本發(fā)明涉及干燥技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)流傳熱方式在物料減壓干燥過(guò)程中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：物料的干燥方法一般有常壓干燥、噴霧干燥以及減壓干燥，本發(fā)明涉及其中的減壓干燥法。減壓干燥法是目前比較流行的干燥方法，通過(guò)降低壓力(大氣壓力以101325Pa為基準(zhǔn))，水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)化成汽態(tài)所需的潛熱也大大降低，對(duì)于熱敏性物質(zhì)，或不容易干燥的樣品，例如流膏或其他塊狀樣品，使用減壓干燥法可以有效縮短干燥時(shí)間，同時(shí)保證物料干燥后的品質(zhì)。因此，對(duì)于需要干燥時(shí)間較長(zhǎng)、熱敏性高的物料，用減壓干燥是較佳的選擇。與常壓干燥法相比，減壓干燥法雖然可大大縮短了干燥時(shí)間，但仍有壓擠的空間，如流浸膏使用一般箱式減壓干燥法干燥，通常也需要24-48小時(shí)才能得到水分低于5％的塊狀物；鏈帶式減壓干燥法也可以大大縮短干燥時(shí)間，但它是以犧牲物理空間為代價(jià)，如相同時(shí)間內(nèi)要獲得同樣的產(chǎn)量，其設(shè)備外型尺寸遠(yuǎn)比箱式干燥法大，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)繁雜，清潔不便，極不利應(yīng)用于潔凈生產(chǎn)。中國(guó)專利申請(qǐng)03117185.0(公開(kāi)號(hào)為CN1431443A)公開(kāi)了一種膏狀物的干燥方法，將膏狀物放置在減壓加熱罐內(nèi)，并讓膏狀物從罐體的上部經(jīng)篩板上的篩孔擠出、成條狀藥膏后，垂直通過(guò)罐體中部緩緩降至罐體下部，進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)干燥。該干燥法主要利用對(duì)流方式進(jìn)行熱交換，以成倍增加待干燥膏狀物的比表面積的方法，使膏狀物中更多、甚至成數(shù)量級(jí)的水分子同時(shí)均勻地獲得潛熱而氣化，從而達(dá)到縮短干燥時(shí)間的目的。專利申請(qǐng)?zhí)?01010271537.3“真空干燥設(shè)備”，提出了一種改進(jìn)后的真空干燥設(shè)備，特征是具有空氣循環(huán)系統(tǒng)、氣體補(bǔ)充裝置以及破真空裝置。該發(fā)明專利也公開(kāi)一種干燥方法，間接提示發(fā)明該裝置的出發(fā)點(diǎn)是利用部分破壞真空的方法，即往箱體里充填少量空氣，以克服“在真空下稀薄氣體會(huì)出現(xiàn)熱能傳到不均勻現(xiàn)象，從而使待干燥物品溫度上升不連續(xù)，出現(xiàn)受熱不均勻的現(xiàn)象”。實(shí)驗(yàn)用小型箱式減壓干燥設(shè)備多利用熱輻射方式來(lái)完成熱傳遞，物料的加熱過(guò)程是由表及里，因減壓狀態(tài)下空氣稀薄，難以形成對(duì)流導(dǎo)熱，熱傳遞效率并不高；生產(chǎn)用箱式減壓干燥設(shè)備多安裝盤管或板層加熱裝置，物料加熱主要靠熱傳導(dǎo)方式，加熱過(guò)程是從接觸底部向上；兩種方式都可以令水分子運(yùn)動(dòng)加劇，但無(wú)法很好的解決運(yùn)動(dòng)中的水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)氣態(tài)所需潛熱的連續(xù)、及時(shí)迅速供給問(wèn)題；減壓微波干燥法是利用物料中水分子的介質(zhì)損耗系數(shù)大可優(yōu)先吸收微波能的特點(diǎn)，使水偶極分子產(chǎn)生高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生“內(nèi)摩擦熱”而使物料內(nèi)外被同時(shí)加熱、同時(shí)升溫，水分子因而迅速汽化，能效高，這無(wú)疑也是一種解決方法，但是到目前為止還沒(méi)有在工業(yè)上成功應(yīng)用的例子，所以推廣普及暫時(shí)受限。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)流傳熱方式物料干燥方法，其特征在于：在干燥的減壓過(guò)程中，以對(duì)流方式同時(shí)通入蒸汽。優(yōu)選地，所述物料為無(wú)揮發(fā)性流膏；或含游離水的固體顆粒；或塊狀物、動(dòng)植物性材料。優(yōu)選地，所述無(wú)揮發(fā)性的流膏，50℃時(shí)相對(duì)密度為1.05-1.50。本發(fā)明所述對(duì)流傳熱方式的物料干燥方法包括以下步驟：1)將物料分裝至開(kāi)口容器中，置于減壓干燥柜板層上，密閉腔體；2)啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至50-120℃；3)在常壓將物料溫度升至50-80℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4)當(dāng)腔體真空度降至10～50Pa時(shí)，保持抽氣閥門不關(guān)閉，繼續(xù)抽氣的同時(shí)，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度為50～5000Pa；5)達(dá)到預(yù)定干燥時(shí)間后，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)腔體上的氣體閥門，通入氣體并調(diào)整通量使腔體真空度維持在30～500Pa；6)繼續(xù)保持1～5小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，完成干燥。優(yōu)選地，減壓干燥步驟4)中所述蒸汽為水飽和蒸汽，絕對(duì)壓力為0.10MPa-0.60MPa。