微波真空幹燥設備是微波能技術與真空技術(shù)相結合的一種新型(xíng)微波能應用設備,它兼備了微波及(jí)真空幹燥的一係列優點,閃蒸幹燥(zào)機克服(fú)了常規真空幹燥周期(qī)長、效率低的缺點(diǎn),在一般物料幹燥(zào)過程(chéng)中,可比常(cháng)規(guī)方法提高工效4~10倍。具有幹燥產量高、質(zhì)量好(hǎo),加工成本低等優點(diǎn),微波真空閃蒸幹燥機設(shè)備是一項(xiàng)集電子學、真空學(xué)、機械學、熱力學、程控(kòng)學等多種學科為一體的高新技術(shù)產品,是在幹燥過程中對物質的物理變化、內(nèi)外熱質交換以及真空條件下水分(fèn)遷移過(guò)程的深入研究的基礎上,發展起來的一項新技術、新工藝。工業化大生產中,有許多物品是不能(néng)在高溫條件下進(jìn)行幹燥(zào)處理的(de),例如一些藥品(pǐn)、化學製品(pǐn)、營養(yǎng)食品以及人參、鹿茸等高檔中草藥材,為了保證產(chǎn)品質量,其幹燥處理必須在低於100℃或(huò)在室溫的條件下進行,眾所周知氣壓降低,水的沸(fèi)點也降低(dī),如(rú)在一個大氣壓(101.3kpa)下,水的沸點是100℃,而在0.073大氣(qì)壓(7.37kpa)下,水的沸點是40℃。在真空條件(jiàn)下(xià),加熱物體可使物體內部水分在無升溫狀態下蒸發。由於真空條件下空氣對流傳熱難以進行,隻有依靠熱傳導的方式給物料提供熱能。常規真空幹燥方法傳熱速度慢,效(xiào)率低,並且溫度控製難度大(dà)。微波加熱是一種輻射加(jiā)熱,是微波與物料直接發(fā)生(shēng)作用,使其裏外同時被加熱,無須通過對流或傳導來傳遞熱量(liàng),所以加熱速度快,幹燥效率高,溫度控製(zhì)容易。
國外發達國家在八(bā)十年代時已開始進行工(gōng)業化微波真空幹燥設備開發,並在實際應用中取(qǔ)得良好的效果。法國國際微波公司用微(wēi)波真空幹(gàn)燥設備加工無籽葡萄幹,將傳統工藝65℃、24小時熱風烘幹變為50℃、5小時微波真空幹(gàn)燥,產品質量和產(chǎn)量都大大(dà)提高。九(jiǔ)十年代後期我單位在國內^開始研發微波真空設備,通過幾年的努力,在二○○○年完成工業化10KW微波真空幹燥設備研製。為製藥工程、生物工(gōng)程、化工工程、材料工程以及農副產品深加(jiā)工(gōng)提供了一種(zhǒng)新型、高效的幹燥設備。
二、微波(bō)真空幹燥(zào)設備的優點(diǎn)
1、高效
常規的真空幹燥設備都采(cǎi)用蒸汽進行加熱,需要從裏到外進行加熱(rè),加熱(rè)速度慢需要耗費大量的煤,而微波(bō)真空幹燥設(shè)備(bèi)采用的是電磁波加熱,無需傳熱媒介,直接加熱到物體內部,升溫速度快,1千瓦的微波能在(zài)3-5分鍾內將常溫下(xià)的水加熱到100℃,避免了上述缺點(diǎn),所(suǒ)以速度(dù)快、效率(lǜ)高、幹(gàn)燥周期大(dà)大縮短,能耗降低。與常規幹燥技術(shù)相比可提高工效四倍以上(shàng)。
2、加熱均勻
由於微波加熱,是從內到外對物料進行同時加熱,物料的內外溫差很小,不會產生常規(guī)加熱中出現的內外(wài)加(jiā)熱不一致的狀況,從而產生膨化的效果,利於粉碎,使幹燥質量大(dà)大提高。
3、易控,便於連續生產(chǎn)及實現自動化,由於微波功率可快速調整及無慣(guàn)性的特點,易(yì)於(yú)即時(shí)控製,可以在40℃-100℃之間
調(diào)節(jiē)溫度
4、備體積小,安裝維修方便
5、產品質量好,與常規方法(fǎ)相比,所加工的產(chǎn)品質量有較大(dà)幅度的提(tí)高。
6、微波具有消毒、殺菌的功效(xiào),產品安全衛生。保質期長。
7、經濟效益顯著。
從(cóng)以上(shàng)介紹的特點中,節能、降耗、提高(gāo)產品(pǐn)質量、安全衛(wèi)生(shēng)、設備投資成本低等諸(zhū)方麵即(jí)可看出其(qí)經濟效益和社會效(xiào)益的顯著。
三、基本結構及(jí)工作原理
1、微波真空幹燥設備應(yīng)用在貴重藥材加工中的流程圖(略(luè))
四、電路控製設計
1、電路組成框(kuàng)圖(略)
五、係(xì)統設計
1、真空(kōng)泵選擇
2、物料(liào)轉盤設計
3、整(zhěng)機熱平衡設計
4、 功率調節設計
六、經濟效益分(fèn)析
江西某藥廠加工各種幹(gàn)燥設備的工藝性(xìng)能、經濟效益、產品質量等進行(háng)了比較,幹燥指標對比如下:
項目 動態微波幹燥 噴霧幹燥 閃蒸幹燥機
幹燥時間(jiān) 45~70分(fèn)鍾 3~5秒 20~45小(xiǎo)時(shí)
幹燥(zào)溫(wēn)度 45~60度(任意設(shè)定) 進風180度 50~60度(難控製)
浸膏損耗 0 2~5% 3%以上
水份 4~5% 2~4% 4~6%
含量損耗 比(bǐ)其它設備(bèi)增(zēng)加20~30% 下降(jiàng)20~30% 下降20~30%
產量同條件 一台 需要3台 需要5台
每公斤(jīn)幹膏費用 0.4~0.5元(yuán)/kg 3~4元/kg 3~4元/kg
幹燥方法:工藝配(pèi)置
以上可以看出:幹燥成本(běn)低、效益好、設備占(zhàn)地麵積小,相當於蒸汽真(zhēn)空幹燥(zào)機麵積的20%,噴霧幹燥設備的(de)30%,大大節約淨化廠房。動態真空微波(bō)幹(gàn)燥機,不但用於中藥浸膏麵(miàn)對保健品、食品化工(gōng)產品,特別是糊狀、粘度較大的物(wù)料,更為適宜;還能起(qǐ)到更好的殺滅細菌的作(zuò)用。
七、結束語
工業化微波真空幹燥設備(bèi)的(de)研製成功,填補了(le)^,這(zhè)套高(gāo)新技術設備(bèi)大大促進了國民技術的發展,尤其(qí)是我國製藥行(háng)業的發展(zhǎn),為此將產生深遠影響。與此同時它的研製成功(gōng)也為微波能(néng)的應用(yòng)開辟了一個更為廣闊的領域。
該產品研製成功,使許多關鍵(jiàn)技術取得突(tū)破進展,也提出了一些設計的理論依(yī)據(jù)和方法(fǎ),且在實踐中取得了諸多寶貴的經驗,為(wéi)該技術(shù)的進一步發展奠定了(le)堅(jiān)實的基礎。
實際運行表明該設備性能優良、技術先進、設計合理,是一項經濟效益顯著(zhe),社會效益良好、推(tuī)廣價值高的新技術新產(chǎn)品。