一种气体冲击热风与真空脉动真空组合干燥设备制造技术

本发明专利技术属于农产品加工技术领域，具体公开了一种气流冲击与真空脉动组合干燥方法与设备，主要由组合干燥机体、脉动真空发生系统、气流冲击干燥系统、真空加热系统和自动控制系统等部分组成。本发明专利技术的热风干燥阶段采用气体射流冲击技术与湿度控制排湿技术，真空干燥阶段采用真空脉动干燥技术。本发明专利技术解决了现有热风真空组合干燥技术中存在的热风干燥阶段热风循环方式不科学、废气排放不合理、热风对流换热效果差、真空干燥阶段压力运行方式易影响干燥效率等问题，可显著提高热风真空组合干燥技术的加工效率，降低加工能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种气体冲击热风与真空脉动真空组合干燥方法与设备
本专利技术属于农产品加工
，特别涉及一种气体冲击与真空脉动组合干燥方法与设备。
技术介绍
干燥是农产品加工的重要环节。热风真空组合干燥技术是指在一体化的组合干燥设备中在不同的干燥阶段分别采用热风干燥和真空干燥的一种新型干燥技术，具有产品品质好(接近真空干燥)、干燥能耗低、自动化程度高等优点。目前热风真空组合干燥技术还存在诸多缺陷，制约了技术的推广应用。(1)组合干燥的热风干燥阶段存在：a.热风循环方式不合理，采用“底进顶出”的气流循环方式时干燥料层间的物料干燥均匀性较差，而若为每一料层均密布设置开有气孔的热风均匀风管时又将大幅增加设备的制造成本；b.热风干燥过程中，与物料进行了湿热交互后的干燥介质被不断排除，同时不断补充等量低温空气并将其加热至设定温度，虽在此过程中采用了空气预热器收集废气的余热并对补充的空气进行初步预热，但依然浪费了高温高湿气体中所蕴含的大量热量，如对相关设备的实测结果表明，当环境温度为23℃情况下，热风温度设定为75℃，经过空气预热器换热后排除的废气温度仍然达到50℃；c.气流速度低(典型值仅为0.072m/s)，对流换热效率差，干燥时间长。(2)组合干燥的真空干燥阶段普遍采用恒压真空或间歇式真空的压力运行方式，但采用两种方式的真空脉动干燥过程中物料表面水蒸汽分压易与干燥环境水蒸汽分压达到平衡状态，会对物料的脱水产生抑制作用，导致干燥效率降低。气体射流冲击干燥是将具有一定压力的加热气体经过一定形状的喷嘴喷出并用其直接冲击物料的一种干燥方法，具有气流速度高、换热系数高、传热速率可控等优点。真空脉动干燥技术是在真空干燥过程中，按照一定的规律周期性的改变干燥室压力的干燥技术。相比于真空干燥，真空脉动干燥技术不但保留了低温干燥、一定程度隔绝氧气、产品品质好等优点，更由于压力的脉动适时地打破了干燥过程中物料表面水蒸汽分压与干燥环境水蒸汽分压的平衡，增大了传质动力，并有助于扩充物料的微孔道，拓宽了干燥过程中物料水分传递的路径，从而有效的提高了干燥的效率，缩短了干燥时间，降低了干燥能耗，并提高了干燥产品的复水性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型气流冲击与真空脉动组合干燥方法与设备，以解决现有热风真空组合干燥技术中存在的热风干燥阶段热风循环方式不科学、废气排放不合理、热风对流换热效果差、真空干燥阶段压力运行方式易影响干燥效率等问题。为了达到本专利技术的第一个目的，即提供一种气流冲击与真空脉动组合干燥方法，本专利技术采用的技术方案是：组合干燥的热风干燥阶段采用气体射流冲击技术，其特征在于，气流喷射口的气流速度为0～20m/s；组合干燥的热风干燥阶段采用湿度控制排湿技术，其特征在于，基于设定的湿度上下限与在线监测的干燥室湿度进行干燥过程中的间歇式自动排湿；组合干燥的真空干燥阶段采用真空脉动技术，其特征在于，真空干燥阶段干燥室相对真空度脉动变化范围为0～97kPa，且在干燥室压力达到该范围内某个设定真空度后，有一个真空保持时间，而后变化干燥室压力至常压后，有一个常压保持时间，如此形成一个脉动周期并不断循环。