本發(fā)明涉及干燥技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種物料的對(duì)流共微波加熱的減壓干燥方法。
背景技術(shù)：
：物料的干燥方法一般有常壓干燥、噴霧干燥以及減壓干燥，本發(fā)明涉及其中的減壓干燥法。減壓干燥法是目前比較流行的干燥方法，通過降低壓力(大氣壓力以101325Pa為基準(zhǔn))，水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)化成汽態(tài)所需的潛熱也大大降低，對(duì)于熱敏性物質(zhì)，或不容易干燥的樣品，例如流膏或其他塊狀樣品，使用減壓干燥法可以有效縮短干燥時(shí)間，同時(shí)保證物料干燥后的品質(zhì)。因此，對(duì)于需要干燥時(shí)間較長、熱敏性高的物料，用減壓干燥是較佳的選擇。與常壓干燥法相比，減壓干燥法雖然可大大縮短了干燥時(shí)間，但仍有壓擠的空間，如流浸膏使用一般箱式減壓干燥法干燥，通常也需要24-48小時(shí)才能得到水分低于5％的塊狀物；鏈帶式減壓干燥法也可以大大縮短干燥時(shí)間，但它是以犧牲物理空間為代價(jià)，如相同時(shí)間內(nèi)要獲得同樣的產(chǎn)量，其設(shè)備外型尺寸遠(yuǎn)比箱式干燥法大，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)繁雜，清潔不便，極不利應(yīng)用于潔凈生產(chǎn)。中國專利申請(qǐng)03117185.0(公開號(hào)為CN1431443A)公開了一種膏狀物的干燥方法，將膏狀物放置在減壓加熱罐內(nèi)，并讓膏狀物從罐體的上部經(jīng)篩板上的篩孔擠出、成條狀藥膏后，垂直通過罐體中部緩緩降至罐體下部，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)干燥。該干燥法主要利用對(duì)流方式進(jìn)行熱交換，以成倍增加待干燥膏狀物的比表面積的方法，使膏狀物中更多、甚至成數(shù)量級(jí)的水分子同時(shí)均勻地獲得潛熱而氣化，從而達(dá)到縮短干燥時(shí)間的目的。專利申請(qǐng)?zhí)?01010271537.3“真空干燥設(shè)備”，提出了一種改進(jìn)后的真空干燥設(shè)備，特征是具有空氣循環(huán)系統(tǒng)、氣體補(bǔ)充裝置以及破真空裝置。該發(fā)明專利也公開一種干燥方法，間接提示發(fā)明該裝置的出發(fā)點(diǎn)是利用部分破壞真空的方法，即往箱體里充填少量空氣，以克服“在真空下稀薄氣體會(huì)出現(xiàn)熱能傳到不均勻現(xiàn)象，從而使待干燥物品溫度上升不連續(xù)，出現(xiàn)受熱不均勻的現(xiàn)象”。實(shí)驗(yàn)用小型箱式減壓干燥設(shè)備多利用熱輻射方式來完成熱傳遞，物料的加熱過程是由表及里，因減壓狀態(tài)下空氣稀薄，難以形成對(duì)流導(dǎo)熱，熱傳遞效率并不高；生產(chǎn)用箱式減壓干燥設(shè)備多安裝盤管或板層加熱裝置，物料加熱主要靠熱傳導(dǎo)方式，加熱過程是從接觸底部向上；兩種方式都可以令水分子運(yùn)動(dòng)加劇，但無法很好的解決運(yùn)動(dòng)中的水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)氣態(tài)所需潛熱的連續(xù)、及時(shí)迅速供給問題；減壓微波干燥法是利用物料中水分子的介質(zhì)損耗系數(shù)大可優(yōu)先吸收微波能的特點(diǎn)，使水偶極分子產(chǎn)生高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生“內(nèi)摩擦熱”而使物料內(nèi)外被同時(shí)加熱、同時(shí)升溫，水分子因而迅速汽化，能效高，這無疑也是一種解決方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種物料的蒸汽共微波加熱的減壓干燥方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：1)將物料放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門、關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；抽真空使腔體真空度下降至0.1Pa～100Pa2)啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將干燥腔體溫度升至45-95℃；3)保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，打開對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在50-5000Pa；4)水分測(cè)定儀顯示水分降至10％～20％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，其他操作條件不變；5)水分測(cè)定儀顯示水分降至1％～5％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開同側(cè)腔體上的氣體閥門，通入氣體并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在50-5000Pa；6)保持1小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥操作。優(yōu)選地，所述減壓干燥設(shè)備配備微波加熱裝置，可采用微波加熱方式對(duì)物料進(jìn)行加熱，腔體一側(cè)接通抽氣開關(guān)閥，其對(duì)側(cè)腔體接通蒸汽開關(guān)閥及空氣開關(guān)閥。優(yōu)選地，所述物料為無揮發(fā)性的流膏；或含游離水的固體顆粒；或塊狀物、動(dòng)植物性材料。