微波真空幹燥設(shè)備是微波能技術與真空技術相結合的一種新型(xíng)微波能應用(yòng)設備,它兼備了微波及真空幹燥的(de)一係列(liè)優點,閃蒸幹燥(zào)機克服了常(cháng)規真空幹燥周期長、效率低的缺點,在一般物料幹燥過程中,可比常規方法提高(gāo)工效4~10倍(bèi)。具有幹燥產(chǎn)量高、質量好,加工成本低等優點,微波真空閃蒸幹燥(zào)機設備是一項(xiàng)集電子學、真空學、機械學、熱力學、程控學等多種學科為一體(tǐ)的高(gāo)新技術產品,是在幹燥過程中對物質的物理變化(huà)、內(nèi)外熱質交換以及真空條件(jiàn)下水分遷移過程的深入研究的基礎上,發展起來的一項新(xīn)技術、新工藝。工業化大生產中,有(yǒu)許多物品是不能在高(gāo)溫條件下進行幹燥處理的,例如一些藥品、化學製品(pǐn)、營養食品以及人參(cān)、鹿茸等高檔中草藥材,為了保證產品質量,其幹燥(zào)處(chù)理必(bì)須在低於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(fèi)點是100℃,而在0.073大(dà)氣壓(7.37kpa)下,水的沸點是40℃。在真空條件(jiàn)下,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(fāng)式給(gěi)物(wù)料提供熱(rè)能。常規真空幹燥方法傳熱速度慢,效率低,並且溫度控製難度大。微波加熱是一種輻(fú)射(shè)加熱,是微波與物料直接發(fā)生作用,使其裏外同時被加熱(rè),無須通過對流或(huò)傳導來傳遞熱量,所以加熱速度快,幹燥效率高,溫度控製容易。
國外發達國家(jiā)在八十年代(dài)時已開始進行工業化微波真(zhēn)空幹燥設備開發,並在實際(jì)應用(yòng)中取得(dé)良好的效果。法國(guó)國際微波公司用微(wēi)波真空幹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(wéi)50℃、5小時微波真空幹燥,產品質量和產量(liàng)都大大提高。九十年代後期我單位在國內^開始研發微波真空設備(bèi),通過幾年的努力,在二○○○年完成(chéng)工業化10KW微波真空幹燥(zào)設備研製。為製藥工程、生物工程、化工工程、材料(liào)工程以及農副產(chǎn)品深加工提供了一種新型、高效的幹燥設備。
二、微波真空幹燥設備的優點(diǎn)
1、高效
常規(guī)的真空幹燥設備都采用蒸汽進行加熱,需要從裏到外進行加熱,加熱速度慢需要耗費大量的煤,而微波真空幹燥設備采用的是電磁波加熱,無需傳(chuán)熱媒介,直接加熱(rè)到物體內(nèi)部,升溫速度快,1千瓦(wǎ)的微(wēi)波能在3-5分鍾內將常溫下的水加熱到100℃,避免(miǎn)了上述缺(quē)點,所以速度快(kuài)、效率高、幹燥周期大大縮短,能耗(hào)降低。與常規幹燥技術(shù)相比可提高工效四倍以(yǐ)上。
2、加熱均勻
由於微(wēi)波(bō)加熱,是(shì)從內到外對(duì)物料進(jìn)行同時加熱,物料的內外(wài)溫差很小,不會產生常規加熱中出現的內外加熱不一致的狀況(kuàng),從而(ér)產生膨化的效果,利於粉碎,使(shǐ)幹燥質量大(dà)大提高。
3、易控,便(biàn)於連(lián)續生產及實現自動化,由於微波功率可快速調整及無(wú)慣性的特點,易於(yú)即時控製,可以在40℃-100℃之間
調節溫度
4、備體積小,安裝維修方便
5、產品質量好,與常規方法相比,所加(jiā)工的產品質(zhì)量有較大幅度的提高。
6、微波具有消(xiāo)毒、殺菌的功效,產品安全衛生。保質期(qī)長。
7、經濟效益顯著。
從以上介紹的(de)特點中(zhōng),節能、降耗、提高產品質量(liàng)、安全衛生、設備投資成(chéng)本低等諸方麵(miàn)即可看出其經濟效益和社會效益的顯著。
三、基本結構及工作原理
1、微波(bō)真空幹燥設備應用在貴重藥材加工中(zhōng)的流程圖(略)
四、電路控製設計
1、電路組成框(kuàng)圖(略)
五、係統設計
1、真空泵選擇
2、物(wù)料轉盤設(shè)計
3、整機熱平衡設計(jì)
4、 功率調節(jiē)設計(jì)
六、經濟效益分析
江(jiāng)西某藥廠加工各種幹燥設(shè)備的工藝性能(néng)、經濟效益、產品質量(liàng)等進行了比較,幹燥指標對比如下:
項目 動態微波(bō)幹燥 噴霧幹燥(zào) 閃蒸幹燥(zào)機
幹燥時間 45~70分鍾 3~5秒 20~45小時
幹燥溫度(dù) 45~60度(任意設定) 進風(fēng)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 比其(qí)它設備增加20~30% 下降(jiàng)20~30% 下降20~30%
產量同條件 一台 需(xū)要3台 需要(yào)5台
每公斤幹膏費用 0.4~0.5元/kg 3~4元/kg 3~4元/kg
幹燥方法:工藝(yì)配置
以上可以看出:幹燥成本低、效益好、設備占地麵積小,相(xiàng)當於蒸(zhēng)汽真空幹(gàn)燥機麵積的20%,噴霧幹燥設備的30%,大大節約淨化廠房。動態真空微波幹燥機,不但用於(yú)中藥浸膏麵對保健品、食品化工(gōng)產品,特別是糊狀、粘度較大的物料,更為適宜(yí);還能(néng)起到更好的殺滅細菌的作(zuò)用(yòng)。
七、結(jié)束語
工業化微波真空幹燥設備的研製成功,填補了^,這套高新技術設備大大促進了國民技術的發展,尤其是我國製藥(yào)行業的發展,為此將產生深遠影響。與此同時(shí)它的研製成功也(yě)為微波能的應(yīng)用開辟了一個更為廣闊的領(lǐng)域(yù)。
該產品研(yán)製成(chéng)功,使許多(duō)關鍵技術取得突破進展,也提(tí)出了一些設計的理論依據和方法,且在實踐中取得了諸多寶貴(guì)的經(jīng)驗,為該技術的進一步發展奠定了堅實的基礎。
實際運行表(biǎo)明該設備性能優良、技(jì)術先進、設計合理(lǐ),是一項經濟(jì)效益(yì)顯著,社會效益良好、推廣價值高的新技術新產品(pǐn)。