一种实时监测物料水分的冻干机的制作方法

本申请涉及冻干设备，尤其是涉及一种实时监测物料水分的冻干机。

背景技术：

1、真空冷冻干燥技术，简称冻干技术，已广泛应用于食品行业，冻干食品也符合食品向绿色、保健、方便方向发展的主流趋势，其原理为：预先将物料进行冷冻处理，使其中所含水分凝结为固态，然后在真空条件下，将固态水直接升华为水蒸气，以达到物料干燥的目的。

2、整个冻干过程可以分为两个阶段，第一阶段是使样品中冻结的自由水升华脱除的升华阶段，第二阶段为去除物料内部分结合水的解析干燥阶段。在经过第一阶段后，物料内部的大部分自由水以升华的方式逸出，在此阶段物料的水分可降低85％-90％。升华干燥阶段结束后，吸附在物料细胞壁或极性基团上还有一部分未冻结的结合水，此部分水将以蒸发的方式从物料中逸出。但是，长时间的干燥会导致物料水分过低，导致能源浪费，而干燥时间不充足则会导致冻干物料品质不达标。

3、真空冷冻干燥机简称冻干机是完成冷冻干燥过程的重要设备，现有的冻干机在冻干过程中对于物料的状态监测均只有温度变化(也即仅检测冻干舱内物料的温度)，以物料温度为参数的冻干曲线需要结合物料本身的共熔点来推断冻干过程何时进入第二干燥阶段，该方法不够直观，且不同物料的共熔点不同，相同物料的共熔点在不同状态下也不尽相同，也就是说，无法更加准确、直观地判断第二段干燥过程的起点和结束点，也即无法对于物料的干燥程度进行更精准地把控。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种实时监测物料水分的冻干机，在一定程度上解决了现有技术中存在的在真空冷冻干燥过程中，只依靠对物料温度进行监测，而无法更准确地把控物料干燥程度的技术问题。

2、本申请提供了一种实时监测物料水分的冻干机，包括：冻干舱以及设置于所述冻干舱内的水分检测装置，所述水分检测装置用于检测置于所述冻干舱内的物料的水分。

3、在上述技术方案中，进一步地，所述水分检测装置包括第一滑台模组、第二滑台模组以及水分检测构件；

4、其中，所述第一滑台模组沿着垂直于所述冻干舱的高度方向延伸，所述第二滑台模组沿着所述冻干舱的高度方向延伸，所述第二滑台模组设置于所述第一滑台模组；

5、所述水分检测构件设置于所述第二滑台模组的滑块上。

6、在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一滑台模组的数量为两个且间隔设置，且任一所述第一滑台模组均配设有一个所述第二滑台模组以及一个所述水分检测构件；

7、其中一个所述水分检测构件为微波水分检测仪的发射端，其中另一个所述水分检测构件为微波水分检测仪的接收端。

8、在上述任一技术方案中，进一步地，所述水分检测装置还包括拍摄构件以及位置检测构件，所述拍摄构件以及所述位置检测构件均设置于所述第二滑台模组的滑块上。

9、在上述任一技术方案中，进一步地，所述实时监测物料水分的冻干机还包括控制器以及触摸显示屏，且所述控制器分别与所述触摸显示屏、所述拍摄构件、所述位置检测构件、所述水分检测构件、所述第一滑台模组以及所述第二滑台模组通信连接。

10、在上述任一技术方案中，进一步地，所述实时监测物料水分的冻干机还包括承载加热装置，用于承载并对物料加热；所述承载加热装置包括设置于所述冻干舱内的支撑架、多个隔板以及多个物料盘；

11、其中，多个所述隔板均设置于所述支撑架，且沿着所述支撑架的高度方向顺次间隔设置；多个所述物料盘分别设置于相一一对应的多个所述隔板上。

12、在上述任一技术方案中，进一步地，所述承载加热装置还包括设置于所述冻干舱外部的加热罐，所述隔板上形成有流道，所述流道通过管路与所述加热罐相连通。

13、在上述任一技术方案中，进一步地，所述实时监测物料水分的冻干机还包括抽真空装置，用于将所述冻干舱内抽真空；所述抽真空装置包括设置于所述冻干舱外的真空泵、真空调节阀以及真空检测器；

14、其中，所述真空泵通过管路与所述冻干舱的内部相连通，且所述真空泵与所述冻干舱的内部相连通的管路上设置有所述真空调节阀以及所述真空检测器；

15、所述实时监测物料水分的冻干机还包括控制器以及触摸显示屏，且所述控制器分别与所述触摸显示屏、所述真空泵、所述真空调节阀以及所述真空检测器通信连接。

16、在上述任一技术方案中，进一步地，所述实时监测物料水分的冻干机还包括冷阱装置，用于捕捉物料升华的水分，以使得水汽不会回流到物料处；所述冷阱装置包括盘管、散热器以及压缩机；

