CN102987524B - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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
技术领域
本发明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。
背景技术
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。（3）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。而本发明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。但是该发明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，该发明解吸阶段中，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。但是该发明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 201010572843.0）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***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***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，没能实现物料在干燥过程中运动。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。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，产品品质与普通冻干基本一致。
Scott Wennerstrum、Chicago,Ill (美国专利号4856203，日期1989)公开了一种用于医药粉剂的微波真空干燥装置。该装备所配干燥腔垂直放置，微波源安装在干燥腔上部，搅拌器安装在干燥腔底部。该专利虽然物料在干燥过程中转动，但不是空间运动，并且微波源未能均匀分布，仍存在微波干燥不均匀现象。另外该专利只能应用于粉状物料的微波真空干燥，颗粒物料由于搅拌挤压作用造成破碎，更不能应用于物料的冻干过程。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，微波源沿微波加热腔均匀分布，使产品在冻干过程中获得均匀微波加热。物料在干燥过程中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），物料喷动距离小，并且喷动时微波加热停止，再者加微波加热无热惰性，产品不出现塌陷现象及破碎现象，因此，产品品质与普通冻干基本一致，远高于微波真空干燥产品。
Wang, W.; Chen, G.H.; Gao, F.R. （Drying Technology 2005,23(1), 317–340）研究了一种提高脱脂乳微波冻干干燥速率的方法，该研究将高损耗因子碳化硅棒加入脱脂乳中用来提高脱脂乳的介电损耗因子，实验结果表明：该方法与常规微波冻干相比可缩短微干燥时间32%，与普通冻干相比可缩短干燥时间58%。但该研究没有提到微波冻干的均匀性，且该方法只适合液态产品。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干阶段的喷动效果，实现物料微波冻干均匀。
Hao Jiang & Min Zhang & Arun S. Mujumdar等（Food Bioprocess Technol，DOI .1007/s，11947-012-0801-1）进行了香蕉片的微波冻干的温度分布及微结构研究。该研究所用装备为传统式微波冻干设备，微波加热腔与干燥腔一体，微波源集中分布，产品采用盘式干燥。研究指出盘式微波冻干香蕉片存在干燥过程中存在不均匀性现象，出现冷热点区域，微波冻干香蕉片微结构与普通冻干相近。该研究没能提出微波冻干均匀性改善技术方案。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，微波源沿微波加热腔均匀分布，干燥腔为管道式，使产品在冻干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，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，产品品质与普通冻干基本一致。
总之，脉冲喷动微波冻干方法与装置，在国内外未见报道。
发明内容
本发明是提供一种在脉冲喷动辅助条件下实现物料微波冻干高效、均匀、低成本干燥，保持甚至提高了物料传统冻干品质的微波冻干方法及装置。
