進(jìn)所述干燥器主體內(nèi)，循環(huán)加熱。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的微波干燥方法，特征在于當(dāng)所述鼓風(fēng)機(jī)吹入的風(fēng)進(jìn)入所述干燥器主體之后，經(jīng)進(jìn)風(fēng)口位置吹向一個(gè)管風(fēng)屏，經(jīng)所述管風(fēng)屏阻擋后，風(fēng)向會(huì)橫向管風(fēng)屏四周作旋轉(zhuǎn)，氣流從在管風(fēng)屏邊緣的出風(fēng)邊位置沿干燥器主體的內(nèi)壁向上引升，在所述干燥器主體內(nèi)作旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)干燥器主體內(nèi)的微波能旋轉(zhuǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的微波干燥方法，特征在于所述管風(fēng)屏(14)是圓錐形、橢圓錐形或罩形的形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種微波干燥器和相應(yīng)的微波干燥方法，它是利用微波穿透性提取水分的快速容器，其中在對(duì)干燥器主體內(nèi)的物料產(chǎn)生熱能時(shí)，設(shè)置在干燥器主體內(nèi)的管風(fēng)屏可以作為暫儲(chǔ)熱能的寄熱體。用排風(fēng)系統(tǒng)將主體中的熱風(fēng)抽出，再將熱風(fēng)從干燥器底部注回干燥器主體內(nèi)，將熱量漸漸增加達(dá)成快速干燥效果。本發(fā)明的微波干燥器是利用物料分子與空氣的比重相比輕上升、重下沉的物理現(xiàn)象而形成的結(jié)構(gòu)。當(dāng)物料水分被提取后，其比重變輕，只要有足夠風(fēng)力就可以將干燥物料用風(fēng)力帶出主體外，從而儲(chǔ)存包裝。
文檔編號(hào)F26B25/00GK102338547SQ20101023915
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者林國(guó)輝 申請(qǐng)人:林國(guó)輝