[发明专利]滚筒式真空脉动变温度干燥方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚筒式真空脉动变温度干燥方法和设备，主要应用于流动性较好的食品、生物制品和药品及化工制品的干燥，尤其适用于热敏性物质的干燥，特别是对高附加值的食品和生物药品的干燥效果更好。

背景技术

物料之所以能够被干燥是因为物料表面的水蒸气分压大于干燥环境中的水蒸气分压，即二者存在压力梯度，而且干燥的速度与这种压力梯度的大小成正比(姚玉英主编.化工原理(下册).天津科学技术出版社2001年1月版，258-271)。当干燥介质中的水蒸气饱和时将不存在压力梯度，这时干燥过程就停止，所以应设法及时将物料表面蒸发的水分带走，以维持一定的压力梯度。为此人们在干燥装备中增加了抽真空装置，以维持干燥物料表面和干燥介质之间的压强梯度，以此提高干燥速率，这就是真空干燥的原理。但是如果干燥室一直处于一个稳定的真空状态，在物料干燥到一定程度和时间后，就会出现物料表层水蒸气分压与干燥介质水蒸气分压平衡的现象，物料干燥的速率就会大大降低。

食品、生物制品和药品中的水主要以游离水、胶体结合水和化合水三种状态存在。其中游离水所占比例最大，流动性强，易从表面蒸发，也能借助毛细管作用从内部向外迁移，只需要较低的温度和较少的能量就能将其除去；胶体结合水是胶体的水合和吸附作用的结果，围绕胶粒形成一层水膜，水分和原料相结合成为胶体状态，这部分水需要较高的温度才能除去；化合水存在于物料的化学物质分子结构中，不能因干燥而去除。但是传统的干燥机在一个完整的干燥过程中往往使用一个干燥温度或一个真空度进行干燥，造成干燥品质差或耗能高的问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种滚筒式真空脉动变温度干燥方法和设备，以解决现有干燥技术和设备存在的问题。

为了达到本发明的第一个目的，即提供一种滚筒式真空脉动变温度干燥方法，所采取的技术方案包括，在滚筒干燥技术的基础上，结合了脉动式真空技术，且随着真空度的脉动变化，加热循环系统的温度也是变化的，其中滚筒的转速为10～100rpm，真空度在0.097MPa～OMPa之间脉动变化，加热循环系统在20℃～80℃内随物料的干燥状态而变化。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥方法中，所述真空度的脉动变化是指当滚筒内真空度达到0.097MPa～OMPa之间的某个选定值时，有一个相应的保持时间，而后变换滚筒内的真空度，又保持一定的时间，由此形成一个脉动周期。

为了达到本发明的第二个目的，即提供用于上述的滚筒式真空脉动变温度干燥方法的设备，所采取的技术方案包括：滚筒干燥系统，其特征在于，在滚筒干燥系统的密闭的圆形滚筒干燥室内，连接了一套脉动式真空系统，其中滚筒的转速为10～100rpm，真空度在0.097MPa～OMPa之间脉动变化，加热循环系统在20℃～80℃内随物料的干燥状态而变化。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥设备中，所述密闭的圆形滚筒干燥室沿径向分为1～5个小干燥室，每个干燥室在滚筒的中心都与脉动式真空系统连接，干燥时，在不同小干燥室中的物料能够随着滚筒的旋转而不断滚动，保证了物料受热的均匀性。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥设备中，所述密闭的圆形滚筒干燥室的外表面有个螺旋状的加热介质环，该加热介质环的一端为加热介质的入口，另一端为加热介质的出口。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥设备中，所述滚筒干燥系统包括密闭的圆形滚筒干燥室1，电机传动装置12和机架13；加热循环系统包括加热器装置11，压力泵9，加热介质及加热介质进出管道2和三通旋转接头3，以及包裹在滚筒干燥室外的螺旋状的加热介质环14；脉动式真空系统包括真空泵10、真空抽排气管道6、卸压真空电磁阀4，控制电磁阀5，真空抽排气管道6将真空泵10、电磁流量阀8、负压传感器7、控制电磁阀5、卸压真空电磁阀4连接起来；控制系统包括负压传感器7、用于控制真空度的电磁流量阀8。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥设备中，所述控制系统还与卸压真空电磁阀4和控制电磁阀5相连接，所述负压传感器7、电磁流量阀8和控制电磁阀5的另一端都与真空泵10相连接。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥设备中，所述密闭的圆形滚筒干燥室1是用金属或者玻璃制成的圆筒状干燥室。

上述的滚筒式真空脉动变温度干燥设备中，所述的加热介质可以是热水、导热油或者二者的混合物。