本发明的技术方案：一种用于颗粒状调理食品的脉冲喷动微波冻干装置，包括：进料阀1和挡板阀2，还包括微波加热腔体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、水循环装置16。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，并与水循环装置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位于微波加热腔体右部，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。
真空干燥管6在微波加热腔体3内垂直排列数为3-10排，真空干燥管6管内径为32-100mm，管道材质采用耐微波吸收率低、耐高温、低温、摩擦系数低的食品级聚四氟乙烯材料制作。
微波功率根据物料设定温度曲线由控制面板15自动连续跟踪调节，误差控制在±1℃。
物料在脉冲喷动微波冻干过程中在微波加热腔体3圆柱表面周边均分设有四个观察窗，可以观察到微波加热腔体3内的变化状态。
在脉冲喷动微波冻干过程中水负载用来保护微波源及自动调节真空干燥管中微波场强。
真空干燥管中真空压力波动范围为80-1500Pa。
所述装置用于颗粒状调理食品脉冲喷动微波均匀化冻干的方法，其特征在于物料通过进料阀1及挡板阀2进入真空干燥管6，挡板阀加工成孔板，防止干燥过程中颗粒流失；真空干燥管6是物料干燥及流动的通道；微波加热腔体3是圆柱型容器，微波源4均匀分布其四周，真空干燥管6安装在微波加热腔体3内，微波加热腔体3两端用封头密封；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，水负载用来保护微波源及自动调节真空干燥管中微波场强；气-固分离器9连接微波加热腔体3内真空干燥管6出口，并通过管道与捕水器10连接；气体分布器7安装在真空干燥管6下部，并通过管道与带有氮气源的气体流量调节器8相连接，颗粒状调理食品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、气体流量与喷动周期均通过控制面板15调节；由于物料在真空状态下能够实现喷动，采用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。
物料颗粒在微波冻干条件下脉冲喷动方式：物料颗粒在真空干燥管内脉冲喷动干燥受到以下所述各力作用：1、在真空干燥管内脉冲气体（氮气）对物料产生向上的推动力； 2、物料颗粒与管道摩擦，产生物料颗粒转动的摩擦力； 3、物料颗粒之间由于尺寸差异、比重不同产生摩擦，产生物料转动的摩擦力；4、物料颗粒由于瞬时的内外压差变化产生不同的伸缩力及物料颗粒相互之间产生相应的挤压力。在上述各力的作用下，物料在垂直真空干燥管内除向上移动外，同时，又产生转动，从而带来物料颗粒在空间位置分布周期性变化。物料在干燥初期、中期、后期含水率逐渐降低，本发明通过自动调整脉冲喷动的周期及气体流量，使物料脉冲喷动冻干期间达到最大位置及获得同等的空间位置几率。同时，在脉冲喷动的期间微波加热同步停止，由于微波加热无热惰性，不同于传统的电、油、蒸汽加热方式（具有热惰性），不影响物料颗粒的温度，不会造成冻干过程中物料塌陷，影响干燥品质。
本发明的有益效果：
1、干燥均匀：由于物料在微波冻干过程中，呈现周期性喷动、旋转状态，实现物料均匀干燥，成品均匀度达到98%以上，无需再次处理。避免了传统微波干燥存在非常显著的加热不均匀现象（冷热点现象），其干燥品质下降（过热焦化和过冷未干），再次处理的成本大幅提高。
2、效率高、成本低：由于物料颗粒在脉冲喷动微波冻干过程中，获得同等的微波功率几率，与传统盘式微波冻干相比物料颗粒干燥速度快，干燥效率高、成本低。
3、投资小、操作方便：由于物料在真空干燥管内周期性喷动并连续干燥，且管道采用耐微波加热、微波吸收率低、耐高温、低温、摩擦系数低的聚四氟乙烯材料制作，省去传统庞大的干燥腔体，所以投资小，使用操作方便。
附图说明
图1 本发明装置框图。1、进料阀，2、挡板阀，3、微波加热腔体，4、微波源，5、水负载管，6、真空干燥管，7、气体分布器，8、带有氮气源的气体流量调节器，9、气-固分离器，10、卸料器，11、捕水器，12、制冷机，13、真空贮罐，14、真空泵，15、控制面板，16、水循环装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。
如图1所示，一种用于颗粒状调理食品物料脉冲喷动微波冻干均匀化的方式与装置，包括：进料阀1和挡板阀2，还包括微波加热腔体3、微波源4、水负载管5、真空干燥管6、气体分布器7、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及水循环装置16。进料阀1是颗粒物料进入真空干燥管的入口，并具有真空密封作用，挡板阀2是阻止物料进入气-固分离器9，同时又是干燥过程中水蒸气及空气流动的通道，真空干燥管6安装在微波加热腔体3内，颗粒物料在管内进行喷动及干燥，物料颗粒喷动高度及真空度波动范围由气体分布器7及气体流量调节阀8控制，干燥过程中物料颗粒产生的水蒸气经气-固分离器9在捕水器11凝结成冰，捕水器温度由制冷机12控制，真空干燥管内真空压力由真空贮罐13维持，真空贮罐与油封真空泵14相连。颗粒物料干燥结束后，打开挡板阀，调整气体流量调节阀，物料颗粒从真空干燥管进入气-固分离器，然后进入卸料器10。
