有机材料的微波真空干燥的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及对有机材料，包括食品，进行微波真空干燥的设备和方法。
[0002]通常在食品加工产业和生物活性材料的生产中进行有机材料的脱水。对有机材料进行脱水是为了对储存的产品进行保藏，或产生以脱水形式使用的产品，例如，干燥的药草和各种片剂。一种用于对食品和生物活性材料进行脱水的方法是微波真空脱水。专利文献中这种方法的示例包括2009年4月23日公开的Durance等人的WO 2009/049409 Al ；2009年3月19日公开的Durance等人的WO 2009/033285 Al ;以及2011年7月21日公开的Fu等人的WO 2011/085467 Al。微波真空干燥是可以产生比空气干燥产品和冻干产品质量好的产品的快速方法。因为干燥是在减小的压力下进行的，水的沸点和大气的氧气含量都被降低，所以氧化敏感和热降解敏感的食物成分和药成分可以被保留成比空气干燥更高的程度。干燥过程还比空气干燥和冻干快得多。本发明针对微波真空干燥领域中的改进。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一方面，提供有一种用于对有机材料进行脱水的设备。真空室具有将有机材料的容器引入到真空室中的输入端和用于移除容器的排出端。该真空室具有在真空室的输入端和真空室的排出端之间被纵向间隔开的多个进入门。每个进入门具有至少一个磁控管，磁控管具有波导管。每个进入门具有被设置在波导管和真空室之间的相应的微波透明窗。相应进入门上的至少一个磁控管和波导管被设置成将微波穿过微波透明窗辐射进入真空室。该设备具有用于减小真空室内的压力的装置，用于将容器装载到真空室的输入端中的装置，用于使容器在真空室内转动的装置、用于将转动容器从输入端穿过真空室移动到排出端的装置以及用于在排出端处卸载已脱水有机材料的容器的装置。
[0004]根据本发明的另一方面，真空室的每个进入门具有多个磁控管，每个磁控管具有相应的波导管。每个进入门上的波导管被定向成使进入门上的磁控管之间的微波干扰最小化。可以通过使进入门的面中的波导管开口以与进入门上的其他波导管的开口的角度不同的角度进行定向来完成该微波干扰最小化。
[0005]根据本发明的另一方面，真空室包括以串联的方式设置的多个真空室模块，进入门被设置成使得每个真空室模块具有相应的进入门。
[0006]根据本发明的另一方面，提供有一种用于对有机材料进行脱水的设备，该设备包括:具有真空室进入门的真空室，位于进入门上的、被设置成将微波穿过微波透明窗辐射进入真空室的磁控管，每个磁控管具有相应的波导管。在波导管和真空室之间设置有微波透明窗。进入门上的多个磁控管和波导管被设置成将微波穿过微波透明窗辐射进入真空室。进入门上的波导管被定向成使磁控管之间的干扰最小化。该设备具有用于减小真空室内的压力的装置以及用于使有机材料的容器在真空室内转动的装置。
[0007]根据本发明的又一方面，提供有一种对有机材料进行脱水的方法。将材料的微波透明容器引入真空室，其中真空室处在小于大气压的压力下。使容器在真空室内转动，并且将转动容器从输入端穿过真空室移动到输出端，同时将来自位于真空室的多个进入门上的磁控管的微波辐射穿过相应的微波透明窗应用以对有机材料进行脱水。然后将已脱水有机材料的容器从真空室移除。
[0008]通过在真空室上设置进入门并在门上放置微波发生器和微波透明窗，本发明允许操作者和维护者对真空室的内部和微波发生器进行访问，而不需要拆开脱水设备。
[0009]适合由本发明进行脱水的有机材料的示例包括水果，无论是整个的、泥状的(puree)还是片状的、冷冻的还是未冷冻的；蔬菜，无论新鲜的还是冷冻的、整个的、泥状的还是片状的；水果汁和蔬菜汁；预煮谷物；植物胶；药物；材料片，其中水状胶体或树胶包围或封装相对不太稳定的材料的滴或颗粒以作为保护并稳定化较不敏感的材料；肉、鱼和海鲜，无论新鲜的还是冷冻的、整个的还是片状的；以及例如奶酪和凝乳的乳制品。其中，所述水果包括:香蕉、芒果、番木瓜、菠萝、甜瓜、苹果、梨、楼桃、楽果、桃、杏、李子、葡萄、桔子、柠檬、葡萄柚；所述蔬菜包括:豌豆、豆子、玉米、胡萝卜、番茄、胡椒、药草、马铃薯、甜菜、萝卜、南瓜、洋葱、大蒜；所述预煮谷物包括大米、燕麦、小麦、大麦、玉米、亚麻籽。