優(yōu)選地，所述無揮發(fā)性的流膏，50℃時(shí)相對(duì)密度為1.05-1.50。優(yōu)選地，減壓干燥中步驟3)中所述蒸汽為水飽和蒸汽，絕對(duì)壓力為0.10MPa-0.60MPa。優(yōu)選地，減壓干燥中步驟5)所述氣體為空氣、氮?dú)饣驓鍤?，絕對(duì)壓力在0.10MPa-0.60MPa。發(fā)明人經(jīng)過大量的研究，發(fā)現(xiàn)飽和蒸汽內(nèi)含的顯熱比干熱空氣大得多，可提供足夠讓水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)所需的汽化潛熱，無需額外安裝熱泵對(duì)空氣進(jìn)行加熱；同時(shí)，蒸汽減壓膨脹時(shí)釋放出的動(dòng)能，足可以克服表面張力束縛而把水汽推離物料表面，無需額外安裝氣體循環(huán)裝置但又收到異曲同工之妙；另外，通過操作控制，在通入飽和蒸汽的同時(shí)又持續(xù)抽氣，使腔體又維持在相對(duì)穩(wěn)定的高負(fù)壓狀態(tài)，大為降低水的沸點(diǎn)；再者，水、汽是動(dòng)態(tài)混合體，用蒸汽代替干熱空氣作為傳熱介質(zhì)，物料在無氧條件下不易變質(zhì)，物料也不可能無限制的吸收過度熱量而結(jié)焦，保留了物料的良好外觀與優(yōu)良品質(zhì)，又繼承了便于潔凈生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)；最后，用空氣趕走少量水汽，以完成整個(gè)干燥過程。本發(fā)明提供的液態(tài)物料的減壓蒸汽干燥方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、充分發(fā)微波加熱方式與熱對(duì)流方式傳熱的長處本發(fā)明在減壓干燥過程中，一方面利用微波把能量直接傳熱到物料內(nèi)部，水分子獲得能量后活動(dòng)加劇，另一方面，動(dòng)態(tài)地注入水飽和蒸汽，與物料表面的水分子交換能量后，加速汽化；2、巧妙利用蒸汽減壓時(shí)釋放出的動(dòng)能蒸汽瞬間減壓時(shí)釋放出動(dòng)能，這些動(dòng)能剛好又可以利用于推動(dòng)已經(jīng)汽化的水分子的排放，加速水分的蒸發(fā)，縮短干燥時(shí)間。本發(fā)明提供的減壓干燥方法，微波傳熱與對(duì)流傳熱兩種熱傳遞方式的優(yōu)劣充分互補(bǔ)，使物料干燥時(shí)間大為縮短，為減壓干燥法提出新理念。3、干燥時(shí)間短。與現(xiàn)有箱式真空干燥技術(shù)相比，原干燥時(shí)間需要24-72小時(shí)，本發(fā)明干燥只需5-15小時(shí)即可達(dá)到相同的干燥效果，使原每1.5-3天只能生產(chǎn)一批提高為每天能生產(chǎn)一批，效率提高50％以上。與現(xiàn)有箱式減壓干燥技術(shù)相比，本發(fā)明巧妙地利用了蒸汽換熱、并用其釋放的動(dòng)能加速推送水氣。在實(shí)際應(yīng)用中，達(dá)到相同的干燥品質(zhì)，干燥效率提高50％以上，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；另外，該發(fā)明便于推廣應(yīng)用于潔凈生產(chǎn)，可預(yù)期有明顯的社會(huì)效益。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1：貝母流浸膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對(duì)密度為1.15(50℃)的貝母流浸膏至減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的托盤上，關(guān) 門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa2、啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將腔體溫度升至45℃；3、保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，打開對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在5000Pa；4、水分測(cè)定儀顯示水分降至15％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，其他操作條件不變；5、水分測(cè)定儀顯示水分降至1％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開同側(cè)腔體上的氣體閥門，通入氣體并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在50Pa；6、保持1小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥。實(shí)施例2：蔗糖流膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對(duì)密度為1.45(50℃)的蔗糖流膏放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的托盤上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將腔體溫度升至95℃；3、保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，打開對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在1000Pa；4、當(dāng)水分測(cè)定儀顯示水分降至20％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，其他操作條件不變；5、當(dāng)水分測(cè)定儀顯示水分繼續(xù)降至5％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開同側(cè)腔體上的氣體閥門，通入氣體并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在500Pa；6、保持1小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥。實(shí)施例3：中藥飲片的減壓干燥方法1、將50Kg的鮮黃芪切成短段平鋪(厚度為5cm)在減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的托盤上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將腔體溫度升至75℃；3、保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，打開對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在1500Pa；4、當(dāng)水分測(cè)定儀顯示水分降至20％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，其他操作條件不變；5、當(dāng)水分測(cè)定儀顯示水分繼續(xù)降至3％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開同側(cè)腔體上的氣體閥門，通入氣體并調(diào)整通量使腔體平均真空度穩(wěn)定在2500Pa；6、保持1小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥。對(duì)比例1：貝母流浸膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對(duì)密度為1.15(50℃)的貝母流浸膏至減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的托盤上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa2、啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將腔體溫度升至45℃；3、保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，調(diào)整使腔體平均真空度穩(wěn)定在5000Pa；4、水分測(cè)定儀顯示水分降至15％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，調(diào)整使腔體平均真空度穩(wěn)定在5000Pa；5、保持5小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥。對(duì)比例2：蔗糖流膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對(duì)密度為1.45(50℃)的蔗糖流膏放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的托盤上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將腔體溫度升至95℃；3、保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，調(diào)整使腔體平均真空度穩(wěn)定在1000Pa；4、當(dāng)水分測(cè)定儀顯示水分降至20％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，調(diào)整使腔體平均真空度穩(wěn)定在50Pa；5、保持5小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥。對(duì)比例3：中藥飲片的減壓干燥方法1、將50Kg的鮮黃芪切成短段平鋪(厚度為5cm)在減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的托盤上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動(dòng)微波發(fā)生裝置，將腔體溫度升至75℃；3、保持抽氣閥門不關(guān)閉，在繼續(xù)抽氣的同時(shí)，調(diào)整使腔體平均真空度穩(wěn)定在1500Pa；4、當(dāng)水分測(cè)定儀顯示水分降至20％時(shí)，關(guān)閉微波發(fā)生器，，調(diào)整使腔體平均真空度穩(wěn)定在2500Pa；5、保持5小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，待壓力平衡后，結(jié)束干燥。實(shí)驗(yàn)例：干燥時(shí)間及干燥后物料品質(zhì)分析結(jié)果比較將實(shí)施例及對(duì)比例的減壓干燥時(shí)間及干燥后物料品質(zhì)情況進(jìn)行分析匯總、比較，結(jié)果見表1：表1：物料干燥時(shí)間及品質(zhì)分析匯總表水分(％)干燥時(shí)間(h)實(shí)施例10.7510實(shí)施例21.715實(shí)施例31.25對(duì)比例114.736對(duì)比例218.972對(duì)比例319.524注：水分按《中華人民共和國藥典》2010年版一部附錄ⅨH第一法(烘干法)檢測(cè)上表結(jié)果顯示：本發(fā)明可用于工業(yè)化大生產(chǎn)，且操控性好；其中實(shí)施例1、2、3與對(duì)比例1、2、3的待干燥物料完全相同，但本發(fā)明制備的干燥品水分顯著低于對(duì)比例；雖然純微波干燥也可以做到，但對(duì)水分低于10％的物料通常很容易被燒毀。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3