專利名稱：一種葉絲微波真空干燥設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于煙草加工技術領域，具體涉及一種葉絲微波真空干燥設備。
背景技術：
葉絲干燥是煙草制絲加工過程中的一個關鍵工序，其工藝任務是去除葉絲的部分 水分，滿足葉絲貯存、卷制等要求，同時也改善葉絲感官質量，提高葉絲填充能力和耐加工 性。現有的葉絲干燥設備主要有滾筒式烘絲機、氣流式干燥設備和微波干燥設備等， 滾筒式烘絲機主要采用筒壁熱傳導和筒內熱風對流方式干燥煙絲，氣流式干燥設備是通過 熱風對流的方式進行干燥；微波干燥設備(CN 201005012Y)是通過微波輻射的方式使物料 中的極性分子振動摩擦產生熱量而使物料干燥。現有的葉絲干燥設備主要存在以下不足一是干燥溫度偏高，葉絲香氣損失較大。 在葉絲干燥過程中，滾筒式葉絲干燥設備筒壁溫度達到170°C，熱風溫度達到140°C ；氣流 式干燥設備熱風溫度大于20CTC (見《卷煙工藝規范》，38頁)；微波干燥的物料溫度也在 100°C以上，過高的干燥溫度造成葉絲中一些熱敏性的致香物質分解或揮發，經試驗測定， 現有的設備干燥后的葉絲香氣損失較大，煙草本香不突出，感官質量變差；二是提高葉絲填 充值和保持其香氣之間存在矛盾。經試驗測定，葉絲填充值與干燥設備加工強度(熱風溫 度、筒壁溫度或微波功率等)之間存在顯著的相關性，隨著加工強度的增大，葉絲填充值呈 逐漸增大趨勢，但葉絲的香氣損失也逐漸增大，感官質量逐漸變差。現有的分段式滾筒烘絲 機可分段控制筒壁溫度或熱風溫度，能夠實現葉絲快速脫水干燥和防止干燥過程中致香物 質的損失，但由于設備不同干燥區之間相互聯通(見中國專利CN101611921)或不同溫度段 的加熱介質都需要通過同一個旋轉接頭進入筒體(見中國專利CN101361589)，不同加熱介 質之間易相互干擾，各干燥區的溫度難以獨立控制。微波真空干燥設備(見中國專利CN100424453C、CN101338968、CN200982800 等) 是在真空狀態下對物料進行干燥，干燥溫度低，干燥后的物料色香味較好。現有的微波真空 干燥設備在葉絲干燥過程中存在以下不足①葉絲松散率低。現有的微波真空干燥設備是 針對特定對象設計，如中藥材、果蔬等，可滿足這些物料干燥需要，但未考慮葉絲干燥的工 藝需求，當用于葉絲干燥時，一些結團的葉絲在干燥過程中難以松散，影響了出口葉絲水分 的均勻性，也使得后續葉絲摻配均勻性降低。②未考慮葉絲干燥脫水規律，使得連續微波真 空干燥設備的能耗較大，脈沖微波真空干燥設備處理的葉絲填充值較低。葉絲干燥過程分 為等速、降速和滯速三個階段(見《煙草科技》，2004 (9) :6 15頁)，連續微波真空干燥的 葉絲在等速干燥階段，可實現快速脫水干燥，葉絲填充值提高，但進入降速和滯速階段，葉 絲脫水速率降低，繼續采用連續微波干燥則造成了能源浪費；采用脈沖微波真空干燥葉絲 可減少設備能耗，但在葉絲等速干燥階段卻不能提高其脫水速率，干燥后的葉絲填充值較 低。
發明內容
本發明正是針對上述技術不足之處提供的一種葉絲微波真空干燥設備，該設備能 夠在真空狀態下對葉絲進行分段微波干燥，降低葉絲干燥溫度，保持葉絲香氣，提高其感官 質量，同時也能夠實現葉絲的快速脫水干燥，提高葉絲的填充值。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明的葉絲微波真空干燥設備， 包括立式筒狀干燥腔體、與干燥腔體相連通的抽真空系統以及微波加熱系統，在干燥腔體 的頂部和底部分別設置有進料口和出料口，在干燥腔體中設置有物料分散機構，該物料分 散機構由設置在干燥腔體軸心上的轉軸和安裝在轉軸上的多層物料分散盤組成，轉軸由電 機驅動旋轉，微波加熱系統分為設置在腔體上部的連續微波加熱單元和設置在腔體下部的 脈沖微波加熱單元，兩加熱單元均沿干燥腔體筒壁分層多組設置。