KR19990074028A - Continuous drying device using microwave and far infrared as heat source - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피건조물을 단시간에 중심온도까지 승온, 가열시킬 수 있는 마이크로웨이브 가열부와, 이렇게 가열된 피건조물을 건조시키는 원적외선 건조부를 순차적으로 통과시키므로써, 효과적으로 건조시키는 연속식 건조장치에 관한 것으로, 본 발명은 피건조물이 투입되어 가열되는, 마이크로웨이브 가열용 컨베이어 벨트, 마이크로웨이브 발생장치, 마이크로웨이브 건조실, 마이크로웨이브 흡수체, 마이크로웨이브 도파관으로 이루어진 마이크로웨이브 가열부; 전기 마이크로웨이브 가열부에서 가열된 피건조물이 컨베이어에 의해 이동되어 건조되는, 원적외선 건조실과 원적외선 건조용 컨베이어 벨트로 이루어진 원적외선 건조부를 포함한다. 본 발명의 건조장치를 이용하면, 가열시 피건조물을 단시간에 승온시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용하므로써 가열 및 건조시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 청결한 건조실에서 분극진동과 복사가열로 건조하는 방식을 사용하므로써, 위생문제가 중요한 식품류 등의 건조에 매우 유용하다.The present invention relates to a continuous drying apparatus for effectively drying by sequentially passing the microwave heating unit for heating and heating the dried object to the center temperature in a short time, and the far-infrared drying unit for drying the heated object in this order. , The present invention is a microwave heating conveyor belt, microwave generator, microwave drying chamber, microwave absorber, microwave waveguide which is to be heated by input the dried object; A far-infrared drying unit comprising a far-infrared drying chamber and a far-infrared drying conveyor belt, to which the dried object heated in the electric microwave heating unit is moved by the conveyor and dried. When the drying apparatus of the present invention is used, the heating and drying time can be shortened by using a microwave which can heat up the dried object in a short time, and the method of drying by polarization vibration and radiant heating in a clean drying room is provided. By use, it is very useful for drying foods and the like where hygiene problems are important.
Description
본 발명은 마이크로웨이브(microwave)와 원적외선(far-infrared)를 열원으로 이용하는 연속식 건조장치에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 피건조물을 단시간에 중심온도까지 고온으로 승온시킬 수 있는 마이크로 웨이브 가열부와, 이렇게 가열된 피건조물을 건조시키는 원적외선 건조부를 순차적으로 통과시키므로써, 피건조물을 효과적으로 건조시키는 연속식 건조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous drying apparatus using microwaves and far-infrared as heat sources. More specifically, the present invention effectively passes through the microwave heating unit capable of raising the temperature to a high temperature to the center temperature in a short time, and the far-infrared drying unit for drying the heated object in sequence, thereby effectively drying the dried object. It relates to a continuous drying machine.
일반적으로, 피건조물을 건조하는 경우, 그 형상과 물성 그리고 용도에 따라 열풍건조, 분무 건조, 드럼건조, 동결건조 등의 여러가지 방법을 이용하고 있다. 이중 산업적으로 가장 많이 사용되는 방식은 열풍건조인데, 열풍건조 방식은 타 건조방식에 비하여 에너지의 소모가 적으나 건조 시간이 길고 고품질의 건조품을 얻는데 문제가 있다. 즉, 종래 많이 사용되어온 열풍건조방식은 건조잠열이 피건조물에 공급되면서 피건조물의 표피로부터 수분이 증발하게 되는데, 농산물의 경우 피건조물은 건조트레이에 담은 후 건조기에 장입하고 가열버너를 작동하여 건조온도(약 60도) 범위로 승온하는데 일반적으로 1-2시간의 비교적 긴 시간이 소요된다. 또한, 대류를 이용한 열풍건조방식은 건조하는 과정에서 건조장치의 내부에 많은 분진을 송풍시키면서 건조하므로 위생적으로 좋지 않을 뿐만 아니라, 미연소 가스에 의한 이산화황 흡착이라는 문제점이 발생하기도 한다. 따라서, 많은 연구자들은 열풍에 의한 대류방식보다 열전달 속도가 빠른 복사 열전달 방식의 건조장치 개발에 관심을 가지게 되었다.In general, when drying the dried object, various methods such as hot air drying, spray drying, drum drying, and freeze drying are used depending on the shape, physical properties, and use. Among them, the most commonly used method is hot air drying. The hot air drying method consumes less energy than other drying methods, but has a long drying time and has a problem in obtaining high quality dry products. In other words, the hot air drying method that has been widely used in the prior art is that the latent heat of drying is supplied to the dry matter, the moisture is evaporated from the skin of the dry matter. It takes a relatively long time, usually 1-2 hours, to rise to a temperature (about 60 degrees) range. In addition, the hot air drying method using convection is not hygienic because it is dried while blowing a lot of dust in the drying apparatus in the drying process, and there is also a problem of adsorption of sulfur dioxide by the unburned gas. Therefore, many researchers have been interested in the development of a radiant heat transfer drying apparatus which has a faster heat transfer rate than the hot air convection.
