一种粉体真空微波干燥装置及其干燥方法与流程

本发明涉及粉体干燥，尤其涉及一种粉体真空微波干燥装置及其干燥方法。

背景技术：

1、干燥是物料处理中的重要步骤，尤其在化工、制药、食品和材料等行业中，干燥过程的效率和效果直接影响产品的质量和能耗。传统的干燥方法包括热风干燥、真空干燥和冷冻干燥等，但这些方法在能效、时间和产品质量控制方面存在一定的局限性。

2、粉体微波干燥作为一种新兴的粉体干燥技术，近年来受到干燥设备领域的广泛应用。微波干燥利用电磁波直接作用于物料内部，使其内部水分子极化并产生热效应，导致快速升温和蒸发。因此，粉体微波干燥技术在粉体干燥过程中具有广阔的推广应用价值。现有的微波干燥技术仍然存在干燥效率较低和干燥过程无法连续化等现实问题。

3、发明专利《一种微波真空干燥装置、控制方法及应用》(公开号cn 111609692a)公开了一种真空微波干燥的方法和装置，其方法包括：真空泵抽取空气使干燥室内保持真空，微波辐射机构设于干燥室内部对物料进行干燥，产生的水蒸气通过放气阀排出，虽然在真空环境下，利用微波能来加热物料，物料中所含水分在较低的蒸发温度下迅速蒸发，可以保证物料的干燥效果，但是料盘单一的水平往复运动无法确保物料在微波场内均匀受热，导致物料无法处于较为松散状态，容易出现结块或黏附的现象，同时干燥过程是间歇式的，干燥效率仍有进一步提高的空间。

4、发明专利《连续真空微波干燥装置》(授权号cn 102538425 b)公开了一种连续真空微波干燥装置，该装置将物料引入设有真空微波干燥器的真空干燥室中，对物料进行真空微波干燥，并通过搅料装置使得物料中难于挥发的水分快速升温并在真空状态下快速脱出水分，但是该搅拌装置的工作面积有限，无法充分的对装置内所有物料进行搅拌，影响了物料的干燥效率。

5、发明专利《一种空心桨叶式干化机》(授权号cn 115183534 b)公开了一种空心桨叶式干燥装置，该装置虽然利用多个桨叶旋转输送和加热物料，但在非真空条件下，蒸发温度较高，物料中所含水分无法迅速蒸发，而且该类装置一次工序只能完成一次干燥，无法实现多级连续干燥，导致干燥效率不高。

6、综上所述，现有的粉料干燥方法及装置存在的粉料干燥过程中易出现结块现象；粉体真空微波干燥为间隙干燥过程，导致干燥效率较低；粉料干燥过程缺乏水分监控。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中粉料干燥过程中易出现结块现象、干燥连续化操作程度低、干燥过程中粉料的水分缺乏监控等问题，本发明提出了一种粉体真空微波干燥装置及其干燥方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、首先本发明提供了一种粉体真空微波干燥装置，所述粉体真空微波干燥装置包括负压进料机构、粉体干燥机构和粉体水分检测机构；

4、所述负压进料机构设置于粉体干燥机构上方，用于进料；

5、所述粉体干燥机构包括若干个上下依次密封连接的干燥组件，任一所述干燥组件内部设置有翻转组件，所述翻转组件上设置有若干个超声换能器；

6、任一所述干燥组件外壁上设置有若干个微波发生器；

7、任一所述干燥组件内部设置有升降装置，所述升降装置位于翻转组件上方，用于将上方输送的粉体完全运输至翻转组件内；

8、所述粉体水分检测机构包括设置于所述干燥组件外壁上的水蒸气出口，所述水蒸气出口内壁上设置有红外水分检测仪，所述红外水分检测仪与外部的控制系统相连通，所述控制系统与翻转组件相连通；

