[发明专利]微波与超声辅助果蔬变频离心脱水干燥的一体化装置及其应用

说明书

微波与超声辅助果蔬变频离心脱水干燥的一体化装置及其应用，属于农产品食品加工及机械制造技术领域。本发明装置中果蔬原料在离心转鼓内，经过微波漂烫、超声冷却、离心脱水、微波辅助热风干燥加工，得到果蔬半干制品及干制品。本发明的一体化装置，结合微波灭酶、超声冷却、变频离心脱水、微波辅助热风干燥技术，弥补了果蔬漂烫、离心脱水预处理和微波辅助热风干燥加工相互独立操作的缺陷，实现果蔬高效脱水干燥一体化加工。本发明不仅降低了设备成本，提高脱水干燥效率，而且在减少设备占地空间的同时，生产果蔬半干制品及干制品，满足不同领域需求。

技术领域

本发明涉及一种微波与超声辅助果蔬变频离心脱水干燥的一体化装置及其应用，适用于各种果蔬进行微波灭酶，超声冷却以及离心脱水或微波与热风辅助离心干燥的一体化加工，属于农产品食品加工及机械制造技术领域。

背景技术

一般在餐饮、速冻及果蔬干燥行业中，果蔬清洗、漂烫及冷却后，如果不进行脱水处理，在贮藏期内更容易变质。因此，果蔬清洗、漂烫之后需要进行表面脱水处理，这样可以降低果蔬表面水分，保证果蔬的新鲜度和质量。目前果蔬表面的脱水方式主要有自然沥水，振动沥水和离心脱水，而实际生产中通常采用离心脱水较多。随着变频式脱水和无轴式离心脱水技术的应用发展，形成了热烫与变频离心脱水的组合方式。但是该脱水方式需要较高的离心分离因子才能达到较好的脱水效果，对设备性能有较大的依赖性。而自然沥干和振动沥干脱水速度较慢，需要与风机组合，进行多级脱水，耗时较长。因此，通过离心作用提高果蔬表面水分去除，减少微生物负荷以延长保质期，对保证果蔬品质有着重要的意义。适当的热烫灭酶会导致果蔬表面产生微裂纹，增强水分传递。微波热烫具有体积加热，营养损失低和产品质量高的优势，也普遍用于食品加工行业。与热水漂烫相比，可以减少营养流失并提高产品的保色性。超声在果蔬的冷却过程中不仅可以诱导酶失活，而且可以使微观结构发生变化，促进水分扩散，同时超声在传播过程中会产生显著的负压，产生空化效应并降低表面张力。因此使用超声可以改善果蔬表面结构并降低水分附着，提高表面水分的去除。在餐饮行业，果蔬处理主要集中于预脱水，而对于干燥产品的生产，则偏向于将果蔬完全干燥。目前使用的热风干燥技术虽然热效率高，传质表面积大，生产能力大，但干燥时间长且设备占地面积大。而微波干燥具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点，但水分的流通速度较小。因此为了克服上述问题，本发明将果蔬微波灭酶、超声冷却、离心脱水、热风干燥和微波干燥的设备进行了一体化设计，不仅降低了设备成本，提高了脱水率和干燥速率，同时减小了设备占地空间。

邹杰锋，张建利（2019年）公开了“一种投入式的超声波冷却果蔬装置”发明专利（专利申请号2019210852294）。该专利通过在超声波冷却果蔬装置的腔体的空腔内安装水泵，水泵的吸水进口从水槽中吸水并从喷水出口喷出，这样就无需借助额外的设备就可使水中的果蔬自动翻滚，由于果蔬在水中自动翻滚，再借助于超声换能器所发出的超声波，使水产生一定频率的振动，即可以对果蔬进行全方位的自动冷却，从而提高冷却效果。本发明的不同在于，超声腔体内无需安装水泵及吸水喷动使果蔬翻转，而是在转鼓四周分布超声装置，利用转鼓转动，使超声全方位均一冷却，同时相比于水泵吸水装置，减少了水耗。

张俊鹏（2018年）公开了“一种超声波果蔬冷却机”实用性专利（专利申请号201821091366.4）。该专利发明了一种圆筒形的冷却装置，底部设置超声装置，顶部设置搅拌器，通过超声作用进行洗涤，杀菌和去农残，利用搅拌器对果蔬进行均一冷却。本发明不同的是超声装置设置在圆筒形转鼓的内测，与设置在底部相比，均一性更好，同时利用低速离心的作用，使果蔬加工更加均匀，减少了因搅拌作用产生的果蔬损伤。

付军发，严开龙，叶明成，杜克飞，林攀，韩松，陆峰，韩恒恒（2020年）公开了“一种热风干燥装置”发明专利（专利申请号202010243854.8）。该专利所述的热风干燥装置为一长方体型，中间设置内部通道隔层，热风从箱体的上方进入，经过内部通道隔层将物料干燥，然后经箱体下方的排风口排出，完成干燥操作。本发明不同的是热风干燥室采用的是圆柱形，且干燥仓使用离心转鼓，可以使物料均匀受热。此外在热风的基础上，附加了微波发生装置，提高了干燥速率。