이에, 본 발명자들은 이러한 종래의 건조방식의 문제점을 해결하고 에너지의 소모가 적으면서도 고품질의 건조품을 얻을 수 있는 건조방식을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 마이크로웨이브와 원적외선을 연속적으로 적용한 건조장치를 이용하여 건조하게 되면, 종래 건조방식의 문제점들을 해결할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have made intensive studies to solve the problems of the conventional drying method and to develop a drying method that can obtain a high quality dry product while using less energy. As a result, the present inventors have used a drying device that continuously applies microwaves and far infrared rays. When dried, it was confirmed that the problems of the conventional drying method can be solved, the present invention was completed.
결국, 본 발명의 목적은 마이크로웨이브와 원적외선를 열원으로 이용하는 연속식 건조장치를 제공하는 것이다.After all, it is an object of the present invention to provide a continuous drying apparatus using microwaves and far infrared rays as heat sources.
도 1은 연속식 건조장치의 구성을 모식적으로 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a continuous drying apparatus.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 건조장치는 건조시간을 최소화하고 고품질의 건조품을 얻기 위하여, 피건조물을 단시간에 승온할 수 있는 마이크로웨이브를 이용하여 가열한 후 원적외선을 이용하여 건조하는 방법을 사용하고 있다. 마이크로웨이브를 열원으로 한 건조장치 또는 원적외선을 열원으로 한 건조장치는 부분적으로 활용되고 있으나, 마이크로웨이브와 원적외선을 복합열원으로 한 건조장치는 사용되고 있는 것이 없는 것으로 알려져 있다.In the drying apparatus of the present invention, in order to minimize drying time and obtain a high quality dry product, the drying apparatus is heated by using a microwave which can heat up a dried product in a short time, and then uses a method of drying using far infrared rays. Although a drying apparatus using a microwave as a heat source or a drying apparatus using a far infrared as a heat source is partially utilized, it is known that no drying apparatus using a microwave and a far infrared as a composite heat source is used.
마이크로웨이브의 가열원리는 유전체가 마이크로웨이브 공간으로 공급되면 전계의 에너지중 일부가 유전체에 흡수되어 발열된다는 사실을 이용한다. 유전체를 구성하고 있는 분자(쌍극자)가 전파(전계)의 힘을 받아 전계방향의 변화에 따라 진동을 시작하는데, 이 분극진동이 분자간의 마찰로 되어 발열현상을 일으킨다. 한편, 적외선가열의 원리는 가열히터를 내장한 플레이트에 흑체의 복사체를 코팅하여 히터로부터 가열된 열량의 대부분을 복사체에서 밖으로 복사되도록 하는 것으로, 복사열이 원적외선 범위에서 발사되도록 조절된다.The heating principle of microwaves takes advantage of the fact that when a dielectric is fed into the microwave space, some of the energy of the electric field is absorbed by the dielectric and generates heat. Molecules (dipoles) that make up the dielectric begin to vibrate in response to changes in the direction of the electric field under the force of radio waves (electric fields). These polarization vibrations cause friction between the molecules, causing heat generation. On the other hand, the principle of infrared heating is to coat the radiator of the black body on the plate containing the heating heater so that most of the heat quantity heated from the heater is radiated out from the radiator, the radiant heat is controlled to be emitted in the far infrared range.
