二氧化碳冷阱微波真空干燥装置及干燥方法与流程

本发明涉及一种对食品进行冷冻干燥的装置及干燥的方法，特别涉及一种二氧化碳冷阱与微波加热相结合对果蔬进行真空干燥的装置及干燥方法。

背景技术：

干燥是长期保存食品的一种有效方法，传统的热风干燥，能耗大，效率低，目前，对物料的干燥通常采用微波干燥技术，微波干燥技术经常会出现过度加热，局部温度会超过100℃，使得物料的品质下降，营养全部流失，这些都是由于没有能够控制微波加热过程中热量和水分的传递而造成的，使微波未能得到最合理、最有效的利用；还有的是采用冷冻干燥技术对食品进行干燥，冷冻干燥的时间周期很长，效率低，冻干后物料的品质不高。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种二氧化碳冷阱微波真空干燥装置及干燥方法，本发明可提高干燥物料的效率，提高物料干制品的品质。

本发明的目的是这样实现的：一种二氧化碳冷阱微波真空干燥装置，包括二氧化碳冷阱装置、真空泵、微波发生器和罐体，所述罐体内具有容纳腔，所述真空泵和二氧化碳冷阱装置均与罐体的容纳腔相通连接，所述罐体的一侧安装有罐盖，所述罐体内设有可转动的物料罐，所述罐体内侧设有用于给物料罐加热的微波发生器，所述物料罐上排布有若干排气孔。

为了进一步提高本发明工作的可控性，所述罐体外设有脉动微波控制装置。

为了进一步提高本发明工作时温度测量的可靠性，所述物料罐的外侧设有红外测温探头，红外测温探头感应物料罐表面温度以测得对物料的冷冻温度。

为了进一步提高本发明工作的可控性，所述脉动微波控制装置包括报警模块、主控模块和数据采集模块，所述数据采集模块采集红外测温探头传输过来的温度信号，所述主控模块控制微波发生器的输出功率，所述报警模块根据设定的冷冻干燥时间控制报警状态；此设计使物料冷冻的温度达到最佳，物料的干燥速度快，提高物料的干燥效果。

为了进一步提高物料干燥的均匀性，还包括电机，所述电机传动连接有可转动的主轴，主轴与物料罐连接。

为了进一步提高物料罐工作的可靠性，所述罐体的内壁上还设有滚轮，所述滚轮的上侧与物料罐的外侧相切。

所述干燥装置的干燥方法，包括以下步骤：

步骤一）冷冻：打开二氧化碳冷阱装置，罐体内不断通入温度为-40℃的二氧化碳气体，物料冷冻，打开微波发生器，微波发生器对物料罐进行加热；

步骤二）物料的干燥：物料冷冻结束，报警模块报警，提示工作人员打开真空泵，真空泵将容纳腔抽真空，脉动微波控制装置调节微波发生器的输出功率对物料进行干燥。

为了使物料的冷冻温度最佳，步骤一中，脉动微波控制装置调节微波发生器的输出功率的具体方法为：在设定的冷冻时间内，当测得的温度高于物料的共晶点温度时，脉动微波控制装置关闭微波发生器；当测得的温度低于物料的共晶点温度时，加大微波发生器的输出功率，使冷冻的温度始终维持在物料的共晶点温度。

为了使物料的干燥温度最佳，步骤二中，超出设定的冷冻时间时，测得的温度高于物料的共融点温度时，脉动微波控制装置关闭微波发生器；测得的温度低于物料的共融点温度时，脉动微波控制装置使微波发生器的输出功率变大，使干燥温度维持在物料的共融点温度。

工作前，在物料罐中放入物料，给控制器上电，打开电机、真空泵和二氧化碳冷阱装置；本发明工作时，电机的动作带动主轴的转动，主轴的转动带动物料罐的转动，二氧化碳冷阱装置往罐体内不断地通入温度为-40℃的二氧化碳气体，微波发生器对物料加热，红外测温仪感应物料表面的温度并反馈给脉动微波控制装置，脉动微波控制装置根据接收到的温度信号调节微波发生器的输出功率，根据设定的物料冷冻时间进行报警，提醒工作人员将真空泵打开，及时将罐体内抽成真空，使物料水分以升华的形式除去；本发明在二氧化碳冷阱真空冷冻干燥的同时结合微波发生器的作用，通过对物料的冷冻和干燥的温度控制使物料以最快的速度冻结并保证干燥时物料的水分以升华的形式除去，提高干燥效率，确保干制品的品质，可应用于果蔬等食品的干燥工作中。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为本发明的控制连接框图。