在本發明中，所述微波加熱系統連接有通風冷卻機構，該通風冷卻機構由風機和 冷卻管組成。抽真空系統包括通過真空管依次連接的冷凝器和真空泵以及控制真空度的電磁 閥組成。物料分散盤為傘狀結構，等間距安裝在轉軸上，分散盤由多個分散片組裝而成。在干燥腔體的出料口和進料口均設置有密封機構，以保證整個裝置內部的氣密性 和防止微波泄漏。所述的微波加熱系統分為兩個單元位于干燥腔體上部的連續微波加熱單元和下 部的脈沖微波加熱單元。兩個微波單元均由位置一一對應的磁控管、微波波導以及通風冷 卻系統組成，磁控管分為連續波磁控管和脈沖磁控管，相應設置在干燥腔體上、下部。干燥腔體的形狀為筒狀結構，其頂部設有筒門，進料口和真空管連接口均設在筒 門上，本發明設備的工作過程如下葉絲微波真空干燥設備啟動后，物料松散機構開始旋轉，真空泵開始對整個設備 抽真空，在真空電磁閥的控制下，設備內部達到穩定的真空度(可根據生產需要設定真空 度)；當設備運行穩定后，葉絲通過進料系統連續不斷的輸送進干燥腔體中，并在松散盤的 作用下，均勻、緩慢下落。當下落的葉絲進入微波干燥區域后，啟動微波系統對葉絲進行干 燥，微波干燥區域分為兩段(連續微波干燥段和脈沖微波干燥段)，葉絲首先進入連續微波 干燥段，在連續微波輻射增溫和真空負壓作用下快速脫水干燥；之后進入脈沖微波干燥段 緩慢脫水，組織內外水分達到平衡。干燥后的葉絲落入干燥腔體下部的物料收集倉中，通過 出料系統排到干燥設備出口的物料輸送機構上，輸送到下一個處理工序。在葉絲干燥過程中，物料松散系統始終勻速旋轉，一方面可以將結團葉絲松散，另 一方面也可提高葉絲個體之間接受微波輻射的均勻性，從而使得干燥后的葉絲水分均勻； 此外，為了保持葉絲干燥設備內部真空度穩定，在真空電磁閥的控制下，抽真空系統連續不 斷的將干燥腔體中產生的氣體抽出，抽出的氣體先通過抽真空管道輸送到冷凝器，將可凝 結成液體的氣體排出，然后再輸送到真空泵，排出不能凝結的氣體。本發明相比現有的葉絲技術，具有以下優點1、干燥溫度低，葉絲感官質量較好。本發明利用真空負壓條件下水的沸點降低的 特性對葉絲進行干燥，干燥溫度為30 100°C (可根據生產需要進行設定)，與現有的葉絲干燥設備相比，干燥溫度可顯著降低，避免了葉絲干燥過程中熱敏性的致香物質分解和損 失，保持了葉絲香氣，干燥后的葉絲煙草本香突出，感官質量較好。2、脫水速率快，葉絲填充值高。本發明在真空負壓狀態下干燥葉絲，葉絲組織內外 蒸汽壓差顯著增大，與現有的葉絲干燥設備相比，脫水速率加快，葉絲膨化效果好，提高了 干燥后的葉絲填充值。3、分段干燥，葉絲水分均勻。本發明采用由多層分散盤組成的物料松散系統將干 燥過程中的葉絲充分松散，并采用連續微波和脈沖微波對葉絲進行分段干燥，在干燥腔體 上部，連續微波干燥的葉絲快速脫水，填充值提高；在干燥腔體下部，脈沖微波干燥的葉絲 緩慢脫水，組織內外水分達到平衡，從而使得干燥設備出口葉絲水分的均勻性較高。
圖1為本發明葉絲微波真空干燥設備主視圖。圖2為本發明葉絲微波真空干燥設備俯視圖。圖1和圖2中1、真空泵，2、冷凝器，3、電磁閥，4、真空管，5、電機，6、轉軸，7、進料 口，8、進料密封機構，9、物料分散盤，10、冷卻管，11、連續波磁控管，12、脈沖磁控管，13、微 波波導，14、風機，15、收集倉，16、出料口，17、出料密封機構，18、干燥腔體。圖3為圖1中物料分散盤俯視圖。
