新型微波真空干燥機(jī)設(shè)計(jì)探究

【摘 ?要】在研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種新型微波干燥機(jī)，將波導(dǎo)管和波源冷卻器相結(jié)合，解決了微波分布不平衡和微波源故障兩大問(wèn)題。微波真空干燥機(jī)設(shè)計(jì)巧妙，安全可靠，可處理優(yōu)質(zhì)物料的干燥過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】微波;真空干燥;設(shè)計(jì)

引言

微波干燥可以同時(shí)從內(nèi)部和外部加熱物料，并提供高速和均勻的干燥。但干燥溫度通常在70℃以上，容易導(dǎo)致物料糊化。真空干燥可以在較低的溫度下干燥物料，熱敏性物料的有效成分得到很好的保護(hù)，但傳熱率低，干燥成本高。微波真空干燥機(jī)是一種包括微波干燥和真空干燥在內(nèi)的新型技術(shù)。它有多種用途，可用于食品、農(nóng)產(chǎn)品和醫(yī)藥。

一、微波制熱部分

1.1微波源及波導(dǎo)

微波源和波導(dǎo)源相互連接，微波源是頂層，而波導(dǎo)是底層。法蘭位于波源和波的方向之間。底視導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為中空管結(jié)構(gòu)，帶有堅(jiān)固的金屬絲。彈簧下方是不銹鋼板，以方便微波聚焦。彈簧結(jié)構(gòu)的螺距是d，即代表微波運(yùn)行平穩(wěn) 這種波的控制使得下波片和彈簧之間的微波難以反射，當(dāng)彈簧移動(dòng)時(shí)，它就會(huì)使微波更加平穩(wěn)。

此外，使用微波源產(chǎn)生的熱量嚴(yán)重影響著對(duì)整個(gè)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。自然冷卻效果相對(duì)較弱，所以彈簧波導(dǎo)設(shè)計(jì)采用開(kāi)放式鋼管，制冷劑可以加入管子里用來(lái)冷卻微波源。此外，水輸入被添加到波浪入口。幫助控制進(jìn)水溫度，關(guān)閉進(jìn)水波導(dǎo)管，以避免冷卻劑泄漏。

1.2 微波室

微波室由頂層的微博發(fā)生室和底層的物料室組成，兩層以陶瓷板隔開(kāi)。這是因?yàn)榇纱u中的微波無(wú)法通過(guò)管道傳輸。不僅可以對(duì)冷凍干燥的物料有明顯影響，還可防止水和灰塵進(jìn)入導(dǎo)軌系統(tǒng)，為設(shè)備功能和壽命長(zhǎng)短提供保護(hù)，提高微波真空干燥機(jī)的節(jié)能效率。

微波生產(chǎn)室的上下部分均采用不銹鋼制成，以防止微波輻射。底部是瓷磚，讓微波更容易進(jìn)入到物料室中，瓷磚和金屬外墻密封牢固。物料室是一個(gè)兩層的結(jié)構(gòu)。外層的材料是不銹鋼，為了防止微波泄漏。內(nèi)層的材料是聚四氟乙烯，因此微波可以穿過(guò)它而不會(huì)泄漏。物料托盤(pán)的原料也是聚四氟乙烯?？梢晕瘴锪喜⑹刮⒉ú皇茏璧K地通過(guò)。物料托盤(pán)在聚四氟乙烯材料內(nèi)包含一個(gè)空腔。換句話(huà)說(shuō)，內(nèi)層材料為聚四氟乙烯，起支撐作用，抽屜結(jié)構(gòu)用于制作料盤(pán)。它可以對(duì)里面的聚四氟乙烯進(jìn)行強(qiáng)制和拉動(dòng)，可以很容易地裝卸，并且可以增加物料托盤(pán)的數(shù)量以滿(mǎn)足需求。微波真空干燥機(jī)保護(hù)殼位于料盤(pán)下。將微波保護(hù)板插入直徑為 2 至 4 毫米的與不銹鋼板上的小孔相等的孔中。一方面，一個(gè)安全的微波保護(hù)板可以防止微波蒸發(fā)。另一方面可以防止蒸汽材料被帶入房間并進(jìn)入寒冷的地方。該管位于微波安全表面，穿過(guò)燈和溫度計(jì)。即測(cè)量?jī)x器在物料室中，與測(cè)量?jī)x器相連的電線在真空室中。照明裝置和溫度計(jì)裝在微波真空干燥機(jī)內(nèi)，防止保護(hù)外殼，即金屬保護(hù)歪外殼，有一個(gè)直徑2-4毫米的小孔，以防止測(cè)量設(shè)備發(fā)生放電。