17、其中，所述盘管设置于所述冻干舱内；所述散热器和所述压缩机设置于所述冻干舱外；

18、所述盘管、所述散热器以及所述压缩机顺次相连通，且所述压缩机还与所述盘管相连通，以形成循环回路。

19、在上述任一技术方案中，进一步地，所述冻干舱的外壁以及所述冷阱装置中设置于所述冻干舱外部的管路上均包裹有保温层。

20、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

21、本申请提供的一种可以实时监测实时监测物料水分的冻干机内部物料水分含量的实时监测物料水分的冻干机结构，采用水分检测装置直接对物料的水分进行监测，可以在不对物料进行接触、移动以及冻干过程干扰、暂停的状态下实时监测物料内部水分干燥情况，减少因物料状态变化产生对冻干过程的负面影响，减少了干燥过程中的干扰因素，有助于提高产品的质量以及提供更加精确的设备数据。

22、其中，利用微波水分快速测定法对物料水分进行检测，相比于其他实时监测物料水分的方法，如红外水分测定法等更加精确，通过微波信号的变化可以全方位地检测物料水分。

23、其中，可以通过舱内内置的盘管及时吸收物料内部冰晶升华逸出的水蒸气，防止水蒸气回流至物料，一是可以防止物料吸水，保证待干燥物料的品质，二是可以保证冻干舱内部的真空度稳定，使冻干过程高效、稳定地进行。

24、其中，可以通过对待测物料水分的测定来判断升华干燥阶段和解析干燥阶段的分界点，通过对于两个干燥阶段分界点的把控，可以更加精确地调控两个阶段的干燥时间，以达到节能、降耗，提高干燥速率，提升产品质量的目的。

25、此外，本实时监测物料水分的冻干机使用起来方便，操作简单，自动化程度高，结果呈现直观，可以为相关操作、科研人员提供更加直观、准确的冻干实验数据，帮助其研究各类物料的实时监测物料水分的冻干机理，为优化冻干工艺、降低冻干能耗提供设备支持。

技术特征：

1.一种实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，包括：冻干舱以及设置于所述冻干舱内的水分检测装置，所述水分检测装置用于检测置于所述冻干舱内的物料的水分。

2.根据权利要求1所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述水分检测装置包括第一滑台模组、第二滑台模组以及水分检测构件；

3.根据权利要求2所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述第一滑台模组的数量为两个且间隔设置，且任一所述第一滑台模组均配设有一个所述第二滑台模组以及一个所述水分检测构件；

4.根据权利要求2所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述水分检测装置还包括拍摄构件以及位置检测构件，所述拍摄构件以及所述位置检测构件均设置于所述第二滑台模组的滑块上。

5.根据权利要求4所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述实时监测物料水分的冻干机还包括控制器以及触摸显示屏，且所述控制器分别与所述触摸显示屏、所述拍摄构件、所述位置检测构件、所述水分检测构件、所述第一滑台模组以及所述第二滑台模组通信连接。

6.根据权利要求1所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述实时监测物料水分的冻干机还包括承载加热装置，用于承载并对物料加热；所述承载加热装置包括设置于所述冻干舱内的支撑架、多个隔板以及多个物料盘；

7.根据权利要求6所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述承载加热装置还包括设置于所述冻干舱外部的加热罐，所述隔板上形成有流道，所述流道通过管路与所述加热罐相连通。

8.根据权利要求1所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述实时监测物料水分的冻干机还包括抽真空装置，用于将所述冻干舱内抽真空；所述抽真空装置包括设置于所述冻干舱外的真空泵、真空调节阀以及真空检测器；

9.根据权利要求1至8中任一项所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述实时监测物料水分的冻干机还包括冷阱装置，用于捕捉物料升华的水分，以使得水汽不会回流到物料处；所述冷阱装置包括盘管、散热器以及压缩机；

10.根据权利要求9所述的实时监测物料水分的冻干机，其特征在于，所述冻干舱的外壁以及所述冷阱装置中设置于所述冻干舱外部的管路上均包裹有保温层。

技术总结
本申请涉及冻干设备技术领域，尤其是涉及一种实时监测物料水分的冻干机，包括：冻干舱以及设置于冻干舱内的水分检测装置，水分检测装置用于检测置于冻干舱内的物料的水分。本申请是采用水分检测装置直接对物料的水分进行监测，更加准确、直观地判断第二段干燥过程的起点和结束点，也即对于物料的干燥程度进行更精准地把控。

技术研发人员：孙君庚,熊义军,余秀宏,李云飞,张子越
受保护的技术使用者：想念食品股份有限公司
技术研发日：20221207
技术公布日：2024/1/11