具體實施例方式本發明以下結合附圖將葉絲微波真空干燥設備做進一步描述如圖1、2所示本發明的葉絲微波真空干燥設備，包括立式筒狀干燥腔體(18)、 與干燥腔體相連通的抽真空系統以及微波加熱系統，在干燥腔體的頂部和底部分別設置有 進料口(7)和出料口(16)，在干燥腔體(18)中設置有物料分散機構，該物料分散機構由設 置在干燥腔體軸心上的轉軸(6)和安裝在轉軸上的多層物料分散盤(9)組成，轉軸(6)由 電機(5)驅動旋轉，微波加熱系統分為設置在腔體上部的連續微波加熱單元和設置在腔體 下部的脈沖微波加熱單元，兩加熱單元均沿干燥腔體筒壁分層多組設置，連續微波加熱單 元主要由連續波磁控管(11)和微波波導(13)組成，脈沖微波加熱單元主要由脈沖磁控管 (12)和微波波導(13)組成，微波加熱系統連接有通風冷卻機構，該通風冷卻機構由風機 (14)和冷卻管(10)組成。所述抽真空系統包括通過真空管(4)依次連接的冷凝器(2)和真空泵(1)以及控 制真空度的電磁閥⑶組成。物料分散盤(9)為傘狀結構，等間距安裝在轉軸(6)上，分散盤由多個分散片組裝 而成(如圖3所示)。在干燥腔體(18)的出料口(16)和進料口(7)相應設置有密封機構(17、8)，以保 證整個裝置內部的氣密性和防止微波泄漏。干燥腔體(18)的形狀為筒狀結構，其頂部設有筒門，進料口(17)和真空管(4)連 接口均設在筒門上。
權利要求
一種葉絲微波真空干燥設備，其特征在于包括立式筒狀干燥腔體、與干燥腔體相連通的抽真空系統以及微波加熱系統，在干燥腔體的頂部和底部分別設置有進料口和出料口，在干燥腔體中設置有物料分散機構，該物料分散機構由設置在干燥腔體軸心上的轉軸和安裝在轉軸上的多層物料分散盤組成，轉軸由電機驅動旋轉，微波加熱系統分為設置在腔體上部的連續微波加熱單元和設置在腔體下部的脈沖微波加熱單元，兩加熱單元均沿干燥腔體筒壁分層多組設置。
2.根據權利要求1所述的葉絲微波真空干燥設備，其特征在于所述微波加熱系統連 接有通風冷卻機構，該通風冷卻機構由風機和冷卻管組成。
3.根據權利要求1所述的葉絲微波真空干燥設備，其特征在于抽真空系統包括通過 真空管依次連接的冷凝器和真空泵以及控制真空度的電磁閥組成。
4.根據權利要求1所述的葉絲微波真空干燥設備，其特征在于物料分散盤為傘狀結 構，等間距安裝在轉軸上。
5.根據權利要求1所述的葉絲微波真空干燥設備，其特征在于在干燥腔體的出料口 和進料口均設置有密封機構。
全文摘要
一種葉絲微波真空干燥設備，其特征在于包括立式筒狀干燥腔體、與干燥腔體相連通的抽真空系統以及微波加熱系統，在干燥腔體的頂部和底部分別設置有進料口和出料口，在干燥腔體中設置有物料分散機構，該物料分散機構由設置在干燥腔體軸心上的轉軸和安裝在轉軸上的多層物料分散盤組成，轉軸由電機驅動旋轉，微波加熱系統分為設置在腔體上部的連續微波加熱單元和設置在腔體下部的脈沖微波加熱單元，兩加熱單元均沿干燥腔體筒壁分層多組設置。本發明相比現有技術的優點在于能夠在真空狀態下對葉絲進行分段微波干燥，降低葉絲干燥溫度，保持葉絲香氣，提高其感官質量，同時也能夠實現葉絲的快速脫水干燥，提高葉絲的填充值。
文檔編號A24B3/06GK101822415SQ20101017555
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月19日 優先權日2010年5月19日
發明者喬學義, 姚光明, 孔臻, 孟慶華, 張玉海, 徐大勇, 王兵, 申玉軍, 鄧國棟 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院