優(yōu)選地，減壓干燥步驟5)所述氣體為空氣、氮?dú)饣驓鍤猓^對(duì)壓力在0.10MPa-0.60MPa。優(yōu)選地，減壓干燥時(shí)所用設(shè)備配備加熱板層，采用熱傳導(dǎo)方式對(duì)物料進(jìn)行加熱，同時(shí)，腔體一側(cè)接通抽氣開(kāi)關(guān)閥，其對(duì)側(cè)腔體接通蒸汽開(kāi)關(guān)閥及空氣開(kāi)關(guān)閥。本發(fā)明提供的對(duì)流傳熱方式在物料減壓干燥過(guò)程中的應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明在傳統(tǒng)的減壓干燥模式上，將對(duì)流傳熱方式引入減壓干燥中。經(jīng)過(guò)發(fā)明人的研究，發(fā)現(xiàn)飽和蒸汽內(nèi)含的顯熱比干熱空氣大得多，可提供足夠讓水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)為汽態(tài)所需的汽化潛熱(2.8kJ/g冰)，無(wú)需額外安裝熱泵對(duì)空氣進(jìn)行加熱；同時(shí)，蒸汽減壓膨脹時(shí)釋放出的動(dòng)能，足可以克服物料表面張力束縛而把水氣帶走，混合水汽經(jīng)冷凝成水；由于沒(méi)有額外增加不凝氣體，真空泵無(wú)需增加功率就可以讓腔體又維持在相對(duì)穩(wěn)定的高負(fù)壓狀態(tài)；再者，水、汽是動(dòng)態(tài)混合體，用水蒸汽代替干熱氣體作為傳熱介質(zhì)，不會(huì)導(dǎo)致物料過(guò)熱而結(jié)焦，又因水蒸汽幾乎不含氧，物料在無(wú)氧條件下干燥不易變質(zhì)，故保留了其良好外觀與優(yōu)良品質(zhì)，又繼承了便于潔凈生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明提出在傳統(tǒng)減壓干燥過(guò)程中增加對(duì)流傳熱方式。理論上，對(duì)流傳熱方式在真空環(huán)境下已經(jīng)幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)，但本處人為創(chuàng)造一個(gè)對(duì)流方式傳熱的環(huán)境，使對(duì)流傳熱方式得以實(shí)現(xiàn)，大大提高了傳熱效率；首先，利用蒸汽以對(duì)流方式傳熱使物料上層的液態(tài)水優(yōu)先獲得足夠的潛熱而汽化，后配合板層的傳導(dǎo)方式加熱，使下部水也迅速獲得足夠的潛熱而持續(xù)汽化，這樣，熱傳導(dǎo)與熱對(duì)流兩種熱傳遞方式優(yōu)劣勢(shì)得以互補(bǔ)。2、干燥時(shí)間短。與現(xiàn)有箱式真空干燥技術(shù)相比，原干燥時(shí)間需要24-48小時(shí)，本發(fā)明干燥只需8-20小時(shí)即可達(dá)到相同的干燥效果，使原每1.5-2天只能生產(chǎn)一批提高為每天能生產(chǎn)一批，效率提高50％以上。另外，由于干燥時(shí)間縮短，能耗方面亦可節(jié)約50％以上的支出，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1：貝母流浸膏的減壓干燥方法1、將100Kg相對(duì)密度為1.05(50℃)的貝母流浸膏放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至50℃；3、加熱至物料溫度升至50℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4、當(dāng)腔體真空度降至10Pa時(shí)，在保持抽氣閥門不關(guān)閉、繼續(xù)抽氣的前提下，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度至50Pa；5、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至3％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入空氣并調(diào)整通量使腔體真空度維持在30Pa；6、保持1小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。實(shí)施例2：蔗糖流膏的減壓干燥方法1、將100Kg相對(duì)密度為1.45(50℃)的蔗糖流膏放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至70℃；3、加熱至物料溫度升至60℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4、當(dāng)腔體真空度降至20Pa時(shí)，在保持抽氣閥門不關(guān)閉、繼續(xù)抽氣的前提下，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度至500Pa；5、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至1％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入氮?dú)獠⒄{(diào)整通量使腔體真空度維持在100Pa；6、保持2小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。實(shí)施例3：中藥飲片的減壓干燥方法1、將100Kg的鮮黃芪粗碎成10目平鋪(厚度為2cm)在減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至85℃；3、加熱至物料溫度升至70℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4、當(dāng)腔體真空度降至30Pa時(shí)，在保持抽氣閥門不關(guān)閉、繼續(xù)抽氣的前提下，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度至1000Pa；5、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至3％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入空氣并調(diào)整通量使腔體真空度維持在200Pa；6、保持3小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。