为了达到本专利技术的第二个目的，即提供用于上述气流冲击与真空脉动组合干燥方法的设备，所采用的技术方案为，一种气流冲击与真空脉动组合干燥设备，包括：组合干燥机体、脉动真空发生系统、气流冲击干燥系统、真空加热系统和自动控制系统，其中：所述组合干燥机体提供加工空间；所述脉动真空发生系统与所述组合干燥机体连接为其提供真空脉动加工环境；所述气流冲击干燥系统与所述组合干燥机体连接为其提供射流热风实现气体射流冲击干燥；所述真空加热系统与所述组合干燥机体连接为真空干燥阶段提供热量实现真空脉动干燥；所述自动控制系统控制各系统的工作状态，实现工序控制。上述气流冲击与真空脉动组合干燥设备中：所述组合干燥机体包括箱体10，箱体10中设置有多层结构的料层支架11；所述脉动真空发生系统包括真空泵40，真空泵40的抽气口通过真空管路31接热风回风管路6，真空泵40的出水口通过管路通入真空泵冷却水箱36内；所述气流冲击干燥系统包括离心风机23，离心风机23通过热风进风管路19接箱体10，热风进风管路19上设置有空气电加热装置24；所述真空加热系统包括保温水箱1，保温水箱1中设置有热水电加热器2，保温水箱1通过热水进水管路33和热水回水管路5与箱体10内部的加热盘管12连通，其中加热盘管12位于料层支架11各层上，用于放置物料的物料盘29放置在加热盘管12上；所述控制系统包括工控触摸一体机18，工控触摸一体机18与其它各系统中的压力、温度、液位检测及执行部件连接，实现气流冲击干燥控制，热风干燥湿度控制以及真空脉动干燥控制。上述气流冲击与真空脉动组合干燥设备中：所述箱体10侧面有箱门39，底部设有箱体支座30和箱体排水阀28，箱体10采用双层结构，内层需采用厚度4～10mm的304不锈钢制造，外层为1～2mm的304不锈钢蒙皮，内外层之间填充保温材料9，料层支架11各层上有采用金属太空铝制成的物料盘29。上述气流冲击与真空脉动组合干燥设备中：所述真空管路31上设置有单向止回阀32，所述箱体10顶部安装与其内腔连通的加工室真空传感器15与泄压电磁阀14，所述真空泵冷却水箱36中设置有冷却水箱液位计38和冷却水箱排水阀35，所述真空泵40、加工室真空传感器15、泄压电磁阀14、冷却水箱液位计38和冷却水箱排水阀35均与控制系统中的真空度检测与脉动控制部分连接。上述气流冲击与真空脉动组合干燥设备中：沿离心风机23的出风方向，所述热风进风管路19上设置有热风温湿度传感器17和进风管路电磁阀25，热风进风管路19在箱体10中形成箱体热风进风口16，箱体热风进风口16处安装有一次气流分配板26，在箱体10内壁两侧分别安装有二次气流分配板27，分别与箱体10的内侧壁之间形成进风和回风气流分配室8，回风气流分配室8通过热风回风管路6与离心风机23的回风口连接，热风回风管路6上设置有回风管路电磁阀7，热风回风管路6上靠近离心风机23处与余热回收器21的预热后出气口连接且在连接管路上设置有排湿补气电磁阀22，所述余热回收器21的进风口与热风进风管路19连接且连接管路上设置有热风排湿电磁阀20，热风排湿电磁阀20位于空气电加热装置24与离心风机23出风口之间，所述离心风机23、空气电加热装置24、进风管路电磁阀25、回风管路电磁阀7、热风温湿度传感器17、热风排湿电磁阀20、排湿补气电磁阀22均与控制系统中的热风干燥检测与控制部分相连。上述气流冲击与真空脉动组合干燥设备中：所述保温水箱1的右侧壁上安装有加热水箱温度传感器3，保温水箱1的左侧壁上安装有加热水箱液位计37，热水回水管路5连接在保温水箱1的上部，热水进水管路33连接在保温水箱1的下部，保温水箱1上位于热水进水管路33下方设置有加热水箱排水阀4，所述热水进水管路33上设置有热水循环泵34，所述热水电加热器2、加热水箱温度传感器3、热水循环泵34均与控制系统中的真空加热检测与控制部分相连。上述气流冲击与真空脉动组合干燥设备中：所述工控触摸一体机18完成组合干燥过程的参数设置，包括热风干燥温度、热风干燥湿度上限与下限、热风干燥时间、真空干燥温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气流冲击与真空脉动组合干燥方法，其特征在于：组合干燥的热风干燥阶段采用气体射流冲击技术与湿度控制排湿技术；组合干燥的真空干燥阶段采用真空脉动技术。

