本發明涉及干燥技術及其應用領域，具體涉及一種物料的對流共微波加熱的減壓干燥方法。
背景技術：
：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，通過降低壓力(大氣壓力以101325Pa為基準)，水分子由液態轉化成汽態所需的潛熱也大大降低，對于熱敏性物質，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間，同時保證物料干燥后的品質。因此，對于需要干燥時間較長、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間，但它是以犧牲物理空間為代價，如相同時間內要獲得同樣的產量，其設備外型尺寸遠比箱式干燥法大，且內部結構繁雜，清潔不便，極不利應用于潔凈生產。中國專利申請03117185.0(公開號為CN1431443A)公開了一種膏狀物的干燥方法，將膏狀物放置在減壓加熱罐內，并讓膏狀物從罐體的上部經篩板上的篩孔擠出、成條狀藥膏后，垂直通過罐體中部緩緩降至罐體下部，進行動態連續干燥。該干燥法主要利用對流方式進行熱交換，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、甚至成數量級的水分子同時均勻地獲得潛熱而氣化，從而達到縮短干燥時間的目的。專利申請號201010271537.3“真空干燥設備”，提出了一種改進后的真空干燥設備，特征是具有空氣循環系統、氣體補充裝置以及破真空裝置。該發明專利也公開一種干燥方法，間接提示發明該裝置的出發點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出現熱能傳到不均勻現象，從而使待干燥物品溫度上升不連續，出現受熱不均勻的現象”。實驗用小型箱式減壓干燥設備多利用熱輻射方式來完成熱傳遞，物料的加熱過程是由表及里，因減壓狀態下空氣稀薄，難以形成對流導熱，熱傳遞效率并不高；生產用箱式減壓干燥設備多安裝盤管或板層加熱裝置，物料加熱主要靠熱傳導方式，加熱過程是從接觸底部向上；兩種方式都可以令水分子運動加劇，但無法很好的解決運動中的水分子由液態轉氣態所需潛熱的連續、及時迅速供給問題；減壓微波干燥法是利用物料中水分子的介質損耗系數大可優先吸收微波能的特點，使水偶極分子產生高頻往復運動，產生“內摩擦熱”而使物料內外被同時加熱、同時升溫，水分子因而迅速汽化，能效高，這無疑也是一種解決方法。技術實現要素：本發明的目的是提供一種物料的蒸汽共微波加熱的減壓干燥方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：1)將物料放入減壓干燥設備腔體內的板層上，關門、關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體；抽真空使腔體真空度下降至0.1Pa～100Pa2)啟動微波發生裝置，將干燥腔體溫度升至45-95℃；3)保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，打開對側腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調整通量使腔體平均真空度穩定在50-5000Pa；4)水分測定儀顯示水分降至10％～20％時，關閉微波發生器，其他操作條件不變；5)水分測定儀顯示水分降至1％～5％時，關閉蒸汽閥門，打開同側腔體上的氣體閥門，通入氣體并調整通量使腔體平均真空度穩定在50-5000Pa；6)保持1小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥操作。優選地，所述減壓干燥設備配備微波加熱裝置，可采用微波加熱方式對物料進行加熱，腔體一側接通抽氣開關閥，其對側腔體接通蒸汽開關閥及空氣開關閥。優選地，所述物料為無揮發性的流膏；或含游離水的固體顆粒；或塊狀物、動植物性材料。優選地，所述無揮發性的流膏，50℃時相對密度為1.05-1.50。優選地，減壓干燥中步驟3)中所述蒸汽為水飽和蒸汽，絕對壓力為0.10MPa-0.60MPa。優選地，減壓干燥中步驟5)所述氣體為空氣、氮氣或氬氣，絕對壓力在0.10MPa-0.60MPa。發明人經過大量的研究，發現飽和蒸汽內含的顯熱比干熱空氣大得多，可提供足夠讓水分子由液態轉為氣態所需的汽化潛熱，無需額外安裝熱泵對空氣進行加熱；同時，蒸汽減壓膨脹時釋放出的動能，足可以克服表面張力束縛而把水汽推離物料表面，無需額外安裝氣體循環裝置但又收到異曲同工之妙；另外，通過操作控制，在通入飽和蒸汽的同時又持續抽氣，使腔體又維持在相對穩定的高負壓狀態，大為降低水的沸點；再者，水、汽是動態混合體，用蒸汽代替干熱空氣作為傳熱介質，物料在無氧條件下不易變質，物料也不可能無限制的吸收過度熱量而結焦，保留了物料的良好外觀與優良品質，又繼承了便于潔凈生產的優勢；最后，用空氣趕走少量水汽，以完成整個干燥過程。本發明提供的液態物料的減壓蒸汽干燥方法具有以下優點：1、充分發微波加熱方式與熱對流方式傳熱的長處本發明在減壓干燥過程中，一方面利用微波把能量直接傳熱到物料內部，水分子獲得能量后活動加劇，另一方面，動態地注入水飽和蒸汽，與物料表面的水分子交換能量后，加速汽化；2、巧妙利用蒸汽減壓時釋放出的動能蒸汽瞬間減壓時釋放出動能，這些動能剛好又可以利用于推動已經汽化的水分子的排放，加速水分的蒸發，縮短干燥時間。本發明提供的減壓干燥方法，微波傳熱與對流傳熱兩種熱傳遞方式的優劣充分互補，使物料干燥時間大為縮短，為減壓干燥法提出新理念。3、干燥時間短。與現有箱式真空干燥技術相比，原干燥時間需要24-72小時，本發明干燥只需5-15小時即可達到相同的干燥效果，使原每1.5-3天只能生產一批提高為每天能生產一批，效率提高50％以上。與現有箱式減壓干燥技術相比，本發明巧妙地利用了蒸汽換熱、并用其釋放的動能加速推送水氣。在實際應用中，達到相同的干燥品質，干燥效率提高50％以上，有顯著的經濟效益；另外，該發明便于推廣應用于潔凈生產，可預期有明顯的社會效益。具體實施方式以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例1：貝母流浸膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對密度為1.15(50℃)的貝母流浸膏至減壓干燥設備腔體內的托盤上，關 門并關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa2、啟動微波發生裝置，將腔體溫度升至45℃；3、保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，打開對側腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調整通量使腔體平均真空度穩定在5000Pa；4、水分測定儀顯示水分降至15％時，關閉微波發生器，其他操作條件不變；5、水分測定儀顯示水分降至1％時，關閉蒸汽閥門，打開同側腔體上的氣體閥門，通入氣體并調整通量使腔體平均真空度穩定在50Pa；6、保持1小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥。實施例2：蔗糖流膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對密度為1.45(50℃)的蔗糖流膏放入減壓干燥設備腔體內的托盤上，關門并關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動微波發生裝置，將腔體溫度升至95℃；3、保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，打開對側腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調整通量使腔體平均真空度穩定在1000Pa；4、當水分測定儀顯示水分降至20％時，關閉微波發生器，其他操作條件不變；5、當水分測定儀顯示水分繼續降至5％時，關閉蒸汽閥門，打開同側腔體上的氣體閥門，通入氣體并調整通量使腔體平均真空度穩定在500Pa；6、保持1小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥。實施例3：中藥飲片的減壓干燥方法1、將50Kg的鮮黃芪切成短段平鋪(厚度為5cm)在減壓干燥設備腔體內的托盤上，關門并關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動微波發生裝置，將腔體溫度升至75℃；3、保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，打開對側腔體外的蒸汽閥門，通入蒸汽并調整通量使腔體平均真空度穩定在1500Pa；4、當水分測定儀顯示水分降至20％時，關閉微波發生器，其他操作條件不變；5、當水分測定儀顯示水分繼續降至3％時，關閉蒸汽閥門，打開同側腔體上的氣體閥門，通入氣體并調整通量使腔體平均真空度穩定在2500Pa；6、保持1小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥。對比例1：貝母流浸膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對密度為1.15(50℃)的貝母流浸膏至減壓干燥設備腔體內的托盤上，關門并關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa2、啟動微波發生裝置，將腔體溫度升至45℃；3、保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，調整使腔體平均真空度穩定在5000Pa；4、水分測定儀顯示水分降至15％時，關閉微波發生器，調整使腔體平均真空度穩定在5000Pa；5、保持5小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥。對比例2：蔗糖流膏的減壓干燥方法1、將50Kg相對密度為1.45(50℃)的蔗糖流膏放入減壓干燥設備腔體內的托盤上，關門并關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動微波發生裝置，將腔體溫度升至95℃；3、保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，調整使腔體平均真空度穩定在1000Pa；4、當水分測定儀顯示水分降至20％時，關閉微波發生器，調整使腔體平均真空度穩定在50Pa；5、保持5小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥。對比例3：中藥飲片的減壓干燥方法1、將50Kg的鮮黃芪切成短段平鋪(厚度為5cm)在減壓干燥設備腔體內的托盤上，關門并關閉連接腔體的所有閥門，密閉腔體，抽真空使腔體真空度下降至20Pa；2、啟動微波發生裝置，將腔體溫度升至75℃；3、保持抽氣閥門不關閉，在繼續抽氣的同時，調整使腔體平均真空度穩定在1500Pa；4、當水分測定儀顯示水分降至20％時，關閉微波發生器，，調整使腔體平均真空度穩定在2500Pa；5、保持5小時，關閉抽氣閥，待壓力平衡后，結束干燥。實驗例：干燥時間及干燥后物料品質分析結果比較將實施例及對比例的減壓干燥時間及干燥后物料品質情況進行分析匯總、比較，結果見表1：表1：物料干燥時間及品質分析匯總表水分(％)干燥時間(h)實施例10.7510實施例21.715實施例31.25對比例114.736對比例218.972對比例319.524注：水分按《中華人民共和國藥典》2010年版一部附錄ⅨH第一法(烘干法)檢測上表結果顯示：本發明可用于工業化大生產，且操控性好；其中實施例1、2、3與對比例1、2、3的待干燥物料完全相同，但本發明制備的干燥品水分顯著低于對比例；雖然純微波干燥也可以做到，但對水分低于10％的物料通常很容易被燒毀。雖然，上文中已經用一般性說明、具體實施方式及試驗，對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。當前第1頁1 2 3