이하, 본 발명의 연속식 건조장치의 구성을 첨부도면에 의해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 연속식 건조장치의 구성을 모식적으로 나타낸 개략도이다.Hereinafter, the configuration of the continuous drying apparatus of the present invention will be described in detail by the accompanying drawings. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a continuous drying apparatus.
본 발명의 연속식 건조장치는,Continuous drying apparatus of the present invention,
피건조물이 투입되어 가열되는, 마이크로웨이브 가열용 컨베이어 벨트, 마이크로웨이브 발생장치, 마이크로웨이브 건조실, 마이크로웨이브 흡수체 및 마이크로웨이브 도파관으로 이루어지는 마이크로웨이브 가열부; 및,A microwave heating unit comprising a microwave heating conveyor belt, a microwave generator, a microwave drying chamber, a microwave absorber, and a microwave waveguide to which a dry object is input and heated; And,
전기 마이크로웨이브 가열부에서 가열된 건조물이 컨베이어에 의해 이동되어 건조되는, 원적외선 건조용 컨베이어 벨트와 원적외선 건조실로 이루어지는 원적외선 건조부를 포함한다.And a far infrared ray drying unit comprising a far infrared ray drying conveyor belt and a far infrared ray drying chamber, in which the dried object heated in the electric microwave heating unit is moved by a conveyor and dried.
본 발명의 연속식 건조장치는 보다 바람직하게는,More preferably, the continuous drying apparatus of the present invention,
전기 마이크로웨이브 가열부의 마이크로웨이브 흡수체의 측면에 위치하며, 피건조물이 마이크로웨이브 가열용 컨베이어 벨트에 의해 마이크로웨이브 가열실로 투입되도록 하는 피건조물 투입부;A dry matter input unit positioned on a side of the microwave absorber of the microwave heating unit and configured to allow the dry matter to be introduced into the microwave heating chamber by the microwave heating conveyor belt;
전기 원적외선 건조부의 원적외선 건조용 컨베이어 벨트의 측면에 위치하며, 원적외선 건조부에서 건조된 피건조물이 토출되는 피건조물 토출부;A dry matter discharge unit positioned at a side of a far infrared ray drying conveyor belt for electric far infrared ray drying unit, and the dry matter discharged from the far infrared ray drying unit is discharged;
피건조물의 건조시 가열된 외부공기가 급기되는 외부공기 급기부;An external air supply unit for supplying heated external air during drying of the object to be dried;
피건조물의 가열과정에서 발생한 습공기를 배출하는 건조공기 배기부;Dry air exhaust unit for discharging the wet air generated during the heating process of the object to be dried;
전기 마이크로웨이브 발생장치의 마이크로웨이브의 발생정도, 컨베이어벨트의 속도, 및 외부공기와 건조공기의 급, 배기량을 조절하는 제어기능을 갖는 컨트롤 박스가 부가되어 사용될 수 있다.A control box having a control function for adjusting the generation degree of the microwave of the electric microwave generator, the speed of the conveyor belt, and the supply and discharge of external air and dry air can be added and used.
이하에서는, 본 발명의 건조장치의 작용 및 효과를 설명하고자 한다.Hereinafter, the operation and effects of the drying apparatus of the present invention will be described.