本发明采用脉冲喷动方式实现物料在管内喷动、旋转，改变了传统盘式微波冻干方式，增大物料干燥过程中换热面积、物料表面水分蒸发面积，具有干燥均匀、效率高、投资少、成本低优点。
实施例1、胡萝卜粒脉冲喷动微波冻干方法
将新鲜胡萝卜清洗干净，切成5mm-10mm的立方体，在96-98℃漂烫2-3分钟，捞出后加入1%的葡萄糖粉进行混合静止20分钟，用离心机脱去表面附着水分准备待用。开启流化床速冻机当温度达到-40℃时，将预处理的胡萝卜颗粒放在流化床上面进行速冻，冻结时间1小时，然后放入-35℃冷冻库内待用。开启本装置脉冲喷动微波冻干设备制冷机12，当捕水器11温度达到-40℃后，将气体分布器7从真空干燥管6低部装入真空干燥管，打开进料阀1及挡板阀2，将冻结后的胡萝卜颗粒从冷冻库内取出，放入真空干燥管内，关闭进料阀，开启真空泵14，当真空贮罐13及真空干燥管内压力达到100Pa，依次开启微波源4、水循环装置16及气体流量调节阀8，微波功率根据设定的颗粒物料温度自动调整，颗粒物料温度在干燥过程中每隔1分钟记录温度值，最高温度为55℃，脉冲喷动周期根据预实验数据进行设定，控制面板15根据设定参数自动调整气体流量调节阀，真空压力波动范围100-1500Pa，恢复时间40s。设定干燥时间结束后，打开挡板阀，物料进入气-固分离器9，最后从卸料器10中排出。
实施例2、莴苣茎颗粒脉冲喷动微波冻干方法
将莴苣茎清洗干净，切成直径12mm、厚度5mm的圆柱体，放在四氟乙烯盘内，采用微波漂烫（无水），2min内莴苣颗粒内部温度达到100℃，保持1min，用冷风冷却，直到表面无附着水分。开启流化床速冻机当温度达到-40℃时，将微波漂烫的莴苣颗粒放在流化床上面进行速冻，冻结时间1小时，然后放入-35℃冷冻库内待用。开启本装置脉冲喷动微波冻干设备制冷机12，当捕水器11温度达到-40℃后，将气体分布器7从真空干燥管6低部装入真空干燥管，打开进料阀1及挡板阀2，将冻结后的莴苣颗粒从冷冻库内取出，放入真空干燥管内，关闭进料阀，开启真空泵14，当真空贮罐13及真空干燥管内压力达到80Pa，依次开启微波源4、水循环装置16及气体流量调节阀8，微波功率根据设定温度参数自动调整，莴苣颗粒温度在干燥过程中每隔1分钟记录温度值，最高温度为50℃，脉冲喷动周期根据预实验数据进行设定，控制面板15根据设定参数自动调整气体流量调节阀，真空压力波动范围80-1200Pa，恢复时间30s。设定干燥时间结束后，打开挡板阀，物料进入气-固分离器9，最后从卸料器10中排出。

Claims (8)

1.一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）的一侧，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）的另一侧连接捕水器（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。
2.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于：真空干燥管（6）在微波加热腔体内垂直方向排列数为3-10排。
3.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于：真空干燥管（6）管内径为32-100mm，管道材质采用食品级聚四氟乙烯材料制作。
4.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于微波功率根据物料设定温度曲线由控制面板（15）自动连续跟踪调节，误差控制在±1℃。
5.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于：物料在脉冲喷动微波冻干过程中在微波加热腔体（3）圆柱表面周边均分设有四个观察窗，可以观察到微波加热腔体（3）内的变化状态。
6.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于：在脉冲喷动微波冻干过程中水负载用来保护微波源及自动调节真空干燥管中微波场强。
7.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于：真空干燥管中真空压力波动范围为80-1500Pa。
8.根据权利要求1所述的脉冲喷动微波冻干装置，其特征在于：物料通过进料阀（1）及挡板阀（2）进入真空干燥管（6），挡板阀加工成孔板，防止干燥过程中颗粒流失；真空干燥管（6）是物料干燥及流动的通道；微波加热腔体（3）是圆柱型容器，微波源（4）均匀分布其四周，真空干燥管（6）安装在微波加热腔体（3）内，微波加热腔体（3）两端用封头密封；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，水负载用来保护微波源及自动调节真空干燥管中微波场强；气-固分离器（9）连接微波加热腔体（3）内真空干燥管（6）出口，并通过管道与捕水器（10）连接；气体分布器（7）安装在真空干燥管（6）下部，并通过管道与带有氮气源的气体流量调节器（8）相连接，颗粒状调理食品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、气体流量与喷动周期均通过控制面板（15）调节。