實(shí)施例4：顆粒狀木糖醇的減壓干燥方法1、將100Kg顆粒狀木糖醇放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至90℃；3、加熱至物料溫度升至70℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4、當(dāng)腔體真空度降至40Pa時(shí)，在保持抽氣閥門不關(guān)閉、繼續(xù)抽氣的前提下，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度至3000Pa；5、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至1％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入氮?dú)獠⒄{(diào)整通量使腔體真空度維持在300Pa；6、保持4小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。實(shí)施例5：粉末二氧化硅的減壓干燥方法。1、將100Kg粉末二氧化硅放入減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至105℃；3、加熱至物料溫度升至75℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4、當(dāng)腔體真空度降至50Pa時(shí)，在保持抽氣閥門不關(guān)閉、繼續(xù)抽氣的前提下，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度至4000Pa；5、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至2％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入氬氣并調(diào)整通量使腔體真空度維持在400Pa；6、保持5小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。實(shí)施例6：牛肉塊的減壓干燥方法1、將100Kg牛肉切成1厘米厚的條塊平放在減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至120℃；3、加熱至物料溫度升至80℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣；4、當(dāng)腔體真空度降至30Pa時(shí)，在保持抽氣閥門不關(guān)閉、繼續(xù)抽氣的前提下，打開(kāi)對(duì)側(cè)腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調(diào)整通量使腔體真空度至5000Pa；5、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至5％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入氬氣并調(diào)整通量使腔體真空度維持在500Pa；6、保持3小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。對(duì)比例1：牛肉塊的減壓干燥方法1、將100Kg牛肉切成1厘米厚的條塊平放在減壓干燥設(shè)備腔體內(nèi)的板層上，關(guān)門并關(guān)閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；2、啟動(dòng)加熱裝置，將加熱板層的溫度升至120℃；3、加熱至物料溫度升至80℃時(shí)，開(kāi)啟側(cè)面的抽氣閥門，自腔體內(nèi)向外抽氣至真空度降至30Pa；4、當(dāng)紅外在線快速水分測(cè)定儀顯示物料水分下降至5％時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥門，打開(kāi)同側(cè)的氣體閥門，通入氬氣并調(diào)整通量使腔體真空度維持在500Pa；5、保持1小時(shí)，關(guān)閉抽氣閥，結(jié)束干燥。實(shí)驗(yàn)例：干燥時(shí)間及干燥后物料品質(zhì)分析結(jié)果比較將實(shí)施例及對(duì)比例的減壓干燥時(shí)間及干燥后物料品質(zhì)情況進(jìn)行分析匯總、比較，結(jié)果見(jiàn)表1：表1：物料干燥時(shí)間及品質(zhì)分析匯總表干燥時(shí)間(小時(shí))水分(％)性狀實(shí)施例110.51.5質(zhì)輕塊狀物實(shí)施例29.50.7質(zhì)輕塊狀物實(shí)施例38.02.0質(zhì)輕干燥粗粉實(shí)施例48.50.8質(zhì)輕顆粒物實(shí)施例59.01.7質(zhì)輕細(xì)粉實(shí)施例68.52.8質(zhì)輕塊狀物對(duì)比例115.04.7質(zhì)硬干燥塊狀物注：水分按《中華人民共和國(guó)藥典》2010年版一部附錄ⅨH第一法(烘干法)檢測(cè)。上表結(jié)果顯示：本發(fā)明可用于工業(yè)化大生產(chǎn)，且操控性好；其中實(shí)施例6及對(duì)比例1的待干燥物料完全相同，但本發(fā)明制作出的牛肉干柔性更好，且干燥時(shí)間也顯著低于對(duì)比例。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范 圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3