본 발명의 건조장치에서는 피건조물 투입부로부터 투입된 피건조물이 마이크로웨이브 가열부의 마이크로웨이브 가열실에서 단시간에 가열된 후, 원적외선 건조부의 2단 컨베이어 벨트로 구성된 원적외선 건조실로 이송되어 건조가 이루어진다. 이를 좀 더 자세히 기술하면, 피건조물이 투입부로 투입되면 컨베이어에 의해 서서히 마이크로웨이브 흡수체가 부착된 부위를 지나 마이크로웨이브 가열실로 이송되면서 단시간에 가열이 이루어진다. 이 때, 마이크로웨이브는 발생장치에서 도파관을 지나 가열실로 보내어진다. 가열실에서 가열된 피건조물은 연속적으로 운전되는 컨베이어에 의해 원적외선 건조용 컨베이어 벨트로 이송된다. 한편, 원적외선 건조부는 그 내부에 가열히터가 내장되어 있고 가열된 히터에 의해 그 내면이 가열되어 피건조물을 건조하며, 그 내면에 흑체가 도색되어 있어 복사율을 높일 수 있도록 구성되어 있으며, 피건조물의 종류에 따라 건조온도와 건조시간 등의 조건을 적당하게 조절하여 건조시킨다. 이렇게 가열, 건조된 피건조물은 원적외선 건조용 컨베이어 벨트의 측면에 위치하는 피건조물 토출부를 통하여 방출된다. 원적외선 건조용 컨베이어 벨트의 길이는 건조시간을 조절할 수 있도록 2단 또는 3단이상으로도 제작할 수 있으며, 각 컨베이어 벨트의 속도는 컨트롤 박스에 의해 조절된다. 또한, 건조를 위한 습공기의 배출은 건조공기 배기부에서 팬(fan)의 속도를 조절하여 조절토록 하고, 외부공기의 급기는 외부공기 급기부에서 행하는데, 이 때, 외부공기 급기부를 통하여 외부의 찬 공기가 직접 흡입되지 않도록 그 옆에 가열히터를 설치하여 가열된 공기가 흡입되도록 한다. 한편, 컨트롤 박스를 연결하여 마이크로웨이브의 발생정도, 컨베이어 벨트의 속도, 원적외선의 발생정도, 외부공기 및 건조공기의 급, 배기량 등을 조절한다.In the drying apparatus of the present invention, the dried material introduced from the dry matter input unit is heated in the microwave heating chamber of the microwave heating unit for a short time, and then transferred to the far-infrared drying chamber composed of the two-stage conveyor belt of the far infrared drying unit to perform drying. In more detail, when a dry object is introduced into an input unit, heating is performed in a short time while being conveyed to a microwave heating chamber through a portion where a microwave absorber is slowly attached by a conveyor. At this time, the microwave is sent from the generator through the waveguide to the heating chamber. The dry items heated in the heating chamber are transferred to a conveyor belt for far-infrared drying by a continuously operated conveyor. On the other hand, the far-infrared drying unit has a built-in heating heater therein, and its inner surface is heated by the heated heater to dry the dried object, and a black body is painted on the inner surface to increase the emissivity. Depending on the type of drying conditions such as drying temperature and drying time is appropriately adjusted. The dried object thus heated and dried is discharged through the discharge portion of the dried object positioned on the side of the far infrared drying conveyor belt. The length of the far-infrared drying conveyor belt can be manufactured in two or three stages to control the drying time, and the speed of each conveyor belt is controlled by the control box. In addition, the discharge of the wet air for drying is controlled to adjust the speed of the fan (fan) in the dry air exhaust, and the supply of the external air is performed in the external air supply, at this time, the outside through the external air supply To prevent direct intake of cold air, install a heating heater next to it so that the heated air is inhaled. On the other hand, the control box is connected to control the generation of microwaves, the speed of the conveyor belt, the generation of far infrared rays, the supply and discharge of external and dry air.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples.
실시예 1: 홍고추의 건조Example 1: Drying Red Pepper
홍고추 30kg을 꼭지를 제거하고 물로 세척한 다음, 2 내지 3cm 크기로 절단하여, 마이크로웨이브 가열용 컨베이어 벨트위에 약 1.5cm 높이로 펼쳐 놓고, 분당 500g이 통과되도록 컨베이어 벨트의 속도를 조절하였다. 초기 약 18℃의 홍고추는 품온이 약 3분후 약 78℃로 승온되었으며, 약 30분간 원적외선 건조실을 통과하도록 원적외선 건조용 컨베이어 벨트의 속도를 조절하여 건조시켰다. 이때, 원적외선 건조실의 온도를 60℃로 고정하고, 배기팬 및 흡기팬은 전압조절을 통하여 수시로 조절하였다. 약 3시간 10분 동안 건조하여 수분함량 약 20%의 건조된 홍고추를 얻을 수 있었다.30 kg of red pepper was removed from the tap, washed with water, cut into 2 to 3 cm in size, spread out on the microwave heating conveyor belt at a height of about 1.5 cm, and the speed of the conveyor belt was adjusted to pass 500 g per minute. The red pepper of about 18 ℃ in the initial temperature was raised to about 78 ℃ after about 3 minutes, and dried by adjusting the speed of the far infrared drying conveyor belt to pass through the far infrared drying chamber for about 30 minutes. At this time, the temperature of the far-infrared drying chamber was fixed at 60 ° C., and the exhaust fan and the intake fan were adjusted at any time through voltage control. After drying for about 3 hours 10 minutes to obtain a dried red pepper of about 20% moisture content.