[0010]根据以下优选实施方式的描述和附图，本发明的这些或其他特征变得明显。
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明的一个实施方式的脱水设备的示意性剖面等距图。
[0012]图2是图1的真空室的沿线2-2的剖视图。
[0013]图3是图1的设备的真空室模块的主视图，其中进入门处于打开位置。
[0014]图4是用于有机材料的容器的部分剖面的等距图。
[0015]图5是根据本发明的第二实施方式的设备的示意图。
[0016]图6是根据本发明的第三实施方式的脱水设备的等距图。
[0017]图7是根据本发明的第四实施方式的脱水设备的等距图。
[0018]图8是图7的脱水设备的剖视图。
【具体实施方式】
[0019]首先参考图1至图3，脱水设备20具有以串联的方式即端到端地连接在一起的多个真空室模块22，以形成单个真空室24，有机材料的容器26通过单个真空室24被运送以进行脱水。为了方便描述，附图中所示的真空室24包括三个模块:22a、22b和22c ;然而，真空室24可以包括适合特定应用和生产能力的任何数量个模块22，例如，10个模块是更多的。
[0020]在第一真空室模块22a的输入端30处放置装载模块28用于将容器26引入真空室24。在最末的真空室模块22c的输出端或排出端34放置排出模块32用于将容器移除。装载模块28和排出模块32分别具有一对气闸门，分别为气闸门36、38和气闸门40、42。这些气闸门使得容器在被装载进真空室并从真空室卸载的同时将室维持在脱水过程所需的减小的压力下。气闸门是由气缸29的活塞在壳体内可移动的自密封门。提起门打开气闸门并允许容器穿过，而放下门则关闭气闸门并形成空气密封。装载模块28和排出模块32分别具有用于移动容器的电动驱动输送机44和电动驱动输送机46。支撑在支撑台架48上的脱水设备被定向为其纵轴为基本水平方向。
[0021]每个真空室模块22为具有圆周侧壁49的大致圆柱形结构。模块22的每个端处的凸缘52被配置为:气密接合附接至相邻凸缘，用于将真空室模块连接在一起，并且用于将第一真空室模块22a串联至装载模块28 ;以及将最末的真空室模块22c串联至排出模块32。因此，真空室模块形成在装载模块和排出模块之间延伸的、气密的、整体的真空室24。真空室模块具有部分端壁53，部分端壁53具有开口 50，开口 50提供将容器26从一个模块移动到相邻模块的相邻真空室模块之间的通道。该通道的横截面积小于用于在真空室模块内移动容器的横截面积，即开口 50的面积小于横跨真空室模块的横截面积。这起到微波扼流的作用，从而使室模块之间的交叉干扰最小化。
[0022]脱水设备20包括经由导管55在操作上连接至真空分配器(未示出)的真空泵54。该泵依次连接真空室模块22中的真空端口 56、装载模块28中的真空端口 56以及排出模块32中的真空端口 56。可替换地，真空端口可以连接至例如工厂的中央真空系统的真空源。真空端口 56和真空泵54之间连接有冷凝器58。为了方便描述，图1中仅示出了一个真空端口 56，然而应该理解的是，当在真空室、装载模块和排出模块中需要时，可以设置多个端口 56。
[0023]该设备包括用于冷却液体的制冷单元96。该制冷单元96包括压缩机、冷却风扇和制冷剂泵。压缩机、冷却风扇和制冷剂泵被连接以将制冷剂输送给冷凝器和微波发生器，从而将冷凝器和微波发生器保持在期望的温度。
[0024]如在图1和图2中可见，真空室24具有一对可转动辊60，所述可转动辊60纵向延伸穿过真空室模块并且被设置成支撑并转动容器26。辊被设置成由驱动电机(未示