遠(yuǎn)紅外聯(lián)合低溫真空干燥設(shè)備分析與設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)紅外聯(lián)合低溫真空干燥設(shè)備分析與設(shè)計(jì)針對(duì)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(duì)干燥原理與方法開展研究，設(shè)計(jì)一套工業(yè)遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥設(shè)備。文章介紹該設(shè)備的主要構(gòu)造及其參數(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(jì)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(yuǎn)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(yuǎn)紅外真空干燥的方法具有最終產(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(shì)，已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所承受。郁雯霞等針對(duì)國(guó)內(nèi)外遠(yuǎn)紅外真空干燥設(shè)備存在干燥不均勻、無(wú)法調(diào)節(jié)輻射距離等缺陷，通過試驗(yàn)對(duì)遠(yuǎn)紅外真空干燥試驗(yàn)設(shè)備開展了優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的干燥設(shè)備不僅能到達(dá)較高的真空度，并且可以調(diào)節(jié)真空度，同時(shí)也可以改變干燥功率，解決局部加熱過程中遠(yuǎn)紅外輻射不均勻的問題，為遠(yuǎn)紅外真空干燥技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展奠定了根底。由于單一的干燥方法往往得不到最終產(chǎn)品的質(zhì)量要求，真空技術(shù)網(wǎng)(http:///)認(rèn)為聯(lián)合干燥是未來干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。孫傳竹等針對(duì)蔬菜傳統(tǒng)的單純遠(yuǎn)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(yuǎn)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?yàn)室，不能滿足企業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)。有關(guān)真空低溫干燥(蒸汽加熱)與遠(yuǎn)紅外干燥聯(lián)合干燥方面的研究較少。鑒于此，本試驗(yàn)在大量試驗(yàn)的根底上，結(jié)合兩種干燥方法的優(yōu)點(diǎn)，提出蒸汽加熱與遠(yuǎn)紅外聯(lián)合的快速干燥技術(shù)，設(shè)計(jì)一套工業(yè)遠(yuǎn)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)備的構(gòu)造原理及參數(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(diǎn)變低，配合真空干燥機(jī)，使具有一定自由水的原料得以脫水干燥。真空干燥也稱負(fù)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(duì)其抽真空；同時(shí)對(duì)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(yuǎn)紅外干燥熱效高、干燥時(shí)間短、加熱溫度均勻。

因此，在真空條件下，將蒸汽加熱與遠(yuǎn)紅外優(yōu)化組合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，整合為一種全新的干燥方式，從而實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高效率、短時(shí)間等優(yōu)勢(shì)。

1.2、真空干燥設(shè)備的構(gòu)造組成

本真空干燥設(shè)備是由中國(guó)某公司ZGT型真空低溫干燥機(jī)增加紅外管等組件改裝而成，配制四級(jí)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(dá)一級(jí)20kPa/60℃、二級(jí)12.3kPa/50℃、三級(jí)7.4kPa/40℃、四級(jí)4.2kPa/30℃)，因?yàn)樗募?jí)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)備構(gòu)造示意圖，主要由干燥箱、四級(jí)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)備構(gòu)造示意圖

3、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

以獼猴桃為材料開展試驗(yàn)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(duì)干制品品質(zhì)(體積收縮率、總酸、總糖、VC)的影響。研究說明：溫度是影響干制品最主要的因素之一，其次是切片厚度和真空度；工藝參數(shù)對(duì)VC的影響較明顯，體積收縮率、總酸、總糖影響不顯著。比方：真空冷凍干燥時(shí)間18h，熱風(fēng)干燥7.5h，真空低溫聯(lián)合遠(yuǎn)紅外干燥2.0h時(shí)干制品品質(zhì)較好。顯然，真空低溫聯(lián)合遠(yuǎn)紅外干燥有較大的優(yōu)勢(shì)。

4、結(jié)束語(yǔ)

(1)本設(shè)備將真空干燥(蒸汽加熱)與遠(yuǎn)紅外干燥有效的結(jié)合在一起，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，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(jī)。經(jīng)試驗(yàn)說明，蒸汽加熱彌補(bǔ)了遠(yuǎn)紅