비교실시예 1: 종래의 열풍 건조기에 의한 홍고추의 건조Comparative Example 1: Drying Red Pepper by Conventional Hot Air Dryer
건조 트레이에 세절된 홍고추 약 25kg(적정 용량)을 적재하고, 건조온도 약 60℃에서 약 16시간 동안 건조하여 수분함량 약 20%의 건조된 홍고추를 얻을 수 있었으나, 건조품이 탈색되어 상품성이 떨어졌다.About 25kg of red peppers (appropriate capacity) loaded into a drying tray were loaded and dried for about 16 hours at a drying temperature of about 60 ° C to obtain dried red peppers with a water content of about 20%. .
상술한 본 발명의 연속식 건조장치를 이용하여 건조한 실시예 1 및 종래의 열풍건조기를 이용하여 건조한 비교실시예 1에서 보듯이, 본 발명의 연속식 건조장치를 이용하여 연속 건조시키면, 열풍건조에 비하여 건조시간을 1/5 정도로 단축할 수 있었고, 건조품의 품질도 매우 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명의 연속식 건조장치는 향후 홍고추를 이용한 청결고추가루 제조시스템에의 활용은 물론, 마늘, 양파 및 파 등의 천연향신료 건조에도 적용성이 높을 것으로 판단된다.As shown in Example 1 dried using the continuous drying apparatus of the present invention described above and Comparative Example 1 dried using the conventional hot air dryer, continuous drying using the continuous drying apparatus of the present invention, Compared with this, the drying time could be shortened to about 1/5, and the quality of the dried product was also very good. Therefore, the continuous drying apparatus of the present invention is expected to be highly applicable to the drying of natural spices such as garlic, onions and green onions, as well as the use of the red pepper in the system for producing clean red pepper.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 마이크로웨이브와 원적외선을 이용하여 연속적으로 가열 건조시키므로써, 건조시간을 단축하고 위생적이며 고품질인 건조제품을 얻을 수 있는 건조장치를 제공한다. 본 발명의 건조장치를 이용하면, 가열시 피건조물을 단시간에 승온시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용하므로써 가열 및 건조시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 청결한 건조실에서 분극진동과 복사가열로 건조하는 방식을 사용하므로써, 위생문제가 중요한 식품류 등의 건조에 매우 유용하다. 또한, 석유에너지의 고갈에 따라 전기에너지의 활용도가 산업 전 분야에서 높아질 것으로 예상되는 바, 본 발명의 건조장치는 이러한 시기적 요구에도 부응하는 전기에너지를 열원으로 하는 고효율, 고품질의 건조품을 생산하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.As described and demonstrated in detail above, the present invention provides a drying apparatus that can shorten the drying time and obtain a hygienic and high-quality dry product by continuously heating and drying using microwaves and far infrared rays. When the drying apparatus of the present invention is used, the heating and drying time can be shortened by using a microwave which can heat up the dried object in a short time, and the method of drying by polarization vibration and radiant heating in a clean drying room is provided. By use, it is very useful for drying foods and the like where hygiene problems are important. In addition, as the depletion of petroleum energy is expected to increase the utilization of electrical energy in all industries, the drying apparatus of the present invention is useful for producing high-efficiency, high-quality dry products using the electrical energy as a heat source that meets these demands. Can be used.
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Legal Events
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| PA0109 | Patent application |
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| PA0201 | Request for examination |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20000531 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20000905 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20000531 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |