[发明专利]用超声联合超临界流体来干燥物品的方法

说明书

技术领域

本发明属于物品干燥技术领域，尤其涉及到一种用超声联合超临界流体来干燥物品的方法。

背景技术

超临界流体是指温度和压力处于临界温度和压力以上的流体，超临界流体具有液体和气体的双重特性，超临界流体的扩散系数比气体小，但比液体高一个数量级；超临界流体的粘度接近气体；而超临界流体的密度类似液体。

由于超临界流体具有极好的溶解特性，液体间不存在气-液相界面，故当干燥物品处于超临界状态时，气液界面消失，表面张力为零，因而可避免物品在干燥过程中的收缩和破裂，从而保持物品原有结构和状态，防止纳米粒子的团聚，同时对于热敏性物品和易氧化的物品具有很好的保护作用。

但是由于超临界流体干燥的对象绝大多数是固体或气凝胶物品，这类物品在干燥罐中容易造成堆积，导致干燥罐中不同高度处的物品装填的不均匀，即上面疏松下面紧密。干燥的物品越多，颗粒越细，下层物品堆积的密度越大，这种不均匀性就越明显，极易造成干燥过程中的“沟流”现象。因此，在实际干燥物品过程中，虽然超临界流体的扩散性较液体强，但由于干燥罐和物品的原因，导致超临界流体干燥固体物品或气凝胶物品时存在物品干燥不均匀、干燥效率低、干燥时间长和能耗高等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用超声联合超临界流体来干燥物品的方法，该方法采用超声联合超临界流体来干燥物品，具有干燥时间短，干燥效率高，产品质量好，物品含水率显著降低的优点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的用超声联合超临界流体来干燥物品的方法是将待干燥物品和超声发射装置一同装入超临界流体干燥罐中并密封之，在超临界流体干燥罐中先通入干燥介质，待超临界流体干燥罐中的压力升到7.5～100Mpa和温度升到35～95℃时，同时开启超声发射装置和超临界流体循环阀，超声频率控制在16～500kHz，超声功率控制在50～5000W，超声声强控制在0.2～5000W/cm²，超声辐照时间控制在10min～10h内，超声辐照方式或为间歇式发射，或为连续式发射；超临界流体循环阀的流速控制在0.5～100L/h；超声辐照结束后，打开干燥罐，取出干燥物品即可。

所述的用超声联合超临界流体来干燥物品的方法，其干燥介质或是CO₂，或是按重量百分比70～99％的CO₂+1～30％的乙醇。

由于采用了所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、由于超临界流体与气体相比具有较大的声阻抗，因此超声在超临界流体环境中传播时的能量衰减小，传播距离远，能够负载大的能量，强化了超临界流体通过多孔物品时的扩散作用，促进了微细通道的形成，减小了传热表面层的厚度，增加了对流传质速度，从而提高了物品干燥的效率，降低了干燥温度和干燥压力，缩短了干燥时间。

2、本发明采用超声和超临界流体联合干燥物品，提高了物品干燥过程中的传热和传质系数。

3、采用本发明的方法所得的干燥物品质量好。

4、本发明能耗低，易于推广使用。

具体实施方式：

本发明的用超声联合超临界流体来干燥物品的方法是将待干燥物品和超声发射装置一同装入超临界流体干燥罐中并密封之，在超临界流体干燥罐中先通入干燥介质，所述干燥介质或是CO₂，或是按重量百分比70～99％的CO₂+1～30％的乙醇。待超临界流体干燥罐中的压力升到7.5～100Mpa和温度升到35～95℃时，同时开启超声发射装置和超临界流体循环阀，超声频率控制在16～500kHz，超声功率控制在50～5000W，超声声强控制在0.2～5000W/cm²，超声辐照方式或为间歇式发射，间歇式发射的其中一个发射顺序为：发射6秒→停发3秒→…→发射6秒→停发3秒，总的超声辐照时间控制在10min～10h内。超临界流体循环阀的流速控制在0.5～100L/h。超声辐照结束后，打开干燥罐，取出干燥物品即可。

除了间歇式发射这种形式外，本发明的超声辐照方式也可采用连续式发射。

当然，间歇式发射除了所述发射6秒→停发3秒→…→发射6秒→停发3秒这种顺序外，还可以有其它形式的发射顺序，在其它形式的发射顺序中必须具有“停发”间隔。

实施例1：干燥胡萝卜的方法