本文上海一恒科学仪器有限公司针对小颗粒状物干燥方式简单,热利用率低,获得的物料干制品质量得不到有效保障的问题。射频是指频率在3kHz~3GHz的一种高频交流变化电磁波的简称。传统热风干燥主要通过热传导和对流将热能从热源传递到物料中,而射频干燥的特点是直接与物料中的极性分子或离子进行耦合,物料中的极性分子和离子受到高频率交变电场激发,正负离子发生离子迁移,进而产生热,对物料进行干燥,因而比热风干燥效率更高。除此之外,射频干燥相对微波干燥而言,具备更好的均匀性、更稳定的温度控制和更佳的干燥质量。在实际的食品工业中,热风干燥小颗粒(含粉料)物料时,会造成物料堆积,颗粒飞散,并且对干燥室的环境造成严重破坏,导致物料的质量变差,能耗变高。进而导致小颗粒(含粉料)物料在食品工业上发展的滞后,不利于产业化的进行。
然而,结合射频给热适合处理低水份含量物料的特点,射频干燥可以替代热风干燥在小颗粒(含粉料)工业上的应用,使干燥时物料处于相对静止状态,有效防止物料质量变差,能耗提高。近些年关于射频干燥在食品上的应用研究,较多的集中在食品材料的灭酶、灭菌和延长食品的货架期的研究上。本试验上海一恒科学仪器有限公司拟设计一台占地面积<30m2、处理量可达到1500kg/h、能耗<6000kJ/(kg·H2O)的中试射频干燥机(干燥物料为玉米颗粒),设计射频干燥机干燥小颗粒(含粉料)以射频源发射的射频为主要给热方式,翅片加热管辅助给热方式进行干燥,在物料充分干燥(物料的含水率<10%)的前提下,保证干燥物料干燥均匀、快速,为射频干燥小颗粒物料提供理论依据及技术支撑。
整体结构
所设计的射频干燥机主要由射频源箱体、进料口、输送带、厚度限制装置、电加热装置、两边对称的辊轮、底部支架、出料口、动力装置、控制电路和显示器等部分组成,其外型尺寸为22000mm×2000mm×1200mm,如图1所示。射频箱体为与两边支架连接起来的箱体,保证射频能量的充分利用;厚度限制装置的接口处有一缓和装置,以保证物料的均匀性;底部支架两边具有完整的电回路,以保证整个过程都有在控制之下进行;动力装置主要为输送带提供稳定的速度,以保证射频干燥的均匀性;控制电路包括温控模块和射频输出控制模块,温控模块控制电加热装置的输出功率,以适合不同水含量的物料。
1. 进料口2. 输送带3. 厚度限制装置4. 射频箱体5. 底部支架6. 电加热装置7. 辊轮8. 出料口
图1射频干燥机的总体结构示意图
上海一恒科学仪器有限公司了解到有人针对小颗粒(含粉料)物料的干燥要求,结合热力学、动力学和电磁学原理,设计了一款针对性较强的射频干燥机。该设备将射频加热与热空气辅助加热结合起来,通过对物料内的传质传热进行分析,合理利用热梯度,构建适宜温度梯度,在保证不破坏物料质量的前提下,使物料从内部加热,加快水分子从物料内部扩散出外部的速率,并且运用动力学原理,缓解了射频加热不均匀的问题。整个射频干燥机都在数控系统的控制下,对整个射频干燥过程进行多重控制,使射频干燥过程更加精准高效,不仅节省了人力物力,满足了食品工业上对产品的要求,而且保证了产品的营养成分不流失,提高了产品价值,延长了产品的货架期。然而,本文上海一恒针对的小颗粒(含粉料)物料所设计的射频干燥样机在进行验证试验时,仅采用玉米颗粒为试验样品,对于其它小颗粒(含粉料)物料的验证试验并未进行。为保证设计的科学性,仍需对其它小颗粒(含粉料)物料进行进一步的验证试验。
以上内容仅供参考。