其中，1电机，2脉动微波控制装置，3真空泵，4二氧化碳冷阱装置，5主轴，6罐体，7排气孔，8物料，9物料罐，10罐盖，11滚轮，12红外测温探头，13微波发生器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1～3所示的二氧化碳冷阱微波真空干燥装置，包括二氧化碳冷阱装置4、真空泵3、微波发生器13、电机1和具有容纳腔的罐体6，罐体6的两端安装有罐盖10，罐体6内设有物料罐9，电机1传动连接有可转动的主轴5，主轴5与物料罐9连接，真空泵3和二氧化碳冷阱装置4均与罐体6的容纳腔相通连接，罐体6内侧设有用于给物料罐9加热的微波发生器13，物料罐9上排布有若干排气孔7，罐体6的内壁上还设有滚轮11，滚轮11的上侧与物料罐9的外侧相切，罐体6外设有脉动微波控制装置2，物料罐9的外侧设有红外测温探头12，红外测温探头12通过感应物料罐9表面温度以测得对物料8的冷冻温度；二氧化碳冷阱装置4对物料8进行冷冻干燥的时间为2～3h，此时，物料8的含水率为5%～17%；脉动微波控制装置2包括报警模块、主控模块和数据采集模块，数据采集模块采集红外测温探头12传输过来的温度信号，主控模块控制微波发生器13的输出功率，报警模块根据设定的冷冻干燥时间控制报警状态。

上述干燥装置的干燥方法，包括以下步骤：

步骤一）冷冻：打开二氧化碳冷阱装置4，罐体6内不断通入温度为-40℃的二氧化碳气体，物料8冷冻，打开微波发生器13，微波发生器13对物料罐9进行加热；

步骤二）物料8的干燥：设定冷冻时间，当物料8冷冻结束时，脉动控制装置报警，提示工作人员打开真空泵3，真空泵3将容纳腔抽真空，脉动微波控制装置2调节微波发生器13的输出功率对物料8进行干燥。

步骤一中，脉动微波控制装置2调节微波发生器13的输出功率的具体方法为：在设定的冷冻时间内，当测得的温度高于物料8的共晶点温度时，脉动微波控制装置2关闭微波发生器13；当测得的温度低于物料8的共晶点温度时，加大微波发生器13的输出功率，使冷冻的温度始终维持在物料8的共晶点温度。

步骤二中，超出设定的冷冻时间时，测得的温度高于物料8的共融点温度时，脉动微波控制装置2关闭微波发生器13；测得的温度低于物料8的共融点温度时，脉动微波控制装置2使微波发生器13的输出功率变大，使干燥温度维持在物料8的共融点温度。

工作前，在物料罐9中放入物料8，给控制器上电，打开电机1和二氧化碳冷阱装置4；本发明工作时，电机1的动作带动主轴5的转动，主轴5的转动带动物料罐9的转动，二氧化碳冷阱装置4往罐体6内不断地通入温度为-40℃的二氧化碳气体，微波发生器13对物料8加热，红外测温仪感应物料罐9表面的温度并反馈给脉动微波控制装置2，脉动微波控制装置2根据接收到的温度信号调节微波发生器13的输出功率，根据设定的物料8干燥时间进行报警，超过设定的干燥时间时，报警模块报警，提醒工作人员将真空泵3打开，以及时将罐体6内抽成真空，使物料8的水分以升华的形式除去；本发明在二氧化碳冷阱冷冻干燥的同时结合微波发生器13的作用，通过对物料8的冷冻和干燥的温度控制使物料8以最快的速度冻结并保证干燥时物料8的水分以升华的形式除去，提高干燥效率，确保干制品的品质，可应用于果蔬等食品的干燥工作中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。