蒸汽射流真空快速冷凍乾燥方法及其設備的製作方法

2023-07-27 21:18:36

專利名稱：蒸汽射流真空快速冷凍乾燥方法及其設備的製作方法
一種蒸汽射流真空快速冷凍乾燥方法及其設備，隨著科學的進步、經濟的發展和人們生活水平的不斷提高。省時、方便、易於存放、營養豐富、新鮮食品將成為人們生活的追求目標。能否加工出易於貯運、保存的蔬菜以調劑地區之間互通有無、季節之間旺淡季的顯著差異，若能這樣將大大豐富人們的生活，縮小地區和季度的差別。
長期以來，許多科技工作者在努力實現這一目標，這就是冷凍乾燥技術。
冷凍乾燥技術可用於蔬菜、水果加工，便於開拓創匯農業。
冷凍乾燥技術，對加工物料在低溫、缺氧、避光的環境條件下失去水份營養損失極小，是生產高營養、高經濟價值和高檔、名、優、特產品以及我國傳統風味食品的最佳方法。
用冷凍乾燥方法加工活性中藥材，是保持藥效最佳方法，特別適用於提取熱敏性和易揮發性芳香物質如香料等其經濟效益更高。
冷凍乾燥也是一種極佳的保鮮技術與冷凍保鮮相比，其流通成本大幅度降低，節能、貯藏、運輸、銷售等很方便。
冷凍乾燥技術將有效解決航海、地質勘探、邊防戰士、蹬山旅遊、沙漠和高寒地區人民吃菜難的問題。
冷凍乾燥技術在食品、化工、醫藥等工業部門有著廣泛應用前景。
冷凍乾燥技術是將被乾燥物料放在一個密閉的容器中進行冷凍或事先凍結，然後在高真空條件下，建立特定的溫度環境，使冰直接升華除去物料水份。所以冷凍乾燥也稱升華乾燥，實際上是冷凍技術與真空技術的綜合應用。
當前國內外的冷凍乾燥技術其方法採用冷凍機組對密閉容器冷凍、製造低溫條件造成物料結冰，然後用機械真空泵把密閉容器抽真空，造成冰相升華條件，然後供熱，現有冷凍乾燥設備由乾燥室、冷凍機組、捕集器、機械真空泵和加熱器五部分組成，各部分之間用管道系統聯接。


