CO_(2)冷阱微波真空干燥装置设计与试验

摘要

为优化微波真空冷冻干燥工艺,基于微波真空冷冻干燥原理研制了CO_(2)冷阱微波真空干燥装置,并介绍了该装置的主要结构、工作原理和工作流程。创新采用液态CO_(2)作为制冷媒,通过合理布局实现CO_(2)的循环利用。采用喷淋冷冻技术,从液态CO_(2)喷淋预冷冻原理出发,设计了喷淋装置结构,并匹配计算了转盘转速,旨在提高物料预冷冻效果。设计了翅片式冷阱管,根据翅片式冷阱管传热系数公式确定了冷阱管的具体规格尺寸;分析了冷阱内部有相变的对流换热过程,通过计算判断冷阱室内气体处于滑流区。由此得到冷阱室内对流换热强烈程度评价指标Nu≈4.3,换热效率较好。以白萝卜为例进行了喷淋流量与微波功率对干燥速率的影响试验,结果表明:在不对物料产生冻伤的情况下,喷淋流量越大,物料预冻结效果越好;在一定范围内,物料干燥速率与喷淋流量和微波功率呈正相关,且均呈现先快后慢的趋势。