微波低溫真空干燥設(shè)備的應用實例

一、概述

    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，可比常規(guī)方法提高工效4～10倍。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)備是一項集電子學、真空學、機械學、熱力學、程控學等多種學科為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，是在干燥過程中對物質(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的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的一項新技術(shù)、新工藝。工業(yè)化大生產(chǎn)中，有許多物品是不能在高溫條件下進行干燥處理的，例如一些藥品、化學制品、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(zhì)量，其干燥處理必須在低于100℃或在室溫的條件下進行，眾所周知氣壓降低，水的沸點也降低，如在一個大氣壓（101.3kpa）下，水的沸點是100℃，而在0.073大氣壓（7.37kpa）下，水的沸點是40℃。在真空條件下，加熱物體可使物體內(nèi)部水分在無升溫狀態(tài)下蒸發(fā)。由于真空條件下空氣對流傳熱難以進行，只有依靠熱傳導的方式給物料提供熱能。常規(guī)真空干燥方法傳熱速度慢，效率低，并且溫度控制難度大。微波加熱是一種輻射加熱，是微波與物料直接發(fā)生作用，使其里外同時被加熱，無須通過對流或傳導來傳遞熱量，所以加熱速度快，干燥效率高，溫度控制容易。

    國外發(fā)達國家在八十年代時已開始進行工業(yè)化微波真空干燥設(shè)備開發(fā)，并在實際應用中取得良好的效果。法國國際微波公司用微波真空干燥設(shè)備加工無籽葡萄干，將傳統(tǒng)工藝65℃、24小時熱風烘干變?yōu)?0℃、5小時微波真空干燥，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都大大提高。九十年代后期我單位在國內(nèi)率先開始研發(fā)微波真空設(shè)備，通過幾年的努力，在二○○○年完成工業(yè)化10KW微波真空干燥設(shè)備研制。為制藥工程、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、高效的干燥設(shè)備。

    二、微波真空干燥設(shè)備的優(yōu)點

    1、高效

    常規(guī)的真空干燥設(shè)備都采用蒸汽進行加熱，需要從里到外進行加熱，加熱速度慢需要耗費大量的煤，而微波真空干燥設(shè)備采用的是電磁波加熱，無需傳熱媒介，直接加熱到物體內(nèi)部，升溫速度快，1千瓦的微波能在3-5分鐘內(nèi)將常溫下的水加熱到100℃，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。

    2、加熱均勻

    由于微波加熱，是從內(nèi)到外對物料進行同時加熱，物料的內(nèi)外溫差很小，不會產(chǎn)生常規(guī)加熱中出現(xiàn)的內(nèi)外加熱不一致的狀況，從而產(chǎn)生膨化的效果，利于粉碎，使干燥質(zhì)量大大提高。

    3、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，易于即時控制，可以在40℃-100℃之間任意調(diào)節(jié)溫度。

    4、備體積小，安裝維修方便

    5、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。

    6、微波具有消毒、殺菌的功效，產(chǎn)品安全衛(wèi)生。保質(zhì)期長。

    7、經(jīng)濟效益顯著。

    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)濟效益和社會效益的顯著。

    三、實例
 
    江西某藥廠加工各種干燥設(shè)備的工藝性能、經(jīng)濟效益、產(chǎn)品質(zhì)量等進行了比較，干燥指標對比如下：

    項目動態(tài)微波干燥噴霧干燥蒸汽真空干燥

    干燥時間45~70分鐘3~5秒20~45小時

    干燥溫度45~60度（任意設(shè)定）進風180度50~60度（難控制）

    浸膏損耗02~5％3％以上

    水份4~5％2~4％4~6％

    含量損耗比其它設(shè)備增加20~30％下降20~30％下降20~30％

    產(chǎn)量同條件一臺需要3臺需要5臺

    每公斤干膏費用0.4~0.5元/kg3~4元/kg3~4元/kg

    干燥方法：工藝配置

    以上可以看出：干燥成本最低、效益最好、設(shè)備占地面積小，相當于蒸汽真空干燥機面積的20％，噴霧干燥設(shè)備的30％，大大節(jié)約凈化廠房。動態(tài)真空微波干燥機，不但用于中藥浸膏面對保健品、食品化工產(chǎn)品，特別是糊狀、粘度較大的物料，更為適宜；還能起到更好的殺滅細菌的作用。

    四、結(jié)束語 

    該產(chǎn)品研制成功，使許多關(guān)鍵技術(shù)取得突破進展，也提出了一些設(shè)計的理論依據(jù)和方法，且在實踐中取得了諸多寶貴的經(jīng)驗，為該技術(shù)的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

    實際運行表明該設(shè)備性能優(yōu)良、技術(shù)先進、設(shè)計合理，是一項經(jīng)濟效益顯著，社會效益良好、推廣價值高的新技術(shù)新產(chǎn)品。