9、所述水蒸气出口的另一端与冷凝器相连接。

10、作为上述技术方案的进一步改进：

11、进一步，所述干燥组件包括由上至下依次密封连接的叶片式卸料阀与干燥仓，所述叶片式卸料阀与卸料阀电机相连接。

12、进一步，所述干燥仓内设置有排料漏斗与位于排料漏斗下方的翻转组件，所述翻转组件包括位于排料漏斗出口下方的干燥球，所述干燥球设置于干燥仓内部，干燥球两侧通过连接轴支撑在干燥仓的壁面上实现转动，其中一端的所述连接轴与旋转电机相连接，所述超声换能器设置于干燥球的外壁上，在所述超声换能器振动和旋转电机小幅度转动的协同作用下，粉体在干燥球内始终处于松散状态。

13、进一步，所述排料漏斗与干燥球之间设置有升降装置，用于对粉末进行导向作用。

14、进一步，所述升降装置包括设置于排料漏斗的出口外壁上的升降电机、与所述排料漏斗出口内壁相匹配并且活动连接的升降管道，所述升降电机与升降管道之间通过伸缩杆相连接。

15、进一步，所述排料漏斗的出口外壁上安装有超声换能器。

16、进一步，所述微波发生器包括设置于所述干燥组件外壁上的磁控管、设置于所述干燥组件内壁上并且穿过干燥组件的壁与磁控管密封连接的波导。

17、进一步，所述波导的安装方向均指向干燥组件的中心。

18、进一步，位于最上方的所述干燥组件上方设置有脉冲除尘装置，所述脉冲除尘装置的一端与储料罐相连接，所述脉冲除尘装置上设置有真空泵与真空排气口。

19、其次，本发明根据上述的装置还提供了一种超声振动粉体微波干燥方法，包括以下步骤：

20、步骤一：打开真空泵，使储料罐中的粉体吸入脉冲除尘装置；

21、步骤二：粉体经除尘后，由重力落入叶片式卸料阀，打开卸料阀电机，使粉体落入干燥仓，过程中通过调节卸料阀电机的转速来调节粉体进入的流量；

22、步骤三：排料漏斗上安装的升降装置控制升降管道下降，使升降管道完全进入干燥球内部，配合进料漏斗外侧安装的超声换能器的振动使粉体快速均匀的落入干燥球内；

23、步骤四：微波磁控管发出的微波经过波导传输到干燥球内的粉体上，此时控制系统控制旋转电机使得干燥球微幅度转动，同时控制系统驱动干燥球外侧的超声换能器，使得干燥球内的粉体在转动和振动的协同作用下处于松散状态，再配合微波磁控管产生的微波场，使得粉体在干燥仓内实现真空微波干燥，干燥过程中产生的水蒸气由冷凝器及时排出；

24、步骤五：安装在水蒸气出口内壁的红外水分检测仪精准检测该段干燥仓内的湿度，达到该段干燥仓的预设湿度值时，升降装置控制升降管道回升，控制系统控制旋转电机翻转180度，使粉体从当前干燥仓转移至后续连接的干燥仓内，继续进行后续的干燥；

25、步骤六：重复步骤二至步骤五，在多个干燥组件中进行逐次干燥，最后，干燥完成的粉体经由出口排出，最终完成粉体干燥。

26、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

27、1.粉体在干燥球外表面的超声场振动和干燥球微幅度转动的共同作用下，粉体处于较为松散状态，避免了传统搅拌干燥方法中粉体可能出现的结块问题，克服了粉体因接触到外界气体而返潮的缺点，确保了干燥后的粉体质量。

28、2.本发明通过创造真空条件，在微波真空条件下干燥，粉体内部水分的蒸发温度显著降低，水蒸气在低压下迅速进入冷凝室，并在冷凝室内快速冷凝成液态水，从而保持系统内的真空度，这不仅提高了干燥效率，还确保了连续干燥过程中的稳定性和设备的工作效率。

29、3.通过安装有超声换能器的排料漏斗，使得粉体在超声换能器振动下，排料迅速且均匀。

30、4.粉料干燥过程由多个干燥组件来完成，通过水分监测，一旦达到该干燥组件内设定的湿度，干燥球翻转180度，粉体进入下一个干燥组件，实现了连续化干燥，也显著提高了粉料干燥的智能化程度。