圖1為現有冷凍乾燥設備的結構方框圖，其中A乾燥室，B捕集器，C冷凍機組，E油加熱器，D機械真空泵機組。
現有的冷凍乾燥方法及其設備，其結構複雜，造價高，能耗大，效率低，操作麻煩，生產規模小。以國內某研究所研製的冷凍乾燥設備為例，一套設備(主機)售價65-80萬元，幹容室容積約4米3，被乾燥物料加入量約100-150公斤，乾燥時間約25小時，總能耗約925千瓦。
本發明的目的是針對現有冷凍乾燥方法和設備存在的問題，革新乾燥方法，不需冷凍機組，設計出結構簡單，能耗低、生產效率高的新的冷凍乾燥設備。圖2為本發明的冷凍乾燥設備的結構方框圖其中A為乾燥室，F為蒸汽射流真空系統，g為蒸汽射流引射的熱水循環供熱系統。其技術方案是蒸汽射流真空快速冷凍乾燥方法，採用蒸汽射流真空系統，在短時間內造成密閉乾燥室高真空度，形成低溫結冰、冰晶升華條件，並採用蒸汽射流泵引射熱水循環供熱，使密閉乾燥室內物料失水乾燥。
蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備由蒸汽射流真空系統，乾燥室、蒸汽射流引射熱水循環供熱系統組成。
蒸汽射流真空系統由蒸汽射流泵組、冷凝器組、冷水管道、蒸汽管道、閥門、水池所組成;乾燥室由箱體、密封門、熱水進、出管道，熱輻射加熱器，乾燥物料裝置等組成;蒸汽射流引射熱水循環供熱系統，由蒸汽射流泵，熱水箱、供水和回水管道等組成。
圖3為蒸汽射流泵結構示意圖。
圖4為6級蒸汽射流泵組成的蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備結構示意圖。
圖5為6級蒸汽射流泵組成的蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備俯視結構布置示意圖。
圖6為蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備乾燥室結構示意圖。
圖7為5級蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備結構示意圖。
在圖3中，A為蒸汽，B為被抽介質(空氣蒸汽或熱水)，AB為蒸汽和被介質的混合體。(21)噴嘴，(22)蒸汽射流泵體，(23)蒸汽接口，(24)被抽介質接口，(25)排汽接口，K1，K2，K3，K4代表錐度。
實施例一，圖4，圖5，圖6為6級蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備結構示意圖，圖中(1)，(2)，(3)，(4)，(5)，(6)為第1，2，3，4，5，6級蒸汽射流泵，(7)，(8)，(9)，(10)為冷凝器，(30)通大氣孔，(11)為汽水引射蒸汽射流泵，(12)乾燥室，(13)熱水箱，(14)單向閥，(15)閥門，(20)水池，(16)熱輻射加熱器，(17)乾燥物料裝置(物料乾燥車)，(18)供熱水管，(19)回水管。
實施例二，圖7為5級蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備結構示意圖。圖中(1)，(2)，(3)，(4)，(5＊)為第1，2，3，4，5＊級蒸汽射流泵，(7)，(8)，(10)為冷凝器，(11)為汽、水引射蒸汽射流泵，(12)乾燥箱，(13)熱水箱，(14)單向閥，(15)閥門，(18)供熱水管，(19)回水管，(20)水池。
本發明將向社會提供一種先進冷凍乾燥方法和先進設備。本發明將推動冷凍乾燥技術的普及和廣泛應用，將為冷凍乾燥產品進入千家千戶提供低能耗、低成本、高效率的設備。在相同的生產規模條件下，本設備成本只有現有同類設備的約1/3，生產效率提高4-5倍，能耗降低約3倍。
權利要求
1.一種蒸汽射流真空快速冷凍乾燥方法，本發明的特徵是採用蒸汽射流真空系統，在短時間內造成密閉乾燥室高真空度，形成低溫結冰、冰晶升華條件，並採用蒸汽射流引射熱水循環供熱，使密閉乾燥室內物料失水乾燥。
2.一種蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備，本實用的特徵是該設備由蒸汽射流真空系統、乾燥室、蒸汽射流引射熱水循環供熱系統組成。
3.根據權利要求1所述的蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備，其特徵是蒸汽射流真空系統由蒸汽射流泵組、冷凝器組、蒸汽管道、冷水管道、閥門、水池所組成;乾燥室由箱體、密封門、熱水供、回管道、熱輻射加熱器、乾燥物料裝置等組成;蒸汽射流引射熱水循環供熱系統，由蒸汽射流泵、熱水箱、供水和回水管道組成。
4.根據權利要求2或3所述的蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備，其特徵是蒸汽射流真空系統的帶有加熱套的第(1)級蒸汽射流泵的抽氣接口通過管道和閥門與乾燥箱體內連通，第(2)級的抽氣接口與第(1)級排氣接口連接，其排氣接口與冷凝器(7)下端接口相連，從(7)上端部分別引出管道與第(3)、第(5)級抽氣接口相連，第(3)、第(5)級的排氣接口接入冷凝器(8)，(9)的下端;(7)和(5)的連接管道上安裝有一個單向閥，第(4)級和第(6)級的抽氣接口分別與冷凝器(8)，(9)上端相連通，這兩級的排氣接口都接到冷凝器(10)的下端，(10)的上端部有一通大氣的孔(30);各射流泵蒸汽接口接蒸汽管，各冷凝器上端接水管。
5.根據權利要求4所述的蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備，其特徵是第(5＊)級蒸汽射流泵的蒸汽耗量約等於第(5)、(6)兩級射流泵蒸汽耗量之和，其他聯連方式如權利要求4所述。
6.根據權利要求4所述的蒸汽射流真空快速冷凍乾燥設備，其特徵是蒸汽射流真空系統的蒸汽射流泵有關結構參數K1為2.9-4.5 K2為1∶9.0-10.5K3為1∶9.0-10.5 K4為1∶1.1-1.全文摘要
一種蒸汽射流真空快速冷凍乾燥方法及其設備。該設備由蒸汽射流真空系統、乾燥室、蒸汽射流引射熱水循環供熱系統組成。本發明能耗低生產效率高，成本比現有同類設備低1/3，具有顯著的經濟、社會效益。
文檔編號F26B5/06GK1073518SQ9111183
公開日1993年6月23日 申請日期1991年12月16日 優先權日1991年12月16日
發明者石含玉 申請人:石含玉