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微波真空干燥技術(shù)的應(yīng)用
八十年代后期國內(nèi)開始研發(fā)微波真空干燥設(shè)備,通過多年的努力,到 2000 年前后,成功的解決了低氣壓微波場起弧放電,鋪料層之間加熱溫差,微波場內(nèi)非接觸測溫等多項難題,從實驗階段跨入工業(yè)化生產(chǎn)階段。為食品工程、制藥工程、生物工程、化工工程、材料工程以及農(nóng)副產(chǎn)品深加工提供了一種新型、的干燥設(shè)備。
微波真空干燥的特點:
?。撼R?guī)的真空干燥設(shè)備中,(假定真空壓力為 7.37kpa,物料脫水溫度為 40 ℃,1kg 水汽化熱是 574 大卡),由于在真空場合下,熱量通過對流傳遞十分困難,只能傳導(dǎo)進(jìn)行,加熱速度慢,干燥周期長,能耗大。微波真空干燥設(shè)備采用的是輻射傳能,是介質(zhì)整體加熱,無需其它傳熱媒介,避免了上述缺點,所以速度快,效率高,干燥周期大大縮短,能耗降低。與常規(guī)干燥技術(shù)相比可提高工效四倍以上。
加熱均勻: 由于微波加熱是物料里外同時加熱,物料的里外溫差小,不會產(chǎn)生常規(guī)加熱中出現(xiàn)的里外加熱不一致的狀況,而使干燥質(zhì)量大大提高。 易控:便于連續(xù)生產(chǎn)及實現(xiàn)自動化,由于微波功率可快速調(diào)整及無慣性的特點,易于及時控制,便于工藝參數(shù)的調(diào)整和確定。
設(shè)備體積小,安裝維修方便:
產(chǎn)品質(zhì)量好: 與常規(guī)方法相比,所加工的產(chǎn)品質(zhì)量有較大幅度的提高。
此外微波設(shè)備具有消毒、殺菌之功效,產(chǎn)品安全衛(wèi)生。保質(zhì)期可延長。
從以上介紹的特點中,節(jié)能、降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、安全衛(wèi)生、設(shè)備投資成本低等諸方面即可看出其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的顯著。在脫水蔬菜加工中,對各種干燥設(shè)備的工藝性能,經(jīng)濟(jì)效益,產(chǎn)品質(zhì)量等比較結(jié)果如表。
成品品質(zhì)\項目 | 微波真空設(shè)備 | 冷凍干燥設(shè)備 | 熱風(fēng)干燥設(shè)備 |
維生素等營養(yǎng)成分保存率 | 85% | 95% | 熱分解、無保存 |
風(fēng)味色觀 | 基本保存 | 全部保存 | 大幅度變化 |
復(fù)水性 | 3 分鐘恢復(fù) | 3 分鐘恢復(fù) | 15 分鐘以上 |
咀嚼感 | 完好 | 差 | 一般 |
設(shè)備特征 | |||
設(shè)備成本 | 凍干機(jī)的一半 | 昂貴 | 便宜 |
運行成本 | 2-3 元 /kg | 20 元 /kg | 1-1.5 元 /kg |
干燥時間 | 3-4 小時 | 20 小時 | 5-6 小時 |
其它 | |||
占地面積 | 小 | 中 | 大 |
殺菌作用 | 無 | 無 | 無 |
微波真空設(shè)備與常規(guī)真空設(shè)備干燥效率比較 | 型號 | 功耗 | 每小時去水量 效率(kg/kw.h) |
微波真空設(shè)備 | 25kw | 10kg | 0.4 |
真空設(shè)備 | 23kw | 2.5kg | 0.1 |
經(jīng)比較微波真空干燥設(shè)備的效率為常規(guī)真空設(shè)備的 4 倍,可見微波真空干燥是一項經(jīng)濟(jì)效益顯著、推廣價值*的優(yōu)技術(shù)。目前我公司研制的新型工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備已通過國家有關(guān)單位的鑒定,從 2kw-100kw 微波真空干燥設(shè)備已形成系列產(chǎn)品。這將為我國國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域及科研部門提供能夠一種現(xiàn)代化的優(yōu)技術(shù)干燥設(shè)備。
微波真空干燥設(shè)備是微波能技術(shù)與真空技術(shù)相結(jié)合的一種新型微波能應(yīng)用設(shè)備,它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏囊幌盗袃?yōu)點,克服了常規(guī)真空干燥周期長、效率低的缺點,在一般物料干燥過程中,具有干燥產(chǎn)量高、質(zhì)量好、加工成本低等優(yōu)點,微波真空干燥設(shè)備市一項集電子學(xué)、真空學(xué)、機(jī)械學(xué)、熱力學(xué)、程控學(xué)等多學(xué)科為一體的優(yōu)技術(shù)產(chǎn)品,是對干燥過程中物質(zhì)的物理變化、內(nèi)外熱質(zhì)交換以及真空條件下水分遷移過程的深入研究基礎(chǔ)上的,發(fā)展起來的一項新技術(shù)、新工藝。微波真空干燥設(shè)備由微波發(fā)生器、真空干燥腔、物料旋轉(zhuǎn)盤、真空系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。
工業(yè)生產(chǎn)中,由許多物品是不能在高溫條件下進(jìn)行干燥處理,如一些藥品、化學(xué)制品、營養(yǎng)食品以及人參、鹿茸等中草藥材,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,其干燥處理必須在低于 100 ℃或室溫的條件下進(jìn)行,*氣壓降低,水的沸點降低,如在一個大氣壓(101.3 kpa )下,水的沸點是 100 ℃,而在 0.073 大氣壓下(7.37 kpa )下,水的沸點是 40 ℃。在真空條件下,加熱物體可使物體內(nèi)部水分在無溫升狀態(tài)下蒸發(fā)。由于真空條件下空氣對流傳熱難以進(jìn)行,只有依靠熱傳導(dǎo)的方式給物料提供熱能。常規(guī)真空干燥方法熱的傳導(dǎo)速度很緩慢、效率低,并且溫度控制難度大,被加熱物料還會產(chǎn)生內(nèi)外溫差。微波加熱是一種輻射加熱,是微波與物體直接發(fā)生作用,使其里外同時被加熱,無須通過對流或傳導(dǎo)來傳遞熱量,所以加熱速度快,干燥效率高,干燥質(zhì)量高。
國外發(fā)達(dá)國家如美國、法國、日本八十年代開始進(jìn)行工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備開發(fā)。并在實際應(yīng)用中取得良好的效果。美國加州大學(xué)與某公司合作,用微波真空干燥設(shè)備加工無籽葡萄干,將傳統(tǒng)工藝65℃、24小時熱風(fēng)烘干變?yōu)?0℃、5小時微波真空干燥,產(chǎn)品質(zhì)量大大提高。法國微波公司制造的微波真空干燥機(jī)(2450MHz、48kw)加工速溶桔粉,產(chǎn)品不僅保持原有的色、香、味、其維生素的保留遠(yuǎn)高于噴霧干燥。