专利名称：鼓气式微波干燥装置的制作方法
技术领域：
本发明属于微波干燥装置，特别涉及一种用于颗粒状、粉末状含水量较高物料的鼓气式微波干燥装置。
背景技术：
微波干燥装置作为一种新型的干燥装置是在六十年代发展起来的，它利用物料对微波选择性吸收的原理，对其中的水份进行蒸发脱除，从而达到物质干燥的目的。对于加热干燥装置，微波干燥装置具有加热均匀、干燥速率快、热效率高、产品质量好等优点，弥补了传统加热干燥产生的表面硬化、热利用率低、干燥速率慢等缺陷，因此得到很快的发展。微波干燥装置已经应用于农业、轻工业、中草药以及科研等方面，并收到了传统装置难以达到的干燥效果。
但是微波加热也存在自身的一些缺陷。首先，由于水份对微波能具有强烈的吸收，微波能转换成热能的效率高，因此物质的含水量对微波的吸收影响较大。一般含水量越高，物质对微波的吸收越充分，微波加热速率越快，短时间内物质可达到很高的温度。微波加热过程中，物质中的水份如果不能及时排除，很容易产生物质内局部过热现象，对干燥物质的品质造成很大影响。其次，有些物质的物理性质对温度有很大的依赖关系当温度升高时，物质对微波的吸收能力随之增大。对于此种物质，在微波加热过程中，如果热量不能及时排除，很容易造成温度失控，给生产、科研等造成很大的隐患。另一方面，由于物质对微波的反射、折射等作用致使微波场重新分布，可能会引起微波场分布不均匀，造成物质加热不均微波场强的部位产生过热，微波场弱的部位加热不充分。
对于微波干燥过程中出现的以上几个问题，一些微波设备厂商在微波干燥腔内安置了反射板、搅拌器，只是部分解决了微波分布均匀的问题，对于厚度小、含水量低、对温度依赖性小的物料能够很好的干燥；但是对于含水量高、厚度大的物料，加热过程中产生水蒸汽、过剩热量的排除还存在一定的缺陷。有些微波设备安置了通气装置，通过向干燥腔内通气的方法来排除水蒸汽，并带出了部分热量；但是此种方法只是消除了表面过热，对于含水量高、厚度大的物料内部过热现象却无能为力。局部过热现象在很大程度上限制了微波干燥的应用范围，对此问题，目前国内外还没有一个比较好的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述微波干燥装存在的缺陷，而提供一种可将含水量不同的颗粒状、粉术状物料进行有效干燥，避免微波加热过程中的局部过热，提高水蒸汽扩散速度，保证物料品质的鼓气式微波干燥装置。
本发明的实施方案如下本发明提供的鼓气式微波干燥装置，包括一微波干燥炉10，其特征在于，该微波干燥炉10内腔四壁上喷涂一层聚四氟乙烯，位于微波干燥炉10底壁上的旋转式转盘8上放置一瓶式干燥容器11，瓶式干燥容器11的上部瓶颈穿过微波干燥炉10上壁上的开孔伸出微波干燥炉10外，在瓶式干燥容器11瓶颈与微波干燥炉10上壁的接触处及瓶颈的上端口部分别设有微波抑制器12和13，所述微波抑制器12为一上端带圆环形端盖的圆环状套管，其圆环状套管紧密地套装在瓶式干燥容器11瓶颈周壁上，其圆环形端盖的下端面紧密地和微波干燥炉10的上壁贴紧接触；所述微波抑制器13为一上端带圆形端盖的圆柱形塞，其圆柱形塞紧密地塞在瓶式干燥容器11瓶颈口端，其圆形端盖紧密地贴在瓶式干燥容器11瓶颈上端面上；所述微波抑制器12、13由金属材料制做或由聚四氟乙烯制做外加一层金属网；瓶式干燥容器11内下部安装一水平放置的带有微孔的气体分布板14，其微孔直径为150—250目，气体分布板14由陶瓷材料或玻璃细微粒烧结而成，其中心处固定一旋转固定管21，一送气管1依次穿过微波抑制器13和气体分布板14中心处的旋转固定管21至瓶式干燥容器11底部；所述的瓶式干燥容器11可在其下部瓶体中部横向截断，分为上瓶体和下瓶体两部分，上瓶体下端和下瓶体上端分别带有圆形法兰21和22，圆形法兰21和22上设有螺孔，螺孔内安装将上瓶体和下瓶体紧固成一体的螺栓；所述微波抑制器13上设有微孔23，微孔23的孔径为2-4毫米；所述微波干燥炉10的功率为200-700W。
本发明与现有技术相比，由于采用底部通气方法对干燥过程中产生的水蒸汽及热量及时排除，因此避免了物料内部因水蒸汽、热量积聚所导致的过热现象的发生，保证了干燥物料的品质；在高速气流的作用下，物料堆积变得疏松，气流均匀穿过物料，提高了水蒸汽的扩散、传质速度，加快了微波干燥的速率；对于受热易于氧化、分解的物料，可以通过通入氮气的方法对物料进行气体保护，同时将微波加热产生得过多的热量及时排除，减少了干燥物料的副反应；对于干燥过程中产生有害气体的物料，高速气流可以及时将有害气体从干燥体系中排除，减小了发生副反应的可能。
附图1为本发明的结构示意图；附图2为微波干燥炉10的结构示意图；附图3为微波抑制器13结构示意图；其中送气管1干燥时间显示器2加热功率显示器3干燥时间调节旋钮4 加热功率调节旋钮5 旋转式转盘转速调节旋钮6；微波干燥炉门开关7 旋转式转盘8物料9微波干燥炉10 瓶式干燥容器11 微波抑制器12微波抑制器13 气体分布板14 微孔23圆形法兰20、22 旋转固定管21实施方式下面结合附图及实施例进一步描述本发明；由图1可知，本发明提供的鼓气式微波干燥装置，包括一微波干燥炉10，其特征在于，该微波干燥炉10内腔四壁上喷涂一层聚四氟乙烯，位于微波干燥炉10底壁上的旋转式转盘8上放置一瓶式干燥容器11，瓶式干燥容器11的上部瓶颈穿过微波干燥炉10上壁上的开孔15伸出微波干燥炉10外，在瓶式干燥容器11瓶颈与微波干燥炉10上壁的接触处及瓶颈的上端口部分别设有微波抑制器12和13，所述微波抑制器12为一上端带圆形法兰的圆环状套管，其圆环状套管紧密地套装在瓶式干燥容器11瓶颈周壁上，其圆形法兰的下端面紧密地和微波干燥炉10的上壁贴紧接触；所述微波抑制器13为一上端带圆形法兰的圆柱形塞，其圆柱形塞紧密地塞在瓶式干燥容器11瓶颈口端，其圆形法兰紧密地盖在瓶式干燥容器11瓶颈口上端面上；所述微波抑制器12、13由金属材料制做或由聚四氟乙烯制做外加一层金属网；瓶式干燥容器11内下部安装一水平放置的带有微孔的气体分布板14，一进气管1依次穿过微波抑制器13和气体分布板14至瓶式干燥容器11底部；由图2可知，所述的瓶式干燥容器11由其下部瓶体中部分为上瓶体和下瓶体两部分，上瓶体的上端和下瓶体的下端分别带有圆形法兰，圆形法兰上设有螺孔，螺孔内安装有将上瓶体和下瓶体紧固成一体的用螺栓；由图3可知，所述微波抑制器13上设有微孔23，微孔23孔径为2-4厘米；所述微波干燥炉10的功率为200-700W。
使用时，将带有水分的物料放入瓶式干燥容器11内气体分布板14之上，物料在微波干燥炉10的微波加热下，产生水蒸汽；干燥的空气或氮气由进气管1通入到瓶式干燥容器11的底部，经瓶式干燥容器11底壁反射后将气流转变方向，穿过气体分布板14，然后穿过物料9，通过与物料9的充分接触，干燥气体带走干燥过程中产生的水蒸汽和过剩热量，避免了物料内部因水蒸汽和热量积聚所产生的过热现象的发生；气体分布板14用于放置含水量不同的颗粒状或粉末状物料，调节气流的分布，气流穿过气体分布板14后，保证了气流均匀地穿过物料；为了便于容器制造、分布板的安装以及物料放入，可将瓶式干燥容器11分为上瓶体和下瓶体两部分上瓶体和下瓶体相接处均为磨口，通过法兰20连接，保证了容器连接的密封性；安置在气体分布板14上的旋转固定管21与进气管1呈滑配合接触，防止气体的泄露。
气体分布板14为陶瓷或聚四氟乙烯材料，其孔径在150-250目范围内，一方面保证了颗粒状及粉末状物料不会漏进气体扩散室，另一方面确保了气流通过的流畅性；微波抑制器(13)上的微孔23孔径约为2-4mm，其表面安置了一层金属网，保证了气流的顺利通过，同时抑制了微波泄露。
本发明的干燥操作过程如下所述，首先将瓶式干燥容器11的法兰20打开，把含水量不同的物料放在气体分布板14上，上瓶体和下瓶体用法兰连接紧密(为了操作方便，也可以将物料由瓶式干燥容器11口直接加入)；然后将装好物料的瓶式干燥容器11放入微波干燥炉10腔内，安置好旋转式转盘8、微波抑制器12和13，将进气管1插入到瓶式干燥容器11；通过调节旋纽6调节旋转式转盘8的转速，由干燥时间调节旋钮4和加热功率调节旋钮5分别对干燥时间和加热功率进行设定，打开通气阀向瓶式干燥容器11内通气，当检查通气速度、转盘转速、容器转动、时间和功率显示一切都正常时，打开微波加热开关，开始对物料干燥。
微波加热具有选择性好，干燥速度快的优点。水的介电常数为80左右，介质损耗为0.2左右(2450 MHz)，对微波吸收很强。而青霉素G亚砜本身的介电常数和介质损耗较小，对微波的吸收较少，在微波场中基本上不被加热。而水分子却极易吸收微波，并可实现局部短时间加热使水分子(结晶水和非结晶水)脱离束缚逸出，采用本发明的鼓气式干燥装置，及时将扩散出的水份带走，并将剩余的热量带出干燥容器，高温持续时间短，避免了青霉素G亚砜因过热变性，从而达到微波强化快速脱水的目的。
表1、2、3分别列出了不同实验条件下的结果。由表1、2、3可以看出，采用鼓气式微波干燥装置在较短的时间内可以明显脱除青霉素G亚砜氧化物的水份，大大较少了现有工艺干燥时间。由表4可以看出，经本发明的装置干燥后，青霉素G亚砜氧化物纯度不会发生变化，表明采用本发明的鼓气式微波干燥装置处理后，氧化物不会因过热发生氧化、分解等副反应。
表1为青霉素G亚砜氧化物的水份含量随微波加热时间的变化(条件加热功率700W，气体分布板孔径150目，气体分布板14(陶瓷材料)上的微孔23孔径2mm，高纯氮气作为干燥冷却气体)；表1微波干燥时间(min) 5101520253035含水量％ 8.0 6.6 4.7 4.0 3.6 2.6 1.7微波干燥时间(min) 40 4550556070含水量％ 1.0 0.8 0.6 0.5 0.3 0.1注原料青霉素G亚砜氧化物含水量为15.65％。
表2为青霉素G亚砜氧化物的水份含量随微波加热时间的变化(条件加热功率200W，气体分布板孔径250目，气体分布板14(玻璃细微粒烧结材料)上的微孔23孔径4mm，干燥空气作为干燥冷却气体)；表2微波干燥时间(min) 10203040含水量％ 10.0 7.5 5.0 3.0微波干燥时间(min) 45556065含水量％ 2.2 1.5 0.8 0.6注原料青霉素G亚砜氧化物含水量为16.4％。
表3为青霉素G亚砜氧化物的水份含量随微波加热时间的变化(条件加热功率500W，气体分布板孔径200目，气体分布板14(陶瓷材料)上的微孔23孔径3mm，干燥空气作为干燥冷却气体)；
表3微波干燥时间(min) 5101520含水量％ 8.0 6.5 4.0 2.6微波干燥时间(min) 25 303540含水量％ 2.0 1.2 0.7 0.5注原料青霉素G亚砜氧化物含水量为16.4％。
表4为微波干燥后青霉素G亚砜氧化物含水量和纯度的变化；表4含水量％ 0.33 0.22 0.28 0.39青霉素G亚砜纯度％97.7198.5698.2297.78含水量％ 0.27 0.26 0.36青霉素G亚砜纯度％98.0297.7897.98注不同实验条件下(包括加热功率，气体分布板孔径，微孔23孔径，干燥冷却气体)，微波干燥60-7min，原料青霉素G亚砜氧化物纯度约为97-98％。
权利要求
1.一种鼓气式微波干燥装置，包括一微波干燥炉(10)，其特征在于，该微波干燥炉(10)内腔四壁上喷涂一层聚四氟乙烯，位于微波干燥炉(10)底壁上的旋转式转盘(8)上放置一瓶式干燥容器(11)，瓶式干燥容器(11)的上部瓶颈穿过微波干燥炉(10)上壁上开孔伸出微波干燥炉(10)外，在瓶式干燥容器(11)瓶颈与微波干燥炉(10)上壁的接触处及瓶颈的上端口部分别设有微波抑制器(12)和(13)，所述微波抑制器(12)为一上端带圆环形端盖的圆环状套管，其圆环状套管紧密地套装在瓶式干燥容器(11)瓶颈周壁上，其圆环形端盖的下端面紧密地和微波干燥炉(10)的上壁贴紧接触；所述微波抑制器(13)为一上端带圆形端盖的圆柱形塞，其圆柱形塞紧密地塞在瓶式干燥容器(11)瓶颈口端，其圆形端盖紧密地盖在瓶式干燥容器(11)瓶颈上端面；所述微波抑制器(12)、(13)由金属材料制做或由聚四氟乙烯制做外加一层金属网；瓶式干燥容器(11)内下部安装一水平放置的带有微孔的气体分布板(14)，气体分布板(14)的中心处固定一旋转固定管(21)，一送气管(1)依次穿过微波抑制器(13)和气体分布板(14)中心处的旋转固定管(21)至瓶式干燥容器(11)底部。
2.按权利要求1所述的鼓气式微波干燥装置，其特征在于，所述的瓶式干燥容器(11)在其下部瓶体中部横向截断，将瓶式干燥容器(11)分为上瓶体和下瓶体两部分，上瓶体下端和下瓶体上端分别带有圆形法兰(20)、(22)，圆形法兰(20)、(22)上设有螺孔，螺孔内安装有将上瓶体和下瓶体紧固成一体的用螺栓。
3.按权利要求1所述的鼓气式微波干燥装置，其特征在于，所述微波抑制器(13)上微孔(23)的孔径为2-4厘米。
4.按权利要求1所述的鼓气式微波干燥装置，其特征在于，所述微波干燥炉(10)的功率为200-700W。
5.按权利要求1所述的鼓气式微波干燥装置，其特征在于，气体分布板(14)由陶瓷材料制成或玻璃细微粒烧结而成，其上的微孔直径为150-250目。
全文摘要
本发明涉及的鼓气式微波干燥装置，包括一微波干燥炉，其内腔四壁上喷涂一层聚四氟乙烯，位于微波干燥炉底壁上的旋转式转盘上放置一瓶式干燥容器，其上部瓶颈穿过微波干燥炉上壁开孔伸出微波干燥炉外，在瓶颈与微波干燥炉上壁的接触处及瓶颈上端口部分别设有微波抑制器，微波抑制器的端面上设有微孔，瓶式干燥容器内下部安装一水平放置的带有微孔的气体分布板，一进气管依次穿过微波抑制器和气体分布板至瓶式干燥容器底部；所述微波干燥炉的功率为200－700W，本发明对干燥过程中产生的水蒸汽及热量及时排除，避免物料内部因水蒸汽、热量积聚所导致的过热现象，保证干燥物料品质。
文档编号F26B3/347GK1436996SQ0210056
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月5日 优先权日2002年2月5日
发明者牛国光, 潘学军, 安振涛, 贾光和, 刘会洲 申请人:中国科学院过程工程研究所