【技术特征摘要】
1.一种气流冲击与真空脉动组合干燥方法，其特征在于：组合干燥的热风干燥阶段采用气体射流冲击技术与湿度控制排湿技术；组合干燥的真空干燥阶段采用真空脉动技术。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述气体射流冲击技术：用气流冲击实现干燥，气流喷射口的气流速度为0～20m/s，基于设定的湿度上下限与在线监测的干燥室湿度进行干燥过程中的间歇式自动排湿；所述真空脉动技术：用真空脉动实现干燥，过程中干燥室相对真空度脉动变化范围为0～97kPa，且在干燥室压力达到该范围内某个设定真空度后，有一个真空保持时间，而后变化干燥室压力至常压后，有一个常压保持时间，如此形成一个脉动周期并不断循环。3.一种气流冲击与真空脉动组合干燥设备，其特征在于，包括：组合干燥机体、脉动真空发生系统、气流冲击干燥系统、真空加热系统和自动控制系统，其中：所述组合干燥机体提供加工空间；所述脉动真空发生系统与所述组合干燥机体连接为其提供真空脉动加工环境；所述气流冲击干燥系统与所述组合干燥机体连接为其提供射流热风实现气体射流冲击干燥；所述真空加热系统与所述组合干燥机体连接为真空干燥阶段提供热量实现真空脉动干燥；所述自动控制系统控制各系统的工作状态，实现工序控制。4.根据权利要求3所述设备，其特征在于：所述组合干燥机体包括箱体(10)，箱体(10)中设置有多层结构的料层支架(11)；所述脉动真空发生系统包括真空泵(40)，真空泵(40)的抽气口通过真空管路(31)接热风回风管路(6)，真空泵(40)的出水口通过管路通入真空泵冷却水箱(36)内；所述气流冲击干燥系统包括离心风机(23)，离心风机(23)通过热风进风管路(19)接箱体(10)，热风进风管路(19)上设置有空气电加热装置(24)；所述真空加热系统包括保温水箱(1)，保温水箱(1)中设置有热水电加热器(2)，保温水箱(1)通过热水进水管路(33)和热水回水管路(5)与箱体(10)内部的加热盘管(12)连通，其中加热盘管(12)位于料层支架(11)各层上，用于放置物料的物料盘(29)放置在加热盘管(12)上；所述控制系统包括工控触摸一体机(18)，工控触摸一体机(18)与其它各系统中的压力、温度、液位检测及执行部件连接，实现气流冲击干燥控制、热风干燥湿度控制以及真空脉动干燥控制。5.根据权利要求4所述设备，其特征在于：所述箱体(10)侧面有箱门(39)，底部设有箱体支座(30)和箱体排水阀(28)，箱体(10)采用双层结构，内层需采用厚度4～10mm的304不锈钢制造，外层为1～2mm的304不锈钢蒙皮，内外层之间填充保温材料(9)，料层支架(11)各层上有采用金属太空铝制成的物料盘(29)。6.根据权利要求4所述设备，其特征在于：所述真空管路(31)上设置有单向止回阀(32)，所述箱体(10)顶部安装与其内腔连通的加工室真空传感器(15)与泄压电磁阀(14)，所述真空泵冷却水箱(36)中设置有冷却水箱液位计(38)和冷却水箱排水阀(35)，所述真空泵(40)、加工室真空传感器(15)、泄压电磁阀(14)、冷却水箱液位计(38)和冷却水箱排水阀(35)均与控制系统中的真空度检测与脉动控制部分连接；沿离心风机(23)的出风方向，所述热风进风管路(19)上设置有热风温湿度传感器(17)和进风管路电磁阀(25)，热风进风管路(19)在箱体(10)中形成箱体热风进风口(16)，箱体热风进风口(16)处安装有一次气流分配板(26)，在箱体(10)内壁两侧分别安装有二次气流分配板(27)，分别与箱体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，荆雪松，董继先，肖红伟，高振江，曹博涛，袁越锦，徐英英，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61