二、真空制冷部分

2.1 真空室

真空室包括物料室和真空室。物料室是真空室和微波室的交匯處，真空室的四周和底部均由不銹鋼制成，以防止微波逸出。頂部是微波屏蔽板，將材料與形成微波的表面分離。微波板保護(hù)和微波加熱段有類(lèi)似的保護(hù)。在微波室的左側(cè)，許多個(gè)水蒸氣捕集孔均勻分布。冷阱上的孔與冷阱相連蒸汽器具中的水蒸氣通過(guò)微波屏蔽進(jìn)入真空，然后通過(guò)水蒸氣捕集孔進(jìn)入冷阱，在那里被冷阱捕獲。均勻分布的水汽捕集孔可以防止冷阱局部形成過(guò)厚的冰。

2.2 真空泵

空泵的原料是不銹鋼，看起來(lái)像長(zhǎng)方體，泵的頂部有一個(gè)把手，方便取用。確保身體泵的能量和穩(wěn)定性平衡也是有道理的。另外，泵體上裝有注油器和放油閥。油入口是更換燃油時(shí)注入燃油的地方，位于泵體頂部。在重力的作用下，油很容易流入泵體內(nèi)。出油口是更換燃油時(shí)燃油熔化的地方。它位于泵床下方，只需接觸燃油泵室的底端即可完成供油。在油室的側(cè)面有一個(gè)窗口可以看到油室的內(nèi)部。視液鏡有高低額定值，可輕松估算額外燃料的成本。真空管位于頂部，并通過(guò)封閉管與真空室相連。底座上有一個(gè)插座，用于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)真空泵。

2.3制冷機(jī)和冷阱

將冷卻劑放入制冷機(jī)中以連接到冷阱入口的末端。冷卻阱的末端連接到波導(dǎo)入口的末端，因此冷卻水波可以進(jìn)入源結(jié)構(gòu)并冷卻微波源，從而將微波的使用壽命延長(zhǎng)。將真空閥插入冷卻阱和波導(dǎo)的交匯處，以確保冷卻阱連接到波導(dǎo)。水蒸氣口連接冷卻阱和真空室，讓水蒸氣進(jìn)入真空室。然后在進(jìn)入真空室之前積聚在蒸汽室中，由凝器塊檢測(cè)。

冷卻設(shè)備包括冷凝器單元、保護(hù)殼、進(jìn)水口、出水口和溢流閥。冷凝器管是由不銹鋼管制成的立方體，使“田”字對(duì)齊在立方體的每一側(cè)。通風(fēng)口的門(mén)沒(méi)有均勻安裝，讓冷凝水自由進(jìn)入內(nèi)側(cè)。立方體的正面和背面代表冷凝劑的入口和出口。由于冷凝器箱的尺寸保持不變，因此，很容易增加或減少冷凝器管塊的數(shù)量以滿(mǎn)足干燥設(shè)備的成本，從而可以提高冷阱的使用效率。冷凝管的入水口和出水口中的冷凝器單元采用螺紋，冷凝器單元連接到標(biāo)準(zhǔn)管件。冷凝管單元位于冷阱體中心，冷阱體是長(zhǎng)方體，背面和側(cè)面為不銹鋼，正面為純玻璃，玻璃與不銹鋼密封在一起。這種結(jié)構(gòu)可以清楚地觀察到水分夾雜情況和通過(guò)玻璃窗供給冷阱的水量。在干燥過(guò)程結(jié)束時(shí)，水蒸氣被困在冷阱中，凍結(jié)并粘在冷凝器上。同時(shí)，在室溫下加水可以將霜變成液態(tài)水并輕輕釋放。因此，進(jìn)水口、出水口和溢流閥位于冷阱的主體內(nèi)。進(jìn)水位置最高，出水位置最低，可利用重力輕松加水或排水。進(jìn)水口和出水口之間設(shè)有溢流閥，防止加水溢出。

結(jié)束語(yǔ)

在本次設(shè)計(jì)研究中，冷卻源和波源的結(jié)合不僅提高了材料的傳熱率，而且改善了波的生物學(xué)特性。物料室是真空室和微波室的組合，可以在微波和真空室中同時(shí)操作。物料托盤(pán)被設(shè)計(jì)為一種抽屜的結(jié)構(gòu)，可以方便的進(jìn)行裝載和卸載，充分地利用了空間。本研究開(kāi)發(fā)的微波真空干燥機(jī)是基于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在實(shí)際使用過(guò)程中還有很多參數(shù)需要細(xì)化或修改。該裝置可以滿(mǎn)足大多數(shù)熱敏性物料對(duì)干燥速度和干燥質(zhì)量的要求，但自動(dòng)控制系統(tǒng)仍有待改進(jìn)，以進(jìn)一步將加工成本降低，能夠更加適應(yīng)廣闊的市場(chǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：

湯曉峰，男，江蘇常州，19861226，大專(zhuān)，常州百和菱智能裝備有限責(zé)任公司，振動(dòng)干燥機(jī)。

（作者單位：常州百和菱智能裝備有限責(zé)任公司）