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遠紅外聯(lián)合低溫真空干燥設(shè)備研究與設(shè)計
來源:真空技術(shù)網(wǎng) 陜西科技大學(xué)機電工程學(xué)院 作者:張秦權(quán)
針對現(xiàn)有干燥設(shè)備存在的生產(chǎn)效率低,，難以滿足企業(yè)規(guī)模僅生產(chǎn)等缺陷的問題,。在真空條件下,，對干燥原理與方法進行研究,，設(shè)計一套工業(yè)遠紅外聯(lián)合干燥設(shè)備。文章介紹該設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)及其參數(shù)，通過能量衡算，確定熱量的需求量和加熱系統(tǒng)(紅外管的參數(shù))的布局,。設(shè)計的干燥設(shè)備成本低、能量利用率高,，預(yù)期可滿足工業(yè)需求,。
常用的果蔬干燥方法有自然干燥、熱風(fēng)干燥,、真空冷凍干燥,、遠紅外干燥、微波干燥,、真空低溫干燥及各種組合干燥等,。真空低溫干燥是指使物料中的水分在較低的溫度之下(60℃以下)沸騰而蒸發(fā)，所加工的干制品香,、色,、味皆佳，復(fù)水性良好,。遠紅外真空干燥的方法具有zui終產(chǎn)品干燥效果好,、成本低、射線來源廣以及能符合大批量生產(chǎn)的要求等優(yōu)勢,，已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所接受,。郁雯霞等針對國內(nèi)外遠紅外真空干燥設(shè)備存在干燥不均勻、無法調(diào)節(jié)輻射距離等缺陷,，通過試驗對遠紅外真空干燥試驗設(shè)備進行了優(yōu)化設(shè)計,。優(yōu)化后的干燥設(shè)備不僅能達到較高的真空度，并且可以調(diào)節(jié)真空度,，同時也可以改變干燥功率,，解決局部加熱過程中遠紅外輻射不均勻的問題，為遠紅外真空干燥技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。由于單一的干燥方法往往得不到zui終產(chǎn)品的質(zhì)量要求，真空技術(shù)網(wǎng),。認為聯(lián)合干燥是未來干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢之一,。孫傳竹等針對蔬菜傳統(tǒng)的單純遠紅外輻射和熱風(fēng)干燥脫水干燥形式所存在的各種問題，采用熱風(fēng)與遠紅外優(yōu)化組合,，解決了頂層干燥箱風(fēng)量需求以及底層接近干燥的物料烤糊等問題,。
目前多數(shù)干燥設(shè)備的研究基于微型企業(yè)或?qū)嶒炇遥荒軡M足企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn),。有關(guān)真空低溫干燥(蒸汽加熱)與遠紅外干燥聯(lián)合干燥方面的研究較少。鑒于此，本試驗在大量試驗的基礎(chǔ)上,，結(jié)合兩種干燥方法的優(yōu)點,，提出蒸汽加熱與遠紅外聯(lián)合的快速干燥技術(shù)，設(shè)計一套工業(yè)遠紅外聯(lián)合低溫真空干燥設(shè)備,，旨在為解決現(xiàn)有干燥方法所引起的干制品品質(zhì)差,、產(chǎn)量低和不能滿足企業(yè)要求等問題。
1,、真空干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理及參數(shù)
1.1,、真空干燥設(shè)備的工作原理
真空低溫干燥技術(shù)的原理是利用低壓下水分的沸點變低，配合真空干燥機,，使具有一定自由水的原料得以脫水干燥,。真空干燥也稱負壓干燥，是將被干燥物料放置在封閉的干燥室內(nèi),，用真空泵對其抽真空,；同時對被干燥物料間斷或連續(xù)加熱。
真空低溫干燥可以干燥易氧化,、易變色的物料等,，尤其是在果蔬干燥過程中可以降低物料中維生素的氧化以及褐變程度，所以采用真空干燥可提高干制品質(zhì)量,。遠紅外干燥熱效高,、干燥時間短、加熱溫度均勻,。
因此,，在真空條件下，將蒸汽加熱與遠紅外優(yōu)化組合,，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,，整合為一種全新的干燥方式，從而實現(xiàn)高品質(zhì),、率,、短時間等優(yōu)勢。
1.2,、真空干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成
本真空干燥設(shè)備是由中國某公司ZGT型真空低溫干燥機增加紅外管等組件改裝而成,，配制四級水蒸氣噴射真空泵，可根據(jù)需要改變真空度(蒸汽噴射真空泵真空度可達一級20kPa/60℃,、二級12.3kPa/50℃,、三級7.4kPa/40℃、四級4.2kPa/30℃),，因為四級真空泵全部投入工作,，可獲得較高的真空度,。
圖1為真空干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，主要由干燥箱,、四級水蒸氣噴射真空泵組,、鍋爐組件以及控制系統(tǒng)等組成。
圖1 真空干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
3、驗證實驗
以獼猴桃為材料進行試驗研究,，分析干燥過程中的工藝參數(shù)(物料厚度,、干燥溫度、真空度)對干制品品質(zhì)(體積收縮率,、總酸,、總糖、VC)的影響,。研究表明：溫度是影響干制品zui主要的因素之一,，其次是切片厚度和真空度；工藝參數(shù)對VC的影響較明顯,，體積收縮率,、總酸、總糖影響不顯著,。比如：真空冷凍干燥時間18h,，熱風(fēng)干燥7.5h，真空低溫聯(lián)合遠紅外干燥2.0h時干制品品質(zhì)較好,。顯然,，真空低溫聯(lián)合遠紅外干燥有較大的優(yōu)勢。
4,、結(jié)束語
(1)本設(shè)備將真空干燥(蒸汽加熱)與遠紅外干燥有效的結(jié)合在一起,，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，整合為一種混合加熱的干燥方法,。
(2)該設(shè)備已生產(chǎn)樣機,。經(jīng)試驗表明，蒸汽加熱彌補了遠紅外輻射不均勻的問題,；廢氣加熱節(jié)約了熱源,；熱量衡算縮短了干燥時間、提高了干燥速率,、優(yōu)化并降低了設(shè)備運轉(zhuǎn)費用。不過,，本設(shè)備只能對果蔬進行加工,，對其它物料還有待于進一步研究和設(shè)計,。
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