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KR1020130110430A KR101514787B1 (ko) 2012-12-06 2013-09-13 일종의 과립상 조리식품에 사용되는 펄스 분사 마이크로파 냉동건조 장치 및 균질화 고효율 가공 방법

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103238887A (zh) * 2013-05-21 2013-08-14 广东嘉豪食品股份有限公司 一种微波喷动冻干制作速溶鸡汁块的方法
CN103884155B (zh) * 2014-04-02 2016-02-10 中国农业大学 多腔体连续微波真空喷动干燥设备
CN104896877B (zh) * 2015-06-24 2017-01-18 江南大学 一种用于液态物料超声波雾化脉冲微波真空干燥装置及进行干燥的方法
CN104983036B (zh) * 2015-06-26 2018-01-02 中国农业科学院农产品加工研究所 变压冷却远红外线脱水及减菌设备和方法
CN108576790A (zh) * 2018-03-05 2018-09-28 江南大学 一种调理蛹虫草脱水及其品质提升的方法
CN108497526B (zh) * 2018-05-07 2023-09-19 江南大学 调理果蔬的常压超声雾化-低频微波脉冲喷动干燥装置
CN108895767B (zh) * 2018-08-14 2023-09-29 江南大学 一种负压脉冲协同常压射频喷动床干燥装置及其应用
CN109221879B (zh) * 2018-08-29 2022-02-15 广东嘉豪食品有限公司 一种风味稳定的低辣根青芥辣配方及其制作方法
CN111528390A (zh) * 2020-04-15 2020-08-14 江南大学 一种激光预处理协同微波喷动提升浆果冻干高效节能的方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4856203A (en) * 1988-01-15 1989-08-15 The Fitzpatrick Company Microwave vacuum dryer
IT1242898B (it) * 1990-08-24 1994-05-18 Pierpaolo Ramazza Sistema di essiccazione mediante riscaldamento combinato a microonde, ed estrazione dell'umidita'con atmosfera discaldata, in depressione e non, specialmente su foraggi imballati e altre produzioni agricole.
CN2655142Y (zh) * 2003-09-25 2004-11-10 王玉川 用于食品生产的微波冷冻干燥设备
WO2005105253A1 (en) * 2004-05-01 2005-11-10 Agresearch Limited Drying process and apparatus
JP2006177640A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Ulvac Japan Ltd 凍結真空乾燥装置
CN101126596A (zh) * 2006-08-16 2008-02-20 丛繁滋 可用于食品药品生产的微波真空冷冻干燥设备
KR100995950B1 (ko) * 2008-07-31 2010-11-22 한국기계연구원 분무식 동결건조기와 이를 이용한 동결건조방법
JP5371498B2 (ja) * 2009-03-11 2013-12-18 株式会社フリーザーシステム 連続式予備乾燥方法および冷凍方法並びに連続式予備乾燥装置および冷凍装置
JP5644991B2 (ja) * 2009-05-29 2014-12-24 島根県 α−リノレン酸およびロスマリン酸を高度に保持した植物茎葉乾燥粉末の製造方法。
CN102200372B (zh) * 2010-03-26 2013-05-01 中国农业机械化科学研究院 一种微波真空冷冻干燥设备
KR20110133660A (ko) * 2010-06-07 2011-12-14 이진우 검정콩의 초음파 추출방법에 의한 포장위생 고순도 안토시아닌 분말의 제조방법
CN102062525B (zh) * 2010-12-05 2012-04-18 江南大学 一种负压微波均匀化喷动干燥装置及应用

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